Противовыбросовое оборудование

Противовыбросовое оборудование

Противовыбросовое оборудование предназначено для  герметизации устья скважины с целью предотвращения открытых выбросов жидкости или газожидкостной смеси и фонтанов при бурении, испытании, опробовании и освоении скважины.

Пластовое давление возрастает примерно на 0,1 МПа  на каждые 10 м глубины залегания пласта. Однако встречаются изолированные участки с аномально низким или высоким пластовым давлением, не подчиняющимся этому правилу. Интенсивность фонтанирования и выбросов возрастает с увеличением перепада давлений Ар = Рпл—Pgz-Открытые фонтаны и выбросы представляют опасность для обслуживающего персонала, приводят к загрязнению окружающей среды и пожарам, тушение которых требует больших трудовых и материальных затрат. Противовыбросовое оборудование должно обладать абсолютной надежностью и высокой степенью готовности. Только тогда можно обеспечить своевременное перекрытие устья скважины при наличии или отсутствии в ней бурильной колонны. При этом должна быть обеспечена возможность выполнения следующих технологических операций:                                                                                           расхаживание, проворачивание и протаскивание бурильных труб с замковыми соединениями и обсадных труб с муфтами;                                                                                                  закрытая циркуляция промывочной жидкости с противодавлением на пласт;                  закачка раствора в пласт буровыми либо цементировочными насосами.

В состав противовыбросового оборудования входят: превен-торы, устьевая крестовина, надпревенторная катушка и разъемный желоб, составляющие стволовую часть превенторного оборудования; манифольды для обвязки стволовой части противовыбросового оборудования, обеспечивающие возможность управления скважиной при газонефтепроявлениях; станции управления пре-венторами и манифольдом.

Протпвовыбросовое оборудование устанавливают между устьем скважины и полом буровой установки. В связи с этим для уменьшения высоты и облегчения основания вышечно-лебедочного блока, масса и размеры которого возрастают с увеличением высоты пола буровой установки, необходимой для монтажа противо-выбросового оборудования, превенторы и другие элементы его стволовой части должны быть компактными.

По правилам безопасности в нефтегазодобывающей  промышленности установка противовыбросового оборудования обязательна при бурении на разведочных площадях, газоконденсатных и газовых месторождениях и на месторождениях с аномально высокими пластовыми давлениями. Устье скважины оборудуется превенторами после спуска и цементирования кондуктора и промежуточной колонны. Противовыбросовое оборудование испыты-вается на прочность и герметичность.

При испытании  на прочность пробное давление р назначается в зависимости от допускаемого рабочего рр:

р=2рр— для превенторов с диаметром проходного отверстия менее 350 мм и рабочим давлением не более 70 МПа;

р=1,5рр— для превенторов с диаметром проходного отверстия более 350 мм и рабочим давлением более 70 МПа.

Противовыбросовое оборудование испытывают на герметичность при р = рр.

С целью  повышения надежности противовыбросовое  оборудование комплектуется резервными элементами, предназначенными для выполнения функций основных элементов в случае их отказов. При этом увеличиваются масса, габариты и стоимость этого оборудования. Однако надежность противовыбросового оборудования возрастает на несколько порядков. В целях безопасности пульт управления противовыбросовым оборудованием устанавливают на расстоянии не менее 10 м от устья скважины, а дублер — у поста бурильщика.

Основные  параметры противовыбросового оборудования — диаметры проходных отверстий  и рабочее давление превенторов и манифольда. Диаметры и присоединительные размеры превенторов согласуются с диаметрами долот, бурильных и обсадных труб, а также колонных головок, предназначенных для обвязки наружных концов обсадных колонн, зацементированных в скважине. Превенторы и задвижки должны иметь устройства для четкого дистанционного контроля их положения (открытые, закрытые).

Превенторы.

Для герметизации устья скважин используют плашечные, универсальные и вращающиеся превенторы.

