ПРОТИВОВЫБРОСОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

При бурении пластов, в которых нефть, газ или вода залегают под большим давлением, из скважины могут произойти выбро­сы, если гидростатическое давление бурового раствора будет меньше пластового давления. Для герметизации бурящихся скважин при газоводонефтепроявлениях и предотвращения от­крытых выбросов применяют противовыбросовое оборудование, изготовляемое в соответствии с ГОСТ 13862—80.

В комплект противовыбросового оборудования входят превенторы, манифольды с запорными устройствами, штуцеры, от­бойная камера и установки управления.

Превенторы предназначены для перекрытия и герметизации кольцевого зазора между спущенной в скважину обсадной ко­лонной и бурильными трубами или для перекрытия устья сква­жины при отсутствии в ней бурильных труб. Выпускают пре­венторы двух типов: плашечные с гидравлическим и ручным приводом (ППГ) и универсальные (ПУГ), а также вращаю­щиеся превенторы типа ПВ в комплекте с системой дистанци­онного пневматического управления, которыми дополняют про­тивовыбросовое оборудование для бурения скважин с примене­нием воздуха, газа и аэрированной жидкости.

Плашечный превентор типа ППГ (рис. 89) состоит из кор­пуса, крышек с гидравлическими цилиндрами и плашек. Кор­пус 1 выполнен из стальной отливки с вертикальным проходным отверстием и сквозной прямоугольной горизонтальной поло­стью, в которой расположены плашки разъемной конструкции. Полость с обеих сторон закрыта откидными крышками 4 с уплотнительными прокладками 3. Крышки крепят к корпусу винтами. Плашки состоят из корпуса 12 с установленными в нем сменными вкладышами 13 и резиновым уплотнением 11. Плашки могут быть с отверстиями под трубы или без отвер­стий— глухими. На вкладышах плашек имеются специальные треугольные выступы 10 для принудительного центрирования колонны труб при закрытии превентора. Каждая плашка пере­мещается с помощью поршня 6, расположенного в гидравличе­ском цилиндре 5, и штока 7. В цилиндры масло подается под давлением через коллектор 2, поворотное ниппельное соедине­ние и трубопровод 9.

Рис. 89. Плашечный превентор ППГ

Превентор имеет основной дистанционный гидравлический привод и ручной карданный привод для каждой плашки. Руч­ной привод применяют для закрытия превентора в случае раз­ряжения гидроаккумулятора гидравлического привода, а также для фиксации плашек в закрытом положении.

Перемещение плашек вручную для закрытия превентора осу­ществляется вращением при помощи штурвала вилки 14, кото­рое через телескопическое винтовое соединение, состоящее из шлицевого валика и промежуточной резьбовой втулки, преобра­зуется в поступательное движение поршня с плашкой. Откры­вать превентор вручную нельзя, так как телескопическое вин­товое соединение имеет одностороннее действие.

В зимнее время полость плашек обогревается паром, пода­ваемым в паропроводы 8, вмонтированные в корпус превен­тора.

Универсальные превенторы предназначены для герметиза­ции устья скважины вокруг любой части бурильной колонны (ведущей и бурильной труб, замкового соединения) и полного перекрытия устья при отсутствии в скважине труб. При герме­тизированном устье универсальным превентором можно расха­живать, проворачивать и протаскивать колонну труб, что ис­ключается при герметизации устья плашечными превенторами. Универсальный превентор используют в комплекте с плашеч­ными.

Рис. 90. Универсальный превентор

Универсальный превентор (рис. 90) состоит из корпуса 4, крышки 1, уплотнителя 3, плун­жера 5, втулки 6, катушки 7 и уплотнительных манжет 2. Кор­пус имеет внутреннюю ступенча­тую поверхность и соединяется с крышкой при помощи прямо­угольной резьбы. Наружная по­верхность плунжера также име­ет ступенчатую форму. Ступен­чатые поверхности корпуса и плунжера, а также крышка об­разуют в превенторе две гидрав­лические камеры: нижнюю — за­порную а для закрытия и верх­нюю— распорную б для откры­тия превентора. Камеры изолиро­ваны между собой манжетами. Через отверстия в корпусе они соединяются с установкой гидравлического управления. При на­гнетании масла в запорную камеру плунжер передвигается вверх, обжимает уплотнитель, резиновое кольцо которого пе­ремещается к центру скважины и герметизирует устье.

