Контрольная работапо "Технике и технологии капитального ремонта скважин"

Для чистки песчаных пробок применяют также гидробур, который спускается в скважину на канате. Гидробуром ударяют о поверхность  пробки, при этом долото разрыхляет ее. При подъеме плунжер поршневого насоса гидробура засасывает жидкость с песком из-под долота. Песок отделяется в сепараторе и поступает в желонку, а жидкость - под плунжер насоса.

Беструбный гидробур действует как желонка многократного действия. Он состоит из трех основных узлов долота, служащего для разрушения породы; желонки, в которой собирается разбуренная порода, и плунжерного насоса, создающего циркуляцию жидкости в скважине. При необходимости для увеличения веса инструмента между долотом и желонкой устанавливают утяжелитель из толстостенной трубы. После падения инструмента на забой долото врезается в породу. Плунжер насоса под действием собственного веса и инерции при ударе двигается вниз, вытесняя жидкость из корпуса насоса через отверстие бокового плоского клапана.

Песчаные пробки удаляют чисткой ствола желонкой или промывкой скважины. Чистка скважины — длительный и трудоемкий процесс, вызывающий к тому же сильный износ  оборудования скважины. Ее применяют  лишь на неглубоких скважинах при небольшой мощности пробок. Для чистки используют желонки различных типов: простые, поршневые и автоматические. Желонку спускают на канате в скважину, и когда от желонки до пробки остается несколько метров, отпускают тормоз лебедки. Под действием собственного веса желонка падает вниз и с силой ударяется о пробку. При ударе клапан желонки открывается и некоторое количество песка попадает в желонку. Для лучшего заполнения желонки ее несколько раз приподнимают и ударяют о пробку, после чего желонку извлекают на поверхность для очистки. 

1.3 Оборудование  и механизмы, используемые при удалении песчаных пробок в скважинах 

Подьемная лебедка  ЛПТ-8 

Предназначена для выполнения спуско-подъемных  операций при ремонте и освоении нефтяных и газовых скважин, оборудованных стационарными вышками и мачтами. Применяется в районах с умеренным климатом. Подъемная лебедка ЛПТ-8 - модификация .установки УПТ-32. отличается отсутствием собственной вышки, дополнительно комплектуется цепным колесом для привода ротора и безопасной катушкой для раскрепления резьб труб и подтаскивания тяжестей к устью скважины. Подъемная лебедка - самоходный подъемник, смонтированный на шасси гусеничного трактора Т170,00-1. Состоит из коробки передач, однобарабанной лебедки, подлебедочной рамы-кронштейна, узла привода ротора, упорных домкратов и безопасной катушки. Барабан подъемной лебедки свободно сидит на опорах качения на валу, размещенном также на опорах качения в сварной станине коробчатой конструкции. Левая (от водителя) реборда барабана с зубьями по окружности является одновременно колесом храпового механизма. На правой реборде барабана закреплен шкив одноленточного тормоза со сменными колодками. Внутри шкива размещена однодисковая фрикционная муфта пневматического действия. Концы вала барабана выходят за опоры; на них размещены безопасная катушка слева и цепное колесо привода ротора с зубчатой муфтой включения справа. Для предохранения подъемной лебедки от раскачивания и опрокидования во время работы на скважине с передней и задней сторон трактора предусмотрены откидные домкраты -упоры. Всеми механизмами подъемника (за исключением муфты включения цепного колеса привода ротора) управляют из кабины водителя. 

В комплект входит : Подъемная лебедка в сборе, запасные части и инструмент.

Номинальное тяговое  усилие, кН- 84

Мощность привода, кВт- 118

Частота вращения барабана, с- 1.35-5.35

Количество скоростей  намотки: прямых - 4 обратных - 2

Габаритные размеры, мм- 6.430x2.550x3.087

Масса, кг- 18.400 

Монтажной базой этого подъемника является гусеничный трактор Т-130.1.Г (рис. 2), обеспечивающий ремонт скважин глубиною до 2500 м. Каждая из четырех скоростей коробки достигается одновременным включением обеих муфт. На свободном конце ведомого вала III установлена коническая шестерня 8 для передачи конической шестерни 6 трансмиссионного вала V лебедочного блока.

