Противовыбросовое оборудование, рассчитанное на рабочее давление 35 МПа

курсовая работа

1. Анализ конструкций превенторных установок

Противовыбросовое оборудование 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 противовыбросового оборудования -- 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 противовыбросового оборудования 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;

· оперативное управление гидроприводными составными частями оборудования.

Основные параметры противовыбросового оборудования и его составных частей соответствуют требованиям ГОСТ 13862 -- 90 и данным приведенным в таблице 1.

В соответствии с ГОСТом предусмотрено 10 типовых схем обвязки противовыбросового оборудования:

схемы 1 и 2 -- с механическим (ручным) приводом превенторов;

схемы 3--10 -- с гидравлическим приводом превенторов.

На рисунке 1 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.

Таблица 1 - Основные параметры противовыбросового оборудования

Условный диаметр прохода противовыбросового оборудования, мм

Рабочее давление, МПа

Условный диаметр прохода манифольда, мм

Номинальное давление станции гидропривода (для схем 3-10), МПа

Максимальный диаметр трубы, проходящий с трубодержателем (подвеской) через противовыбросовое оборудование, мм

Для бурения

Для ремонта

100

14; 21; 35; 70*1)

80

50; 65; 80

10,5; 14; 21; 35

-

180

14; 21*2); 35*2); 70;105

127

230

35*3); 70*3)

146

280

21; 35; 70*4); 105

194

350

21; 35*3); 70

273

425

21; 35

340

476

35; 70

377

540

14; 21

426

680

7; 14

560

*1)Изготовитель - МНПЭК.

*2)Изготовитель -- ПО «Баррикады».

*3)Изготовитель - ОАО «ВЗБТ».

*4)Изготовитель -- Пермский машиностроительный завод.

а -- схема 1; б -- схема 3; в -- схема 7; г -- схема 10; 1 -- плашечный превентор; 2 -- задвижка с ручным управлением; 3 -- крестовина; 4 -- манометр с запорным и разрядным устройствами; 5 -- регулируемый дроссель с ручным управлением; 6 -- гаситель потока; 7 -- 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

Рисунок 1 - Типовые схемы обвязки противовыбросового оборудования по ГОСТ 13862-90

Типовые схемы обвязки противовыбросового оборудования 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 противовыбросовом оборудовании для бурения допускается уменьшение условного диаметра прохода линий, соединяемых с дросселем, и линий глушения до 50 мм, увеличение 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 противовыбросового оборудования по ГОСТ 13862 -- 90 состоит из слова «оборудование», шифра, построенного по приведенной ниже схеме, и наименования нормативно-технического документа на поставку или стандарта:

ь диаметр условный прохода ОП, мм;

ь диаметр условный прохода манифольда, мм;

ь рабочее давление, МПа;

ь тип исполнения изделия по коррозионной стойкости -- в зависимости от скважинной среды (таблица 2);

ь обозначение модификации, модернизации (при необходимости).

Таблица 2 - Коррозионное исполнение противовыбросового оборудования

Скважинная среда с объемным содержанием

Обозначение коррозионно-стойкого исполнения

СО2 - до 6 %

СО2 и H2S -- до 6 % каждого

СО2 и H2S -- до 25 % каждого

К1

К2

КЗ

Пример условного обозначения противовыбросового оборудования (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 ОП6-280/80x35, ГОСТ 13862-90.

То же для противовыбросового оборудования 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-280/80х70, ГОСТ 13862-90.

Принципиальная схема противовыбросового оборудования приведена на рисунке 2.

В комплект превенторных установок входят плашечные, универсальные и вращающиеся превенторы, а также система трубопроводов обвязки с задвижками или кранами высокого давления, имеющими дистанционное управление.

Противовыбросовая установка подразделяется на две системы: герметизирующую и управляющую. К системе герметизации устья скважины относятся превенторы с устройствами для гидравлического, пневматического или механического воздействия на уплотняющий элемент. К системе управления относятся задвижки или краны с гидравлическим или механическим управлением штуцеры, отбойные камеры, а также отводы с приспособлениями для присоединения к различным агрегатам.

