Установка для капитального ремонта скважин — специализированное оборудование в нефтегазовой отрасли, используемое для обслуживания, ремонта, интенсификации притока и ловильных работ на нефтяных и газовых скважинах. Она является ключевым инструментом для обеспечения нормальной эксплуатации нефтяных и газовых скважин и продления срока службы скважин. Она может выполнять различные внутрискважинные операции на введенных в эксплуатацию скважинах, такие как замена скважинных колонн, ремонт стволов скважин, устранение внутрискважинных дефектов и проведение мероприятий по интенсификации притока, таких как кислотная обработка и гидроразрыв пласта.

Ⅰ. Основные функции и принципы

Основные функции

1.Ремонт скважин

• Устранение застрявших труб и упавших предметов: принудительное вытягивание застрявших колонн с помощью подъемной системы или использование поворотного стола для приведения в действие ловильных инструментов (например, рыболовных острог и овершотов) для извлечения упавших предметов из скважины (например, сломанных штанг, камней).
• Замена скважинного оборудования: извлечение старых труб, насосные штанги, и насосы для нефтяных скважини обкатка нового оборудования для восстановления производительности скважины.
• Ремонт обсадных труб: заделывание, формование или укрепление поврежденных обсадных труб для предотвращения обрушения ствола скважины.

2. Операции по стимуляции

• Помощь в кислотной обработке и гидроразрыве пласта: спуск и спуск колонн гидроразрыва, подключение поверхностного оборудования для гидроразрыва и закачка жидкостей гидроразрыва в пласт для повышения добычи.
• Очистка скважин и удаление парафина: удаление парафина, накипи и осадков со стенок скважин с помощью циркуляции горячей воды или химических реагентов для улучшения каналов потока нефти.

3.Операции по завершению работ

• Помощь в цементировании, спуске эксплуатационных колонн и других процессах завершения работ после бурения новых скважин.

4.Рыболовные операции

• Извлечение сломанных инструментов и колонн из скважины для восстановления целостности ствола скважины.

Основные принципы

Основная рабочая логика установки для капитального ремонта скважин заключается в приведении в действие таких механизмов, как лебедки и поворотный стол через энергосистему, используя грузоподъемность буровой вышки и вращательную способность роторного стола для выполнения таких операций, как спускоподъемные операции на забойных колоннах и устранение неисправностей:

1.Отключающие струны: Лебедка наматывает стальной канат, который через шкив кронблока (обычно 3-5 снопов), состоящих из кронблок и талевый блок, преобразует мощность в подъемную силу для подвешивания и подъема насосно-компрессорных труб, насосных штанг и т. д. При опускании скорость контролируется тормозной системой для обеспечения стабильной работы.

2.Ротационные операции: Поворотный стол приводит во вращение скважинные буровые инструменты или обсадные трубы посредством зубчатой передачи, что позволяет выполнять такие операции, как фрезерование и шлифование обсадных труб (например, отвод и резка при работе с застрявшими трубами).

3.Вспомогательные операции: Регулировка угла наклона вышки и выдвижение аутригеров с помощью гидравлической системы для обеспечения совмещения оборудования с устьем скважины; предохранительные устройства, такие как противовыбросовые превенторы (ПВП), контролируют риск выбросов и фонтанирования во время работ.

Ⅱ. Основные компоненты

Установка для капитального ремонта скважин обычно состоит из следующих основных компонентов:

Подструктура

В основном это специализированные подрамники для тяжелых грузовиков или гусеничных машин, обеспечивающие мобильность и оперативную поддержку.
Основание должно обладать достаточной несущей способностью и устойчивостью; некоторые модели оснащены гидравлическими выносными опорами, которые выдвигаются во время работы для распределения веса и предотвращения опрокидывания.

Деррик

Используется для подвешивания и подъема скважинных инструментов и колонн с определенной грузоподъемностью и высотой.

1. Основная конструкция (рама вышки)

• Материал: В основном высокопрочная низколегированная сталь (например, Q345, Q460), сформированная в ферменную конструкцию с помощью сварки или болтового соединения, сочетающая в себе малый вес и высокую прочность.
• Тип конструкции: В основном фермы типа «четырехугольной пирамиды» или «портала», состоящие из колонн, поперечных и диагональных связей, образующих устойчивый пространственный каркас. Колонны являются основными несущими элементами, а поперечные и диагональные связи повышают общую жесткость, предотвращая деформацию.