 
Рис. 2. Подъемная лебедка ЛПТ-8: 1 — рама; 2 — топливный бак; 3 — воздушные баллоны; 4 — компрессор; 5 — пульт управления; 6 — лебедка; 7 — карданный вал; 8 — консольная рама; 9 — коробка передач; 10 — безопасная катушка; 11 — механизм привода ротора; 12 — съемная приставная лестница; 13 — откидной винтовой упор 
 

Универсальный винтовой ограничитель подъема талевого блока 21 приводится от барабана цепной передачей. Привод навесного оборудования подъемника осуществляется (рис. 3) от тягового двигателя трактора 2 через коробку отбора мощности 22, установленную на задней по ходу стенке корпуса бортовых фрикционов 23, карданный вал 4 и коробку передач 20, прикрепленную к станине лебедочного блока 3.

Рис. 3. Кинематическая схема подъемной лебедки ЛПТ-8: I — компрессор; 2 — двигатель; 3 — лебедочный блок; 4 — карданный вал; 5, 7 — шестерни; 6, 8 — шестерни конические; 9 — шестерня 3-й и 4-й скоростей; 10 — муфта; II — шестерня 1-й и 2-й скоростей; 12, 13, 14 — шестерни промежуточного вала; 15, 16 — шестерни обратного вращения барабана; 17 — шестерня 2-й и 4-й скоростей; 18 — муфта переключения скоростей; 19 — шестерня 1-й и 3-й скоростей; 20 — коробка передач; 21 — ограничитель подъема талевого блока; 22 — коробка отбора мощности; 23 — бортовой фрикцион; 24 — карданный вал; 25 — передача ременная; I — ведущий вал; II — промежуточный вал; III — ведомый вал; IV — ось шестерни заднего хода; V — вал силовой передачи; VI — вал барабан 

Основные узлы подъемной лебедки - силовая передача, электропневматическая лебедка и пневматическая система управления.

Лебедка однобарабанная. Все узлы и механизмы лебедочного блока - барабанный вал в сборе, вал силовой передачи, тормозная система, храповое устройство, ограничитель подъема талевого блока, кожухи и ограждения - собраны на цельносварной станине коробчатого типа. Барабан включают посредством собранной внутри тормозной шайбы фрикционной муфты. Шайбу крепят к ребордам барабана.

На правом конце барабанного вала по ходу установлена безопасная шпилевая катушка, на левом - цепное колесо привода ротора.

Тормозная лента выполнена из пружинной  стали с наклеенным на ее внутреннюю поверхность фрикционным материалом. Для длительного удержания колонны  труб или штанг на весу в лебедке предусмотрено храповое устройство.

Фрикционная муфта однодисковая, пневматическая. Для включения барабана лебедки  воздух от пневмосистемы подается в  вертлюжок, ввернутый в торец  вала барабана.

Пневмосистема подъемника предназначена для управления фрикционной муфтой привода тормозной системы лебедочного блока при ножном управлении или срабатывании ограничителя подъема талевого блока.

Пневмосистемы питаются от двухцилиндрового одноступенчатого компрессора, привод которого осуществляется от двигателя трактора посредством карданного вала и ременной передачи. Сжатый воздух из компрессора 4 подается в воздушные баллоны 3, из которых в процессе работы необходимо удалять жидкость. Компрессор и топливный бак 2 расположены спереди трактора на удлиненной части рамы перед радиатором.

Для крепления  подъемника в рабочем положении  имеются два откидных винтовых упора 13.

У шестискоростной  коробки передач КП-100 четыре прямые скорости и две обратные.

Такая компоновка создает лучшие условия  для обслуживания коробки передач, обеспечивает доступ к прицепному устройству и бортовым фрикционам трактора.

Привод  воздушного компрессора 1 осуществляется от ходового двигателя трактора с  помощью карданного вала 4 и ременной передачи 25.

В корпусе  коробки передач на роликовых подшипниках установлены ведущий I, промежуточный II, ведомый III валы и ось паразитной шестерни заднего хода IV. На бронзовых втулках ведущего вала установлены шестерня 19 первой и третьей скоростей, шестерня 17 второй и четвертой скоростей, между которыми размещена муфта переключения скоростей 18. На ведущем валу также установлена подвижная шестерня 16. На промежуточном валу неподвижно смонтированы шестерни 14, 13 и 12, на бронзовых втулках ведомого вала - шестерня 11 первой и второй скоростей и шестерня 9 третьей и четвертой скоростей, между которыми находится муфта переключения 10.

На оси IV коробки передач 20 на двух роликовых  подшипниках установлена шестерня 15, при работе которой совместно  с подвижной шестерней 16 осуществляется обратное вращение барабана.

