Технология очистки пробок эксплуатационной колонны (стр. 3 из 6)
Когда промывают скважины, на которых могут происходить выбросы или фонтанирование, схема обвязки должна включать в себя предохранительную задвижку, установленную ниже вертлюга и специального фланца, размеры которого соответствуют фланцу тройника или крестовика фонтанной скважины, открытое фонтанирование можно предупредить, закрыв задвижку, опустив колонну промывочных труб и соединив фланец с фонтанной арматурой.
Аналогичным образом оборудуется устье скважины при промывке двухрядного подъемника.
При прямой и комбинированной промывках в ряде случаев работают без промывочного стояка. Тогда промывочный шланг соединяют с трубопроводами на уровне пола рабочей площадки. Для того чтобы при спуске вертлюга в нижнее положение промывочный шланг не ложился на пол и не заграждал рабочее место у устья скважины, используют приспособление для подвески шланга в средней его части за пояс вышки.
Скоростная прямая промывка предусматривает такое же, как при простой промывке, направление потоков жидкости, но позволяет ускорить разрушение пробки за счет исключения полного выноса песка из кольцевого пространства между НКТ и промывочными трубами перед ее наращиванием.
Это достигается при включении в специальную обвязку (рисунок 4, а) промывочной головки 15, которая позволяет после посадки на нее трубы и отсоединения вертлюга восстановить циркуляцию жидкости в течении времени, пока очередная труба не будет подготовлена для наращивания. В результате перерывы в циркуляции жидкости обусловлены только временем развенчивания и свинчивания резьбового соединения колонны промывочных труб, а количество песка, осаждаемого на пробку, незначительно.
Скоростная прямая промывка ведется следующим образом (рисунок 4, б). В процессе промывки жидкость от насоса через задвижки 21,19 стояк, промывочный шланг 7 и вертлюг 9 поступает в колонну промывочных труб. При подходе муфты к промывочной головке в ее корпус вставляют вкладыш 16 (показан пунктиром) и при дальнейшем спуске сажают торец муфты 18 на вкладыш 16. После этого набрасывают ключи на патрубок, установленный ниже вертлюга и муфты трубы. После этого подача насоса прекращается, резьбовое соединение раскрепляют, отвинчивают и на промывочной головке 15 закрепляется крышка 17. открыв кран 14, и закрыв кран 19, 21 возобновляют промывку, однако теперь жидкость от насоса попадает в колонну промывочных труб, миную стояк, промывочный шланг и вертлюг.
Подготовив очередную трубу к пуску, то есть соединив патрубок, установленный ниже вертлюга, с лежащей на мостиках трубой, поднимают и подводят ее к устью скважины. После этого циркуляция опять прекращается либо остановкой насоса, либо открытием кранов 21,20 и закрытием кранов 14,19. крышку 17 с головки 15 снимают, очередную трубу свинчивают с муфтой спущенной трубы, после чего возобновляют циркуляцию жидкости через стояк, промывочный шланг, вертлюг и новую трубу.
Обратная промывка скважин предусматривает закачку жидкости в кольцевое пространство между колонной НКТ и промывочными трубами и подъемом ее вместе с размытым песком по промывочным трубам. Это позволяет достигнуть более высоких скоростей восходящего потока жидкости и ускорить разрушение пробки.
Схема обвязки устья (рисунок 4, в) включает в себя промывочную головку 22 для герметизации устья скважины.
Промывочная головка крепится к фланцу тройника или крестовика и состоит из корпуса, в котором установлено манежное уплотнение 23. Ус манжета достаточно эластичен и может пропускать муфты, соединяющие трубы промывочной колонны. Промывочная жидкость направляется от насоса через патрубок, приваренный к корпусу головки, или через крестовик.
Рисунок 4. Схема оборудования скважины при промывке:
а - прямой, б — ускоренной, в — обратной, г — комбинированной, 1 — колонна промывочных труб, 2 — эксплуатационная колонна; 3 — крестовина; 4 — задвижка; 5 — фланец; б - предохранительная задвижка; 7 — промывочный шланг; 8 — муфта; 9 — вертлюг; 10, 11, 12, 13, 14 — краны, 15 — промывочная головка; 16 — вкладыш, 17 — крышка; 18 — муфта; 19, 20, 21 — краны, 22 — промывочная головка; 23 — манжетное уплотнение; 24 — гибкий шланг, 25 — пробка; 26, 27, 28 — краны
Предварительный натяг манжеты и давление жидкости прижимают ее к наружной поверхности промывочных труб, обеспечивая, таким образом, герметичность внутренней полости, что позволяет спускать трубы при постоянной циркуляции жидкости.
Для обеспечения свободного пропуска муфты через уплотнение головки ее крышку отворачивают на несколько оборотов, уменьшая, таким образом, предварительный натяг уплотнения. Жидкость из полости промывочных труб отводят либо с помощью вертлюга, либо специальной отводной головкой, ввинчиваемой в муфту, опертую на элеватор, на котором подвешена колонна промывочных труб. Обводная головка соединяется шлангом с обвязкой.