2. Платформа кронблока

• Расположен в верхней части буровой вышки, используется для установки кронблока и оснащен устройствами, предотвращающими столкновения, ограждениями и другими средствами безопасности.
• Кронблок состоит из нескольких шкивов, соединенных с лебедкой и талевым блоком посредством тросов для передачи усилия и изменения направления, выступая в качестве ключевого узла в подъемной системе.

3. Основание вышки

• Опорная конструкция, соединяющая буровую вышку с основанием буровой установки (или землей), используемая для увеличения высоты основания буровой вышки и резервирования пространства для операций на устье скважины (например, ПБ монтаж, соединение струн).
• Некоторые основания являются телескопическими или складными, что позволяет уменьшить высоту при транспортировке и расширить их для повышения устойчивости во время работы.

4.Система растяжек

• Для самонесущих вышек (небашенного типа) требуются несколько комплектов растяжек (стальных тросов) для крепления верхней части вышки к земле, уравновешивая горизонтальные нагрузки на вышку для предотвращения опрокидывания.
• Один конец растяжки крепится к подъёмной проушине в верхней части вышки, а другой — к грунтовому анкеру. Натяжение регулируется стяжными муфтами для обеспечения вертикальной устойчивости вышки.

5. Подъемный механизм

• Используется для подъема и опускания вышки, обычно приводится в движение гидравлическими цилиндрами. канаты для буровой лебедкиили цепи.
• Процесс подъема требует строгого контроля скорости и угла, чтобы избежать чрезмерной деформации вышки, вызванной напряжением.

6.Аксессуары безопасности

• Предотвращение столкновений корончатого блока: Автоматически активирует торможение лебедки, когда талевый блок поднимается близко к кронблоку, предотвращая несчастные случаи, связанные со столкновением кронблока.
• Лестницы и ограждения: Защитные каналы для персонала, позволяющие ему подниматься на вышку и работать на площадке для обезьян, обеспечивают безопасность при проведении высотных работ.
• Противоскользящие педали: Устанавливается на поверхностях платформ, таких как мостки и платформы кронблоков, для предотвращения скольжения персонала.

Ⅲ. Классификация

По мобильности и сценариям эксплуатации установки для капитального ремонта скважин можно классифицировать на:

• Установки для капитального ремонта скважин, монтируемые на грузовиках: Наиболее распространенный тип, устанавливаемый на прочные основания грузовых автомобилей, обладающий высокой мобильностью, подходящий для обычных операций на суше.
• Гусеничные установки для капитального ремонта скважин: Использование гусеничных подконструкций с низким давлением на грунт, подходящих для сложных рельефов, таких как грязевые участки и горные районы.
• Установки для капитального ремонта скважин на салазках: Оборудование разбирается на несколько салазок, перевозится на прицепах и собирается на месте, подходит для стационарных скважин или крупномасштабных операций по капитальному ремонту скважин.
• Морские установки для капитального ремонта скважин: Устанавливается на буровых платформах или судах по ремонту скважин, адаптирован для эксплуатации на морских нефтяных и газовых скважинах, обладает коррозионной стойкостью и устойчивостью к ветровым волнам.

По мощности и грузоподъемности:

• Малые установки для капитального ремонта скважин: Номинальная нагрузка < 300 кН, используется для простого обслуживания неглубоких скважин (< 1000 метров), водяные скважины или нефтяные скважины с низким дебитом.
• Средние установки для капитального ремонта скважин: Номинальная нагрузка 300–500 кН, подходит для проведения традиционных ремонтных работ на скважинах средней глубины (1000–3000 метров).
• Большие установки для капитального ремонта скважин: Номинальная нагрузка > 500 кН, используется для глубоких скважин (> 3000 метров) или сложных скважин (например, горизонтальных скважин, скважин высокого давления), способных выдерживать высокие нагрузки и высокорисковые операции.

4. Отраслевые стандарты

Проектирование, производство и использование установок для капитального ремонта скважин должны соответствовать действующим отраслевым стандартам, таким как стандарты нефтегазовой промышленности Китая (SY/T) и Американского института нефти (API) стандартов, чтобы гарантировать их безопасность, надежность и эксплуатационную эффективность.

При разработке нефтяных и газовых месторождений установки для капитального ремонта скважин дополняют буровые установки: буровые установки отвечают за «бурение скважин», а установки для капитального ремонта скважин — за «поддержание скважин», совместно обеспечивая эффективную добычу нефтяных и газовых ресурсов.