Плашечный превентор предназначен для герметизации устья скважины при наличии и отсутствии труб в скважине. Корпус превентора представляет собой стальную отливку с вертикальным проходным отверстием и цилиндрическими фланцами с резьбой для шпилек. Соединение шпильками позволяет уменьшить высоту превентора, однако требует точной его подвески при монтаже противовыбросового оборудования, обеспечивающей совпадение осей шпилек и отверстий фланца. Число и диаметр шпилек определяют из расчета фланцевого соединения на герметичность. На опорных поверхностях фланцев имеются канавки для уплотнительной стальной кольцевой прокладки восьмигранного сечения.

Корпус  превентора снабжен горизонтальной сквозной полостью для размещения плашек . Снаружи полость закрывается боковыми крышками  , которые крепятся к корпусу болтами . Стыки крышек с корпусом уплотняются резиновыми прокладками , установленными в канавках крышек. Используются и откидные крышки, шарнирно соединяемые с корпусом. Для предотвращения примерзания плашек в корпус превентора встраиваются трубки для подачи пара в зимнее время. На боковых торцах крышек посредством шпилек крепятся гидроцилиндры двустороннего действия для закрытия и открытия превенторов. Усилие, создаваемое гидроцилиндром, должно быть достаточным для закрытия превентора при давлении на устье скважины, равном рабочему давлению превентора.

Штоки поршней  снабжены Г-образным выступом для соединения с оправкой плашек. Под давлением рабочей жидкости, нагнетаемой из коллектора  по трубкам в наружные полости гидроцилиндра, поршни перемещаются во встречном направлении и плашки закрывают проходное отверстие превентора. При нагнетании рабочей жидкости во внутренние полости гидроцилиндров плашки раздвигаются и открывают проходное отверстие превентора. Поршни и штоки, а также неподвижные соединения гидроцилиндров уплотняются резиновыми кольцами .

Типовые схемы противовыбросового оборудования скважин

Состав  и конструктивные связи основных элементов противовыбросового оборудования (ОП) указываются на схемах, изображаемых посредством условных графических обозначений.

двухпревенторная с двумя линиями манифольда и одной крестовиной

трехпревенторная с двумя линиями манифольда и одной крестовиной

трехпревенторная с двумя линиями манифольда и двумя крестовинами

трехпревенторная с тремя линиями манифольда н двумя крестовинами

На разведуемых площадях, газоконденсатных и газовых месторождениях, а также при бурении скважин с аномально высоким пластовым давлением обязательно устанавливают два превентора, один из которых снабжается трубными, а второй глухими плашками. Трубные плашки должны соответствовать диаметру применяемых бурильных труб. В типовых схемах 1—3 допускается замена универсального превентора дополнительным плашечным.

Типоразмеры превенторов выбирают с учетом давления вскрываемых пластов и диаметра отверстия стволовой части противовыбросового оборудования, необходимого для прохода долот и труб, используемых для дальнейшего углубления и крепления скважины.

Основные  параметры противовыбросового оборудования и его составных частей приведены в таблицах (ГОСТ 13 862—80).

Широкий диапазон значений проходного отверстия (180— 680 мм) и рабочего давления (14—105 МПа) превенторов позволяет применять схемы компоновки противовыбросового оборудования 1 и 2 при бурении скважин под обсадные колонны труб диаметром 127—560 мм, используемых для крепления верхних и глубокозалегающих пластов. Типовые схемы противовыбросового оборудования 1 и 4 применяются при вскрытии глубокозалегающих пластов, характеризующихся высоким пластовым давлением (35—70 МПа) и обсаживаемых трубами диаметром 127—346 мм. Высота и масса стволовой части противовыбросового оборудования зависят от типовой схемы его компоновки и типоразмеров используемых превенторов.

В условном обозначении противовыбросового оборудования указаны номер типовой схемы, условный диаметр проходного отверстия и рабочее давление. Например, противовыбросовое оборудование, выполненное по схеме 2 с условным диаметром проходного отверстия 350 мм на рабочее давление 70 МПа, имеет обозначение: ОП2-350Х70 ГОСТ 13 862—80.