После спуска крюка в нижнее положение проводят промывку до появления чистой воды. Так как объем внутренней полости промывочных труб меньше объема кольцевого пространства, то продолжительность обратной промывки меньше, чем при прямой.
После появления чистой воды колонну промывочных труб наращивают и продолжают процесс разрушения пробки. Поскольку в кольцевом пространстве находится чистая жидкость. Прихват труб исключается.
Обратная промывка позволяет обеспечить более эффективный вынос песка, но вместе с тем снижается интенсивность разрушения пробки.
Комбинированная промывка заключается в попеременной работе оборудования в режимах прямой и обратной промывок. В зависимости от имеющегося оборудования обвязка устья скважины может быть выполнена либо с использованием промывочной головки, либо с использованием крестовины (рисунок 4, г) обвязка, используемая при комбинированной промывке, наиболее сложная, она должна обеспечивать изменение направления течения жидкости в промывочных трубах.
В процессе пробки после наращивания очередной трубы или колена жидкость нагревают в промывочные трубы. При этом краны 26, 4,28 открыты, а кран 27 закрыт. Жидкость от насоса через стояк, промывочный шланг и вертлюг поступает в промывочные трубы и, пройдя через насадок, размывает пробку, то есть работа идет по схеме. Жидкость вместе с песком поднимается по кольцевому пространству и через краны 4 и 28 выходит в емкость.
После посадки планшайбы на фланец тройника их соединяют болтами, прекращают промывку, отвинчивают пробку 25 и соединяют отверстие гибким шлангом 24 с емкостью. Краны 26,28 закрывают, а кран 27 открывают. После этого возобновляют работу насоса, но уже по схеме обратной промывки, то есть чистая жидкость попадает в кольцевое пространство, а песок выносится через боковой отвод и гибкий шланг.
После появления чистой воды циркуляцию жидкости в скважине прекращают, разбирают фланку соединения, поднимают колонну промывочный труб, под муфту подводят элеватор и сажают колонну на него.
Отвинтив промывочное колено, его опускают в шурф или укладывают на мостики. На крюк подвешивают элеватор для подачи к устью следующей трубы. После свинчивания ее с колонной верхний элеватор приподнимают, освобождают нижний элеватора тройник. Крюк освобождают от штопоров элеватора и на него набрасывают серьгу вертлюга.
После подъема вертлюга с трубой из шурфа ее соединяют с колонной промывочных труб, колонну приподнимают, освобождают элеватор и промывку скважины продолжают.
4 комбинированную промывку можно осуществить с еще более сложной обвязкой, при которой исключается использование пробки 25 и дополнительного гибкого шланга 24.
В этом случае при работе в режиме обратной промывки жидкость из промывочных труб удаляется через вертлюг и гибкий шланг, а далее через дополнительную задвижку в емкость.
1.2.1. Расчет прямой промывки песчаной пробки
Прямая промывка наиболее эффективна при удалении крепких пробок. Приведем расчет прямой промывки песчаных пробок, исходя из следующих данных:
1. глубина скважины Н = 2200м.
2. диаметр эксплуатационной колонны Дн = 146 мм.
3. мощность пробки h м = 32м.
4. условный диаметр промываемых труб d = 73 мм.
5. максимальный размер зерен песка, составляющий пробки б= 0,9 мм.
6. вид промываемого агрегата жидкости – ПАЗ -82.
7. тип промываемого агрегата жидкости – вода.
8. длина линии от насоса до шланга l = 45м.
9. наличие стационарной вышки на скважине – нет.
Гидравлические сопротивления при промывке определяются следующим образом:
hоб = h1+ h 2+ h 3+ h 4+ h 5+ h 6 (1)
где h1 – гидравлические сопротивления нисходящего потока, м.ст. жидкости. h2 – гидравлические сопротивления восходящего потока, м.ст. жидкости. h 3 – потери напора на уравновешивание столбов жидкости различной плотности в промывочных трубах и кольцевом пространстве, м.ст. жидкости, м.ст. жидкости. h 4 – гидравлическое сопротивление в шланге, м.ст. жидкости. h 5 - гидравлическое сопротивление в вертлюге, м.ст. жидкости. h 6 - гидравлическое сопротивление в линии от массы до шланга, м.ст. жидкости.
Vм = 4 Q м/с, (2)
П d2
где, Q – расход промывочной жидкости, м3/с
д – ускорение свободного падания, м/с2, д = 9,81 м/с
Гидравлические сопротивления восходящего потока:
h2 = φ × λ2 Н × V2
Дв-dн 2д
где, φ – коэффициент, учитывающий повышение содержания песка в жидкости, φ = 1,15
Дв = Дн- 2,5 м, (4)
где, Дн - наружный диаметр эксплуатационной колонны, Дн = 0,146м.
д – толщина стенки трубы, д = 12мм =0,012м колонны,