Для раскрытия превентора масло нагнетают в распорную камеру. Плунжер при этом перемещается вниз, вытесняет мас­ло из запорной камеры в сливную линию гидравлического уп­равления, а уплотнитель разжимается и принимает первона­чальную форму. Противовыбросовое оборудование монтируют на первой спущенной в скважину обсадной колонне (кондукто­ре) или на последующих промежуточных обсадных колоннах после их цементирования. ГОСТом 13862—80 установлены сле­дующие типовые схемы противовыбросового оборудования с гидравлическим управлением:

двухпревенторная (плашечный и универсальный), с двумя линиями манифольда и одной крестовиной (рис. 91, а);

трехпревенторная (два плашечных и универсальный), с дву­мя линиями манифольда и одной крестовиной (рис. 91,6);

трехпревенторная, с двумя линиями манифольда и двумя крестовинами;

трехпревенторная, с тремя линиями манифольда и двумя крестовинами.

Последние две схемы предусматривают установку второй крестовины между плашечными превенторами.

Манифольд состоит из системы трубопроводов, соединенных по определенной схеме, и необходимой арматуры. Он включает линии дросселирования и глушения скважины.

На первую спущенную в скважину колонну устанавливают колонный фланец и крепят его к колонне при помощи резьбы или сварки. К фланцу шпильками присоединяют крестовину, на которой монтируют превенторы. Над превенторами ставят двухфланцевую катушку и разъемный желоб, через который устье скважины соединяют с циркуляционной системой.

Рис. 91. Схемы противовыбросового оборудования:

1 —пульты управления; 2 - разъемный желоб; 3 — универсальный превентор; 4 - плашечный превентор; 5 - блок дросселирования; 6 — блок глушения

При спуске последующей колонны для герметизации коль­цевого пространства применяют секцию колонной головки, ко­торую устанавливают на колонный фланец первой колонны. Секция колонной головки состоит из корпуса, клиновых захва­тов и уплотнительных манжет.

Клиновые захваты служат для подвески последующей ко­лонны на устье предыдущей, а манжеты —для герметизации межтрубного кольцевого пространства. На колонную головку устанавливают крестовину, а затем превенторы в той же по­следовательности, как и на первую колонну.

После монтажа превенторов собирают манифольд по уста­новленной схеме. Выкидные линии манифольда должны быть, как правило, прямолинейными, длиной не менее 30 м, а при возможности фонтанирования скважины газом — не менее 100 м. Повороты выкидных линий допускаются в исключитель­ных случаях и только с применением кованых угольников с резьбами или тройников с буферным устройством. Линии мани­фольда крепят к забетонированным металлическим стойкам хомутами. Стойки устанавливают через каждые 7—8 м.

Штурвалы ручного привода превенторов выводят за преде­лы габаритов основания под вышку на расстояние не менее 10 м от устья скважины. Для штурвалов делают передвижные металлические будки или щиты с навесом из досок толщиной не менее 40 мм. На стенке щита перед каждым ручным штур­валом водостойкой краской указывают направление и количе­ство оборотов, обеспечивающее полное закрытие превентора, а также делают метки на штурвале и стенке при полном его открытии.

Монтаж противовыбросового оборудования должен обеспе­чивать высокую его надежность в эксплуатации. Перед мон­тажом на скважине прочность деталей оборудования, воспри­нимающих давление скважинной среды, проверяют опрессовкой давлением. Для оборудования с рабочим давлением 35МПа пробное давление должно быть равно двухкратному рабочему, а с рабочим давлением 70 и 105 МПа — полуторакратному. Для оборудования с рабочим давлением 14 и 21 МПа пробное давление зависит от условного прохода стволовой части: до 350 мм условного прохода пробное давление принимают равным двухкратному рабочему, а свыше 350 мм — полуторакратному.

Контрольные вопросы к главе VI

1. В каком порядке монтируют оборудование буровых установок с груп­повым дизельным приводом?

2. Чем отличается порядок монтажа оборудования буровых установок с электроприводом от установок с дизельным приводом?

3. Какие механизмы входят в талевую систему и для чего она предназ­начена?

4. Из каких элементов состоит кронблок и как его монтируют на ба­шенных вышках?

5. Из каких элементов состоит талевый блок и чем он отличается от крюкоблока?

6. Какие канаты применяют в талевой системе буровых установок?

7. Из каких элементов состоит механизм крепления неподвижной ветви талевого каната?

8. В чем заключается крестовая оснастка талевой системы?

9. Какие параметры учитывают при определении длины каната для оснастки?

10.Для каких целей применяют успокоители-стабилизаторы и какие существуют их конструкции?

11. Для чего предназначены роторы и из каких основных элементов они состоят?

12. Как проверяют правильность монтажа ротора?

