Техника и технология бурения нефтяных и газовых скважин

Основные характеристики оборудования устья скважин типа ОКК на рабочее давление 21 и 35 МПа по ТУ 26-02-1146–93 для обвязки обсадных колонн по ГОСТ 632–80 приведены в табл. 21.3. По этим же техническим условиям изготовляет устьевое оборудование ряд заводов: ПО «Севмашпредприятие» (г. Северодвинск), Электромеханический завод «Буревестник» (г. Гатчина Ленинградской области), ОАО «Станкомаш» (г. Челябинск).

На рис. 21.10 и 21.11 показаны колонные головки Воронежского механического завода, а в табл. 21.4 и 21.5 приведены их характеристики.

Ò à á ë è ö à 21.4

Техническая характеристика однофланцевых колонных головок (I и II типа) Воронежского механического завода (ГОСТ 30196–94)

767

С двумя уплотнениями.

21.2. ПРОТИВОВЫБРОСОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Оборудование противовыбросовое (ОП) представляет собой комплекс, состоящий из сборки превенторов, манифольда и гидравлического управления превенторами, предназначенный для управления проявляющей скважиной в целях обеспечения безопасных условий труда персонала, предотвращения открытых фонтанов и охраны окружающей среды от загрязнения в умеренном и холодном макроклиматических районах.

Область применения ОП – строительство и капитальный ремонт нефтяных и газовых скважин.

Основные задачи комплекса – сохранение находящегося в скважине бурового раствора и проведение операций по его замещению (глушение скважины) другим с требуемыми параметрами.

Комплекс ОП обеспечивает проведение следующих работ: герметизацию скважины, включающую закрывание и открывание

плашек (уплотнителя) без давления и под давлением; спуск и подъем колонны бурильных труб при герметизированном

устье, включая протаскивание замковых соединений, расхаживание труб, подвешивание колонны труб на плашки и удержание ее в скважине плашками при выбросе;

циркуляцию бурового раствора с созданием регулируемого противодавления на забой и его дегазацию;

768

оперативное управление гидроприводными составными частями оборудования.

Основные параметры ОП и его составных частей соответствуют требованиям ГОСТ 13862–90 и данным, приведенным в табл. 21.6.

В соответствии с ГОСТом предусмотрено 10 типовых схем обвязки

ÎÏ:

схемы 1 и 2 – с механическим (ручным) приводом превенторов; схемы 3–10 – с гидравлическим приводом превенторов.

На рис. 21.12 приведены схемы 1, 3, 7 и 10. Схема включает блок превенторов (плашечные с ручным или гидравлическим управлением, кольцевой, соединительные катушки и крестовина), станцию гидроуправления превенторами и гидроуправляемыми задвижками и манифольд противовыбросового оборудования, состоящий из блока глушения, блока дросселирования с запорной и регулирующей арматурой, напорных трубопроводов и блока сепаратора бурового раствора.

Типовые схемы обвязки ОП по ГОСТ 13862–90 устанавливают минимальное число необходимых составных частей блока превенторов и манифольда, которые могут дополняться в зависимости от конкретных условий строящейся или ремонтируемой скважины.

В ОП для бурения допускается уменьшение условного диаметра прохода линий, соединяемых с дросселем, и линий глушения до 50 мм, увели- чение условного диаметра прохода линий дросселирования до 100 мм. При этом условный диаметр прохода боковых отводов устьевой крестовины должен быть не более условного диаметра прохода подсоединяемой линии манифольда.

Допускается также применять станции гидропривода с номинальным давлением из следующего ряда: 16; 25; 32; 40 МПа.

Условное обозначение ОП по ГОСТ 13862–90 состоит из слова «оборудование», шифра, построенного по приведенной ниже схеме, и наименования нормативно-технического документа на поставку или стандарта:

769

П р и м е ч а н и е. Для всех указанных типоразмеров условный диаметр прохода манифольда – 80 мм, рабочее давление кольцевого превентора – 35 МПа, температура скважинной среды – 150 °С.

блок дросселирования; 8 – линия дросселирования; 9 – устье скважины; 10 – линия глушения; 11 – прямой сброс; 12 – вспомогательный пульт; 13 – гидроуправление превенторами с основным пультом; 14 – кольцевой превентор; 15 – отвод к сепаратору; 16 – задвижка с гидроуправлением; 17 – обратный клапан; 18 – отвод к буровым насосам; 19 – блок глушения; 20 – регулируемый дроссель с гидроуправлением; 21 – пульт управления дросселем; 22 – отвод к системе опробования скважины

771

диаметр условный прохода ОП, мм; диаметр условный прохода манифольда, мм; рабочее давление, МПа;

тип исполнения изделия по коррозионной стойкости – в зависимости от скважинной среды (табл. 21.7);

обозначение модификации, модернизации (при необходимости). Пример условного обозначения ОП по схеме 6 на рабочее давление

35 МПа с условным диаметром прохода превенторного блока 280 мм и манифольдом с условным диаметром прохода 80 мм: оборудование ОП6280/80Ч35, ГОСТ 13862–90.

То же для ОП по схеме 9 на рабочее давление 70 МПа с условным диаметром прохода превенторного блока 280 мм, превентором с перерезывающими плашками и манифольдом с условным диаметром прохода 80 мм: оборудование ОП9с-280/80Ч70, ГОСТ 13862–90.

В табл. 21.8 приведена краткая техническая характеристика ОП, поставляемого заводами России.

ПЛАШЕЧНЫЕ ПРЕВЕНТОРЫ

Плашечные превенторы предназначены для герметизации устья при наличии в скважине труб или в отсутствие их; применяют для эксплуатации в умеренном и холодном макроклиматических районах.

