Оборудование устья скважины при вскрытии продуктивных пластов

Для предотвращения возможных нефтегазопроявлений во время вскрытия продуктивных пластов на устье скважины устанавливается специальное противовыбросовое оборудование (ПВО). В комплект противовыбросового оборудования входят: превенторы, манифольды (обвязка) с запорной арматурой и установки управления.

При помощи ПВО, оборудованного на устье скважины, производятся:

- быстрая и надежная герметизация устья скважины при наличии или отсутствия в ней колонны труб;

- расхаживание и проворачивание колонны труб при герметизированном устье с целью предупреждения прихватов;

- циркуляция раствора для создания противодавления на пласт, закачка раствора в пласт буровыми насосами или насосными агрегатами и быстрая разрядка скважины.

Превенторы предназначены для перекрытия и герметизации кольцевого пространства между обсадной колонной и бурильными или насосно-компрессорными трубами, а также для перекрытия устья скважины при отсутствии в ней труб.

Применяются, в основном, превенторы двух типов: плашечные с гидравлическим и ручным приводами (ППГ) и универсальные (ПУГ, ПУ).

Для бурения скважин в условиях несбалансированного давления (при вскрытии в условиях равновесия пластового и забойного давлений и в условиях депрессии на пласт) к противовыбросовому оборудованию должны дополняться вращающиеся превенторы (ПВ).

Плашечные превенторы подразделяются на:

-превенторы с трубными плашками для изоляции устья под размер бурильных или насосно-компрессорных труб, находящихся в скважине;

- превенторы с глухими плашками для изоляции устья при отсутствии в скважине труб;

- превенторы с глухими срезающими плашками для срезания находящихся в скважине труб и изоляции устья.

Плашечные превенторы состоят из корпуса, крышек с гидравлическими цилиндрами и плашек. Корпус выполнен из стальной отливки с вертикальным проходным отверстием и сквозной прямоугольной горизонтальной плоскостью, в которой расположены плашки. Прямоугольная плоскость с обеих сторон закрыта откидными крышками с уплотнительными резиновыми прокладками. Крышки крепятся к корпусу винтами.

Плашки состоят из корпуса с установленными в нем сменными вкладышами и резиновым уплотнением. Плашки могут быть с отверстиями под трубы, без отверстий– глухими.

При необходимости, превентор оборудуется плашками со срезающими ножами для перерезания находящихся в скважине труб.

На вкладышах трубных плашек имеются специальные треугольные выступы, которые обеспечивают принудительное центрирование колонны труб при закрытии превентора. Поршень гидравлического цилиндра и шток, перемещаясь под давлением жидкости, приводят в движение плашки. В цилиндры жидкость подается под давлением.

Превенторы имеет основной дистанционный гидравлический привод и ручной индивидуальный привод. Ручной привод применяется при разряжении гидроаккумулятора и для фиксирования плашек в закрытом положении. В зимнее время полость плашек обогревается паром, подаваемым в паропроводы, вмонтированные в корпус превентора.

При бурении поисково-разведочных скважин используются плашечные превенторы с электрическим приводом.

Универсальные превенторы предназначены для герметизации устья скважины вокруг любой части бурильной колонны (ведущей трубы, бурильной трубы, замкового соединения) и полного перекрытия устья при отсутствии в скважине колонны труб. При герметизированном универсальном превенторе можно производить расхаживание, проворачивание и протаскивание колонны труб, что исключается при герметизации устья плашечным превентором. Поэтому универсальный превентор используется в комплекте с плашечными превенторами.

Универсальный превентор состоит из корпуса, крышки, уплотнителя, плунжера, втулки, катушки и уплотнительных манжет.

Корпус имеет внутреннюю ступенчатую поверхность. Наружная поверхность плунжера имеет также ступенчатую форму.

Ступенчатые поверхности корпуса и плунжера, а также крышка образуют в превенторе две гидравлические камеры: нижнюю (запорную) и верхнюю (распорную).

 Камеры одна от другой изолированы манжетами. Через отверстия в корпусе они соединены с установкой гидравлического управления.

При нагнетании жидкости в запорную камеру плунжер передвигается вверх, обжимает уплотнитель, резиновое кольцо которого перемещается к центру и герметизирует устье. При нагнетании жидкости в распорную камеру закрытого превентора плунжер из верхнего положения перемещается вниз и вытесняет жидкость из запорной камеры в сливную линию гидравлического управления. Уплотнитель при этом разжимается и принимает первоначальную форму.

Вращающиеся превенторы обеспечивают герметизацию устья при вращении бурильной колонны. Вращающийся превентор позволяет вести бурение с промывкой под регулированным давлением на устье скважины.

При этом, схема расположения превенторов следующая: внизу два или три ППГ, выше ПУГ и сверху вращающийся превентор (ПВ).

Выбор типа и параметров устьевого оборудования определяется его задачами при вскрытии продуктивного пласта. Основным принципом выбора устьевого оборудования является метод вскрытия продуктивного пласта.

При вскрытии продуктивного горизонта в условиях сбалансированного давления достаточным является применение двух или трех плашечных превенторов и одного универсального превентора.

Параметры превенторов выбираются в зависимости от ожидаемой величины пластового давления, размеров бурильного инструмента или насосно-компрессорных труб и спущенной обсадной трубы.

Для управления скважинами и обеспечения безаварийности при бурении во время нефтегазопроявлений сооружается обвязка превенторных установок.

 В комплект обвязки входят трубопроводы высокого давления, прямоточные задвижки или клиновые с гидравлическим и ручным управлением, регулируемые и быстросъемные штуцеры, отбойная камера, фиттинги (крестовины, тройники, заглушки), быстросъемные соединения для подключения насосных агрегатов, отсекатели.

Регулируемый штуцер предназначен для создания и бесступенчатого регулирования противодавления на забое скважины, а быстросъемный - для создания и ступенчатого регулирования противодавления.

Отсекатели предотвращают попадание бурового раствора в выкидные линии при бурении. Отбойная камера служит для гашения энергии потока жидкости, выходящей из штуцеров, и соединения штуцеров с циркуляционной системой буровой.

Основной пульт предназначен для управления превенторами и задвижками обвязки ПВО с безопасного места за пределами буровой, а вспомогательный пульт – для оперативного управления с рабочего места бурильщика.