13. Для чего служат и какие группы подразделяются буровые ле­бедки?

14. Что является исходной базой для монтажа буровых лебедок?

15. Для чего применяют вспомогательные лебедки?

16. Что такое индивидуальный и групповой силовые приводы?

17. Что является исходной базой для монтажа привода лебедок?

18. Чем отличается дизель-гидравлический привод от дизельного?

19. Как комплектуют клиновидные ремни?

20.Как проверяют натяжение клиновидных ремней?

21.Как проверяют правильность монтажа шкивов трансмиссий?

22.Как монтируют выхлопы силовых агрегатов?

23. Чем отличается насос НБТ-600 от насоса У8-7МА2?

24. Что является исходной базой для монтажа насоса при групповом приводе?

25. В каких случаях применяют перильные или сетчатые ограждения дви­жущихся частей механизмов?

26. Какие ограждения применяют на цепных передачах?

27. Для чего служит и из каких частей состоит нагнетательный трубо­провод?

28. Какие быстросъемные соединения применяют на нагнетательных тру­бопроводах?

29. С какой целью и какие компенсаторы применяют на буровых на­сосах?

30. Какие емкости используют для бурового раствора?

31. Какие применяют предохранительные клапаны?

32. Что такое шибер и каким образом его монтируют?

33. Для чего служит пневмокомпенсатор на всасывающей линии буровых

насосов?

34. Для чего применяют монтажные компенсаторы?

35. Для чего служит циркуляционная система?

36. Что входит в комплект циркуляционных систем?

37. В какой последовательности монтируют блоки циркуляционных систем?

38. Из чего состоит вибросито и как его монтируют?

39. Для чего служит гидроциклон и из чего он состоит?

40. В каком месте циркуляционной системы монтируют пескоотделитель

и илоотделитель?

41. На каком принципе действия работает дегазатор и какие применяют

варианты его монтажа?

42. Какие механизмы применяют для приготовления бурового раствора?

43. Как монтируют фрезерно-струйную мельницу?

44. Как работают и как монтируют гидромешалки?

45. Для чего служат и как монтируют гидросмесители?

46. Для чего предназначен и из чего состоит БПР?

47. Что входит в систему пневмоуправления буровой установки?

48. Где монтируют компрессорные установки?

49. Что такое прямоточная система пневмоуправления?

50. В какой последовательности монтируют элементы пневмоуправления?

51. Как проверяют герметичность системы пневмоуправления?

52. Что такое компрессорная станция?

53. Для чего предназначено разгрузочное устройство компрессора?

54. Каково назначение обратного клапана компрессора?

55. Для чего предназначен кран-редуктор?

56. Для чего предназначен сервомеханизм?

57.Какие применяют пульты управления и где их монтируют?

58. Для чего предназначены шинно-пневматические муфты?

59. Для чего служит конечный выключатель и из каких элементов он состоит?

60. Для чего служат топливоустановки и как их монтируют?

61. Какие отопительные установки применяют на буровых?

62. Как обеспечивают водоснабжением буровые?

63. Для чего служит приемный мост и стеллажи и порядок их монтажа?

64. Для какой цели и как делают шахтовое направление?

65. Для чего служат буровые укрытия и как их сооружают?

66.Какое основное оборудование входит во внешнюю и внутреннюю си­стемы электроснабжения?

67. В каких случаях применяется схема глубокого ввода электроснаб­жения?

68. Каково назначение комплектного распределительного устройства?

69.Как прокладывают электропроводку в буровых и какие применяются светильники?

70. Какая величина норм освещенности основных рабочих мест?

71. Какие существуют виды заземления и из чего изготовляют заземли­те ли?

72. В чем заключается проверка буровой установки приемочной комиссией ?

73. Для чего предназначено противовыбросовое оборудование?

74. Чем отличается плашечный превентор от универсального?

75. По каким схемам монтируют противовыбросовое оборудование?

Глава VII

СРЕДСТВА МЕХАНИЗАЦИИ ТРУДОЕМКИХ

РАБОТ В БУРЕНИИ И ИХ МОНТАЖ

Наиболее трудоемкими работами в бурении являются: спуск и подъем бурильного инструмента для смены долота, спуск об­садных колонн, а также различные погрузочно-разгрузочные работы на мостках буровой. Для механизации трудоемких ра­бот буровые установки снабжают различными комплексами ме­ханизмов. К ним относятся: пневматические клинья в роторе ПКР, автоматические буровые ключи АКБ, передвижные люль­ки ПЛ, поворотные краны КП, автоматы спускоподъема АСП, регуляторы подачи долота на забой РПД.