Аварийно – восстановительные работы в эксплуатационных колоннах. Характеристика аварий и причины их возникновения. Классификации.

Классификация и виды аварийных работ

Аварии в эксплуатационных скважинах рассматриваются как прекращение технологических процессов добычи нефти и газа, вызванное прихватом или обрывом и падением на забой внутрискважинного оборудования;  В процессе эксплуатации происходят следующие виды аварий в добывающих скважинах:

- аварии со скважинными трубами; - аварии со скважинными двигателями, приборами (устройствами), пакерами и низами бурильной колонны; - аварии с кабелями, канатами, проволоками; - прочие.

В нагнетательных скважинах: - прихваты насосно-компрессорных труб с пакером и без пакера; - поломка (падение) НКТ с пакером и без пакера;

К авариям первого вида относятся прихваты и поломки бурильных обсадных и насосно-компрессорных труб в обсаженных и не обсаженных скважинах диаметрами от 90 до 480 мм. К авариям второго вида относятся аварии с турбобурами, погружными центробежными насосами, долотами, пакерами, приборами и устройствами для исследования скважин. В третий вид входят аварии с кабелями геофизических приборов погружных насосов и других устройств; с канатами и проволоками для спуска приборов.

К прочим относятся аварии с глубиннонасосными штангами, оставленными в скважине (колонне) или в аварийных подъемных трубах: падение плашек, сухарей и других металлических предметов.

Причины возникновения аварий

Наибольшее число аварий происходит при механизированном способе добычи нефти, что обусловлено значительным числом скважин, эксплуатирующихся механизированным способом. В процессе эксплуатации скважин насосным способом (ШГН) подъемные трубы систематически подвергаются воздействиям коррозии и трению о штанги, вследствие чего толщина стенки труб со временем уменьшается. Нередки случаи, когда обрыв и падение колонны изношенных труб происходит в процессе работы насосной установки. Известны случаи, когда узел соединения колонны подъемных труб с планшайбой сильно изнашивается от истирания о штанги. При движении штанг вверх-вниз из-за несоосности талевой системы и скважины износ в месте соединения планшайбы трубами усиливается, что может служить причиной падения в скважину колонны труб при подъеме планшайбы. Наиболее сложные аварии происходят с погружными центробежными электронасосами (ЭЦН). Падение в скважину оборудования ЭЦН и его узлов нередко происходит в процессе эксплуатации скважин. Аварии с ЭЦН можно группировать следующим образом:

- обрыв насосно-компрессорных труб; - обрыв кабеля; - обрыв соединений компенсатора; - обрыв соединений насоса; - обрыв соединений протектора.

Одна из основных причин обрыва насосно-компрессорных труб при эксплуатации скважин с ЭЦН – вибрация колонны. При этом возможны радиальные перемещения нижней части колонны труб. Коррозионно-активная среда, особенно при наличии в продукции скважины сероводорода, способствует разрушению труб. Анализ данных об авариях с ЭЦН показывает, что более 90 % всех аварий с ЭЦН составляют обрывы насосно-компрессорных труб и кабеля. В результате обрыва колонны насосно-компрессорных труб на забой падает комплект ЭЦН, часть колонны труб и часть кабеля, как правило, кабеля в скважине оказывается больше, чем труб. Эта авария является наиболее сложной. Узлы ЭЦН соединяются между собой фланцами при помощи шпилек. Обрыв этих соединений происходит в основном по следующим причинам:

- при сборке и спуске ЭЦН в скважину шпильки фланцевых соединений затягиваются недостаточно равномерно. При вибрации установки во время ее работы происходит раскрепление некоторых из них, вследствие чего вся нагрузка приходится на оставшиеся. Со временем более напряженные шпильки обрываются и узел ЭЦН падает на забой;

- коррозионное разрушение шпилек фланцевых соединений приводит к ослаблению последних;

- конструктивное несовершенство соединения.

Ликвидация аварий с ЭЦН существенно отличается от других видов ловильных работ. Особенно осложняет ловильные работы наличие в скважине кабеля, металлических поясков и защитных кожухов установки. При механизированном способе добычи нефти известны различные меры и методы предупреждения аварий и осложнений. Для предотвращения истирания труб штангами рекомендуется укорачивать или удлинять подвеску на одну-две трубы при каждом ремонте скважины. Это позволяет изменить место контакта (истирания) штанг с трубами, следовательно, повысить срок службы последних. Для предотвращения износа присоединительной части планшайбы и полета насосно-компрессорных труб необходимо при спуске и подъеме штанг на муфту планшайбы установить ниппель-воронку, центрирующую колонну штанг и при каждом ремонте скважины ревизировать, а при необходимости менять присоединительный патрубок планшайбы. Для предотвращения обрывов труб при эксплуатации скважин с ЭЦН необходимо в нижней части труб установить виброгасящее устройство.

При наличии в продукции скважины коррозионно-активных компонентов следует применять ингибиторы коррозии, высоколегированные трубы, антикоррозионные защитные покрытия оборудования, применять материалы в коррозионно-стойком исполнении и т.д.