Манифольд противовыбросового оборудования состоит из линий дросселирования и глушения, которые соединяются со стволовой частью противовыбросового оборудования и представляют собой систему трубопроводов и арматуры (задвижки с ручным и гидравлическим управлением, регулируемые дроссели с ручным и гидравлическим управлением, манометры и др.).

1- установка превенторов; 2- манифольд; 3- основной пульт управления; 4- вспомогательный пульт; 5- ручной привод

Рисунок 2- Принципиальная схема противовыбросового оборудования

Линия глушения соединяется с буровыми насосами и служит для закачки в скважину утяжеленного раствора по межтрубному пространству. При необходимости линию глушения можно использовать для слива газированного промывочного раствора в камеру-дегазатор циркуляционной системы буровой установки. Линия дросселирования служит для слива промывочного раствора и отбора флюидов из скважины с противодавлением на пласт, а также для закачки жидкости в скважину с помощью цементировочных агрегатов.

Манифольды противовыбросового оборудования рассчитывают на рабочее давление: 21, 35, 70 МПа. По конструкции задвижек манифольды делятся на два типа: МП- с клиновыми задвижками и МПП- с прямоточными задвижками. Манифольды типа МП в блочном исполнении имеют шифр МПВ. Шифр манифольдов дополняется цифрами, указывающими диаметр их проходного отверстия и рабочее давление (например МПВ-8035). В современных манифольдах диаметр проходного отверстия принимается равным 80 мм для всех схем противовыбросового оборудования.

Задвижки манифольда имеют ручное и гидравлическое дистанционное управление. Главными являются задвижки с гидравлическим управлением, осуществляемым посредством гидроцилиндра двойного действия, поршень которого соединяется с шибером задвижки.

Дроссели (штуцеры) имеют ручное или гидравлическое дистанционное управление и служат для создания противодавления на пласт с целью плавного регулирования скорости потока жидкости, поступающей из скважины. Работа дросселя регулируется осевым перемещением конического наконечника, в результате которого изменяется проходное сечение дросселя.

В линиях глушения и дросселирования применяются высококачественные бесшовные трубы. Фланцевые соединения манифольда уплотняются металлическими кольцевыми прокладками. Базовой деталью для монтажа стволовой части и манифольда противовыбросового оборудования является устьевая (верхняя) крестовина колонной головки. При несоответствии диаметров крестовины и превентора между ними устанавливается переводная катушка или переводной фланец. Линии манифольда должны быть прямыми и отведены от дорог, линий электропередач и других сооружений. Поворот линии манифольда допускается в исключительных случаях и только с применением стальных кованых угольников.

Манифольд устанавливается на санях с телескопическими стойками, позволяющими регулировать высоту его расположения в пределах 0,65-1,25 м в зависимости от положения колонной головки над устьем скважины, изменяющегося после спуска и цементирования очередной обсадной колонны. Высота разъемного желоба устанавливается по расстоянию между фланцевой катушкой и ротором буровой установки [5].

Основным элементом противовыбросового оборудования является превентор. В связи с множеством требований, предъявляемых данному типу оборудования, существуют различные конструкции превенторов.

Плашечный превентор - наиболее распространенный тип предназначен для герметизации устья скважины при наличии и отсутствии труб в скважине.

Универсальные превенторы обладают более широкими возможностями. Они герметизируют устье скважины при наличии и отсутствии в ней подвешенной колонны труб и вместе с тем позволяют, сохраняя герметичность устья скважины, проворачивать бурильную колонну и протаскивать трубы вместе с муфтами и бурильными замками. Универсальный превентор способен герметизировать устье скважины независимо от диаметра и геометрической формы уплотняющего элемента.

Вращающиеся превенторы предназначены для герметизации кольцевого зазора между устьем скважины и бурильной колонной и обеспечения возможности вращения, подъема и спуска бурильной колонны при герметизированном устье. В составе противовыбросового оборудования вращающийся превентор используется при роторном бурении с очисткой забоя от выбуренной породы газом, воздухом или аэрированным промывочным раствором, а также при обратной промывке скважины и вскрытии пластов с высоким пластовым давлением [1].

Делись добром ;)