Мин.15сек

54 мин.15сек.   1.3. Чистка скважин аэрированной жидкостью

Описанные выше способы промывки скважин и оборудование, используемое при этом, не зависят от того, какая жидкость используется в качестве промывочной: нефть, вода, глинистый раствор.

Использование водовоздушной смеси при чистке пробок требует специального дополнительного оборудования – смесителя, компрессора и.т.п. (рисунок 3, пунктир).

От насосного агрегата промывочная жидкость направляется через обратный клапан к смесителю. От источника сжатого воздуха через регулятор расхода к смесителю подается воздух. Выйдя из смесителя, водовоздушная смесь поступает через промывочный шланг и вертлюг в колонну промывочных труб. Устье скважины оборудуют головкой для обратной промывки, а муфту нижней трубы промывочной колонны- обратным клапаном.

Технология промывки аэрированной жидкости отличается от описанных ранее.

Перед началом промывки жидкость, находящуюся в трубах, вытесняют в трап, после чего налаживают циркуляцию жидкости и уточняют соотношение сжатого воздуха и воды для промывки пробки.

После выноса пробки и спуска колоны промывочных труб на длину или колена труб насосный агрегат останавливают, а давление в полости труб снижают через контрольный вентиль. В кольцевом пространстве давление сохраняют, поскольку течению жидкости вверх по колонне промывочных труб препятствует обратный клапан.

Далее колонну труб наращивают, включают насос и восстанавливают циркуляцию водовоздушной смеси. Цикл этих операций повторяют до тех пор, пока вся пробка не будет размыта.

2. Выбор подъемника

Для спускоподъемных операций выбираем подъемник типа Азинмаш-43П, при работе с которым допустимая глубина насосно-компрессорных труб условного диаметра 73 мм при оснастке 2 × 3 равна 3000 м (таблица 4).

Таблица 4. Допустимые глубины спуска НКТ при работе с подъемником

Условный диаметр НКТ, мм	Глубина спуска труб при оснастке талей, м
	2 × 3	3 ×4	4 ×5
48	6400	-	-
60	4000	6000	-
73	3000	4400	5700
89	2000	3000	4000
114	1500	2200	2800

2.1. Выбор подъемных приспособлений

Для выбора оборудования, применяемого при спускоподъемных операциях, определяем вес колонны (силу тяжести) промываемых труб:

G_т = q × Н кг,

где, G_т – вес колонны промываемых труб, кг.,

q - вес 1 м трубы с учетом веса муфты, кг.,

q = 9,4 кг

Н- длина колонны промывочных труб, м.,

G_т = 9,4 × 2200 = 20680 кг.

Учитывая вес колонны промывочных труб, выбираем следующие оборудование:

-           кронблок типа КБ114-25,

-           талевый блок типа ТБН3- 25,

-           крюк типа КН-25,

-           вертлюг типа 4ВП-50.

  2.2. Расчет талевого блока

Талевой канат выбираем по величине усилия, которое равно:

Р_р= Р_х × К кг,

где, Р_х – напряжение оседового конца каната, определяемое по формуле:

Р_х = Р_к × ß_п  × (ß-1)

ß_п-1

где, Р_к - нагрузка на крюке, кг.,

п – число канатных струн подвижного ролика (п = 4)

ß –коэффециент равный ß = 1,

h

где ح – к.п.д. каждого канатного ролика, ح= 0,98

ß =  1 = 1,02

0,98

Максимальная нагрузка на крюке Р_к определяется как:

Р_к = G_т + G_м кг,

G_т – вес колонны труб, кг

G_м  - вес неподвижного закрепленного (мертвого) груза, кг.

 G_м = G_тб  + G_кр  + G_в

где, G_тб  - вес талевого блока, кг G_тб  = 164 кг,

G_кр  - вес крюка, кг; G_кр  = 65кг,

G_в - вес вертлюга,кг; G_в = 39 кг.

G_м = 164+65+39= 268 кг

Тогда максимальная нагрузка на кране:

Р_к = 20948 × 1,02⁴ × (1,02-1) = 2880 кг

1,02⁴-1

Определим разрывное усилие, с учетом запаса прочности:

Р_р = Р_х × к₃ кг,

где, к₃ – коэффициентзапаса прочности, принимаемк₃ = 3

Р_р = 2880 ×3 = 8640 кг

Подъемный агрегат типа Азинмаш-43П оснащается талевым канатом диаметром 15,5 мм.