Плашечные превенторы обеспечивают возможность расхаживания колонны труб при герметизированном устье в пределах длины между замковыми или муфтовыми соединениями, подшивание колонны труб на плашки и ее удержание от выталкивания под действием скважинного давления.

Установлена следующая система обозначения плашечного превентора: тип перевентора и вид привода – ППГ (плашечный с гидроприводом), ППР (плашечный с ручным приводом), ППС (плашечный с перерезываю-

щими плашками); конструктивное исполнение – с трубными или глухими плашками –

не обозначается; диаметр условный прохода, мм;

рабочее давление, МПа; тип исполнения – в зависимости от скважинной среды (К1, К2, К3).

Плашечные превенторы с гидравлическим управлением предназначе- ны для герметизации устья скважины в целях предупреждения выброса. Их изготовляют на Волгоградском заводе буровой техники (ОАО «ВЗБТ») и заводом им. Лейтенанта Шмидта (г. Баку). ВЗБТ выпускает плашечные превенторы ППГ–230Ч35 и ППГ–230Ч70.

Плашечный превентор ППГ–230Ч35 (рис. 21.13) состоит из корпуса 7

Рис. 21.13. Плашечный превентор ППГ–230Ч35:

1 – гайка; 2 – âàë; 3 – øòîê; 4, 14 – крышки; 5 – шпилька; 6, 11 – откидные крышки с гидроцилиндром; 7 – корпус превентора; 8 – распределительный коллектор; 9 – армированное уплотнение; 10, 29, 34, 35 – винты; 12 – цилиндр; 13, 17, 18, 22 – резиновые уплотнительные кольца; 15 – вилка; 16 – поршень; 19 – пробка; 20 – паропровод; 21 – маслопровод; 23 – сальниковое кольцо; 24, 26 – пальцы; 25 – îñü; 27 – втулка; 28 – пробка; 30 – обратный клапан; 31 – уплотнение плашки; 32 – вкладыш; 33 – корпус плашки; 36 – пружинное кольцо; à, á – полости для уплотнительного смазочного материала

772

и крышек 6, 11 с гидроцилиндрами. Корпус 7 представляет собой стальную отливку коробчатого сечения, имеющую вертикальное проходное отверстие диаметром 230 мм и горизонтальную сквозную прямоугольную полость, в которой размещаются и движутся плашки. Полость корпуса с обеих сторон закрывается откидными крышками 6 è 11, шарнирно подвешенными на корпусе. Крышки крепятся к корпусу 7 винтами 10. Такая конструкция превенторов позволяет быстро заменять плашки, не снимая превентора с устья бурящейся скважины даже при наличии в ней инструмента.

Плашечные превенторы укомплектовывают следующими плашками: трубными, каждая пара из которых уплотняет трубы определенного размера; глухими, герметизирующими скважину в отсутствие в ней инструмента.

Специальные треугольные выступы на вкладышах трубных плашек обеспечивают принудительное центрирование колонны труб при закрывании превентора. Плашку в собранном виде насаживают на Т-образный паз штока и вставляют в корпус превентора.

Каждая плашка перемещается поршнем 16 гидравлического цилиндра 12. От коллектора 8 по масплопроводам 21 и через поворотное ниппельное соединение масло под давлением поступает в гидроцилиндры. Палец 24 служит визуальным указателем положения «Открыто – закрыто» плашек превентора, палец 26 – указателем положения фиксатора плашек. Для фиксации плашек в положении «Закрыто» с помощью ручного привода необходимо вращать штурвалы по часовой стрелке; через вилку 15 вращение передается на вал 2, по которому передвигается гайка 1 с пальцем 26 до упора в шток 3. Полость плашек превенторов в зимнее время при температуре ниже –5 °С следует обогревать паром, подаваемым в паропровод 20 корпуса превентора через отверстие в нем.

Крышка корпуса уплотняется армированным уплотнением 9.

Для аварийного уплотнения штока в случае изнашивания (или прорыва) уплотнительного элемента на крышках превентора имеются специальные приспособления, состоящие из винта 29 и обратного клапана 30. Полость à при эксплуатации заполняется пластичным уплотнительным смазочным материалом для фонтанной арматуры. Уплотнение штока достигается за счет нагнетания смазочного материала под давлением в полость á. Давление создается винтом 29. При проверке герметичности уплотнительных элементов штока полость á следует держать открытой (с вывинченной пробкой 19).

На рис. 21.14 показана деталировка двойного плашечного превентора, а на рис. 21.15 – плашки превенторов.

Пример условного обозначения плашечного превентора с гидроприводом, условным диаметром прохода 350 мм на рабочее давление 35 МПа для сред типа К2: ППГ – 350Ч35К2.

Рис. 21.14. Превентор плашечный двойной (Ду = 180 мм, ðó = 70 МПа) Воронежского механи- ческого завода:

1 – корпус; 1À – фланец корпуса; 1Å – боковые отводы из-под плашек с фланцами; 2À – обратный клапан с уплотнением; 2Â – втулка с уплотнением; 2Ñ – пробка с уплотнением; остальные детали 2 с буквами D, E, F, J, K, L, M, N, P, Q, R, S, T, U, Z – уплотнительные кольца; 3 – болт крепления крышки и промежуточного фланца корпуса; 4 – гидроцилиндр; 5 – поршень гидроцилиндра; 6, 13 – поршень закрывания и открывания крышки; 7 – болт крышки; 8, 16 – шпильки; 9 – гайка; 10, 10À – корпус фиксатора плашки; 11 – фиксатор плашки; 12 – крышка; 14 – цилиндр для открывания крышки; 15 – промежуточный фланец корпуса

774

776