Трансмиссионный вал, помещенный в герметичной масляной ванне станины, передает через шестерни 7 и 5 вращение барабанному валу VI. Барабан  включают посредством фрикционной  муфты. 
 

   1.4 Разработки  конструкторов советского периода

Советскими специалистами была проделана большая работа по улучшению технологии и созданию специального высокопроизводительного оборудования для очистки скважин от песчаных пробок. Научными сотрудниками ВНИИбурнефти А. А. Мининым, К. А. Чефрановым и А. А. Погарским разработан специальный беструбный гидробур, который, как показали промышленные испытания, в 2—3 раза эффективнее желонок.  Гидробур, как и желонку, спускают в скважину на канате: при достижении им пробки верхняя часть его продолжает двигаться вниз, в то время как нижняя часть покоится на забое.

При обратном движении вверх часть пробки вместе с жидкостью засасывается во внутреннюю полость гидробура. При повторении возвратно-поступательных движений полость  гидробура постепенно заполняется  песком.  Опорожнение гидробура от песка производится, как и в обычной желонке, при его подъеме на поверхность.

Работы  по совершенствованию конструкции  беструбного гидробура продолжаются.

 

Рис 4. Гидробур БГ-120.

1—верхний клапан;

2 — пружина;

3 — плунжер; 4 —

нижний клапан;

5 — камера-желонка;

6 — долото;

7 — центральная

трубка. 
 
 

Еще более эффективным  средством для очистки песчаной пробки в

неглубоких скважинах  с низким пластовым давлением оказался струйный

насос, разработанный  Особым конструкторским бюро по бесштанговым

насосам.

В отличие от обычной промывки песчаной пробки, при применении струйного насоса давления на пласт

со стороны  столба промывочной жидкости не создается, что имеет очень важное значение.

Основными узлами погружного оборудования установки  является струйный насос с приспособлением для разрушения плотных песчаных пробок и колонна сдвоенных труб. Жидкость к соплу струйного насоса подается промывочным агрегатом через шланг высокого давления, промывочную головку и кольцевое пространство сдвоенных труб. Из сопла насоса рабочая жидкость с большой скоростью выходит в камеру смешения диффузора, увлекая за собой имеющуюся там пластовую жидкость и создавая постоянную депрессию, благодаря чему обеспечивается постоянный отбор размытой пробки из скважины.

Общее время  ремонта скважин при помощи установки струйного насоса,

включая время  на спуско-подъем сдвоенных труб, в  два-два с половиной

раза меньше времени чистки желонкой пробки той  же мощности.

 Рис 5. Струйный насос. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                       2.   Практическая часть 

                                                Вариант 26

    Задача  VI.1 2. Определить необходимую мощность двигателя и время на чистку песчаной пробки гидробитумом.

    Исходные  данные: глубина скважины 1150 м; диаметр эксплуатационной колонны 168 мм; мощность песчаной пробки 20м; плотность песчаной пробки ρ_П = 2000 кг/м³; плотность жидкости в скважине ρ_ж = 850 кг/м³. Чистка скважины проводится гидробуром БГ-100М с подъемниками ЛПТ-8 на канате диаметром d_к = 15мм.

    Решение. Вес поднимаемого груза определяем по формуле

Q=qH+G,               (VI.33)

где q –  вес 1 м стального каната диаметром 15 мм (q = 804H); Н – глубина скважины, м; G – вес гидробура, заполненного жидкостью с песком:

G= G₁ + G_2,                         (VI.34)

где G₁ – вес гидробура (G₁ = 1960H); G₂ - вес песка и жидкости в гидробуре:

G₂ = (V_ж ρ_П + V_н ρ_ж)g,                         (VI.35)

где V_ж - рабочий объем желонки (V_ж = 0,033 м³); V_н - объем жидкости в цилиндре насоса (V_н = 0,0045 м3). Подставляя численные данные в формулу (VI.35), получим:

G₂ = (0,033*2000+0,045*850)*9,81= 685 H.

Таким образом, по формуле (VI.34) получим:

G= 1960 + 685 = 2645 Н.

Подставляя  полученные цифровые данные в формулу (VI.33), будем иметь:

Q=8,04*1150 + 2645 = 11891 Н = 11,9кН.

    Определим диаметр навивки каната на барабан  лебедки. Диаметр навивки каната колеблется от D_min до D_max, где D_max – максимальный диаметр навивки каната при полностью поднятом гидробуре (по замеру канат навивается на барабан лебедки в 14 рядов).