Выбираем канат диаметром d_м = 15,5 мм, разрывное усилие которого при рассеченном пределе прочности проволок при растяжении достигает 140кг/мм², равное 10700 кг.

Проведем проверку выбранного каната на суммарное напряжение по формуле Рело-Баха. Напряжение от растяжения:

G_р = Р_х= 4 Р_х кг/мм²,

₣_к i П d_п²

где, ₣_к - площадь поперечного сечения каната, мм^2. i - число проволок в канате, i = 114. d_п - диаметр проволок в канате, мм, d_п = 1,0 мм

G_р = 4 × 2880 = 32,2 кг/мм²,

144×3,14 × 1²

Напряжение от изгиба:

G_м = 3 × Е × d_п  кг/ мм²,

Д_ш

Где Е- модуль упругости материала проволоки, кг/см²,

Е = 2,1 × 10⁶ кг/ см²,

d_п - диаметр проволоки, мм

Д_ш – диаметр канатного шкива по дну канавки или диаметр барабана лебедки, мм. Д_ш = 480 мм (берется меньшая величина):

G_м =  3 × 2,1 ×10⁹ × 1 = 1640 кг/ см² = 16,4 кг/ мм²

8 480

Находим суммарное напряжение:

G_сум = G_р + G_н  кг/ мм²

G_сум = 32,2 +16,4 = 48,6 кг/ мм²

Запас прочности:

К= G_раз

G_одн

где, G_раз  - временное сопротивление разрыва, равное расчетному периоду прочности проволоки при растяжении.

К = 140 = 2,88

48,6

Допустимый запас прочности: к = 2,5. Определяем максимальную длину каната, необходимую для проведения подъема труб:

L_к  = 1,1× [(l+1)+ 2Н_в + m (Н_в- l-4 ) ] м,

где, L_к  - общая длина каната с запасом в 10%, м

Н_в – высота вышки (мачты), м; Н_в =18 м,

m – число струн оснастки талей, m = 4

l- длина одного звена труб, поднимаемых из скважины за один прием.

L – длина каната, навиваемого на барабан, м

L = m × (l+1) а₁ × х₀ (а₂ + х₀),

где, а₁ – коэффициент, а₁ = ß – d_к

36,8

а₂– коэффициент, а₂ = Д_о + d_к

 0,865× d_к

где, ß – ширина барабана между ребордами, см

d_к – диаметр каната, см; d_к = 1,55 см

Д_о – диаметр барабана без каната, см; Д_о = 48 см

х₀ – число слоев навивки, остающихся на барабане в момент начала операции подъема, принимаем х₀ = 2.

Подставим данные в формулы:

а₁ = 87-1,55 = 2,32

36,8

а₂ = 48+1,55 -1= 36

0,865× 1,55

Тоже в формулу: L = 4 (К+1)+ 2,32 ×2 × (36+2)= 228,5 м

Тоже в формулу: L_к  = 1,1 × [(228,5+1)+2 × 18 +4× (18-12-4)] = 301 м

  2.3. Расчет использования скоростей лебедки

После окончания промывки необходимо поднять трубы вместе с пакером и якорем и опустить в скважину соответствующее эксплуатационное оборудование. Усилие, развиваемое подъемником на канате на первой скорости подъема:

Рк1= 75 × Ng × ح

V_к1

где, Ng – мощьность двигателя,

ح - к.п.д. подъемника, ح =0,65

V_к1 – скорость подъема, м/с

Найдем скорость подъема:

V_к1 = П × Д_б × n₁ м/с,

60

где, Д_б – диаметр бочки барабана, м

n₁ – скорость вращения барабана, об/мин.

V_к1 =3,14 ×0,18 ×35 = 0,88 м/с

60

Подставляем данные формулу:

Рк1= 75 ×120 ×0,65 = 6650 кг.

0,88

Расчет оснастки: Найдем число рабочих струн талевой оснастки:

i_т = G_к

Р_к1 × ح _т

где, G_к - вес груза на крюке, кг, G_к  = 20948 кг

ح _т – к.п.д. талей, ح _т = 0,9

i_т =  20948 = 3,5 стр.