Topsamoe.ru Эффективная работа любой скважины невозможна без тщательной и надежной герметизации пространства между обсадными трубами и грунтом. Герметизация достигается специальной операцией – цементированием скважины с помощью специального технологического оборудования.
Оборудование для цементирования скважин
Сразу оговоримся, что все без исключения оборудование для цементирования скважин, является специальной техникой, поэтому его изготовление в домашних условиях «своими силами» невозможно.
При этом надо знать, что цементирование скважины – это необратимый и неисправимый процесс. Поэтому любая самодеятельность ведет к существенным временным и финансовым потерям на «пересверливание» сооружения.
Основное оборудование для цементирования скважин – цементно-смесительные машины и цементировочные установки. При выполнении данной операции необходимо «иметь под» рукой значительные объемы цементно-песчаного раствора, который одномоментно под действием высокого давления закачивается в пространство скважины.
Указанные установки осуществляют операции:
- Приготовление раствора для тампонажа: смешивание компонентов и доведение до необходимой консистенции;
- Подача раствора в пространство за обсадными трубами под высоким давлением. При этом величина давления подачи раствора изменяется в зависимости от условий цементации и глубины скважины.
Виды оборудования и общие технические характеристики
В производственно-технологическом процессе цементирования могут быть задействованы следующие смесительные установки и агрегаты отечественного производства: АУМ, ОСБ-II-30, УС-IV, УС6-30, СМР-20, УЦП, цементировочные головки и специальная арматура.
Смесительные установки используются для транспортирования цемента, тампонажной смеси, песка и т.п., регулировки величины подачи данных материалов и замешивания тампонажных растворов для цементации скважин и гидравлических разрывов водоносных пластов.
Самой большой популярностью пользуется смесительная установка УСБ-30. Машина предназначена для транспортирования порошкообразных компонентов тампонажных смесей и оборудована механически регулируемой величиной подачи (дозирования) материалов (цемента, песка и пр.). Система состоит из бункера, механизма отбора мощности от штатного двигателя, трансмиссии, смесительной головки, загрузочно-дозировочных конвейеров, приборов управления и вспомогательных механизмов.
Загрузка и выгрузка происходит в автоматическом режиме с помощью дозирующих конвейеров. При этом привод конвейеров осуществляется через коробку отбора мощности от штатного двигателя машины. Загрузка установки производится вакуумным способом с применением вакуумного компрессора или гравитационно через люки бункера. Выгрузка тампонажной смеси – пневматическая.
Цементировочная головка (ГУЦ или ГЦК), является одним из основных видов оборудования для цементирования скважин и предназначена для обвязки устья скважины. Модификации данного оборудования отличаются друг от друга конструктивным решением, габаритами и техническими характеристиками.
При этом цементировочные головки ГУЦ поставляются со штатными кранами высокого давления. Это позволяет вставлять цементировочную пробку заблаговременно, что исключает необходимость ее разборки-сборки в процессе цементирования. Головки ГЦК поставляются без кранов высокого давления, поэтому цементировочную пробку вставляют в нее после закачки тампонажного раствора.
Цементировочная арматура устанавливается на устье скважина. Данное оборудование предназначено для обеспечения герметичности соединения НКТ с обсадными трубами, «продавки» в тело скважины тамопнажного раствора и нагнетания давления жидкости при промывке скважины.
Как видно из сказанного, работы по цементированию скважин относятся к специальным технологическим процессам, которые характеризуются жесткими требованиями по соблюдению этапов технологии. Поэтому цементирование любых скважин, в том числе водонапорных частных сооружений, должны выполнять профессионально подготовленные исполнители при соответствующем специальном материально-техническом обеспечении, предварительных расчетах и геодезических исследованиях.
Цементирование скважины – один из процессов завершения скважины, который заключается в герметизации свободного пространства между грунтом и трубами обсадной колонны. Выполнение данной работы носит необратимый характер, поэтому здесь используется специальное оборудование, которое предлагает наша компания.
Целевое предназначение установок для цементирования скважин: приготовление тампонажных растворов путём смешивания определённых компонентов и доведение готового состава до нужной консистенции. Помимо этого, оборудование может использоваться для подачи в скважину рабочих жидкостей, необходимых для опрессовки и кислотной обработки.
Оборудование выпускается на самоходном шасси либо монтируется на раму полуприцепа, внутренний объём смешивающих ёмкостей может подбираться индивидуально, в зависимости от требований Заказчика.
Компоновка вариативная: возможна установка одной или двух насосных станций, что определяет общую производительность установки. Процесс замешивания растворов может проходить автоматизировано либо устанавливается аналоговый блок ручного управления.
Установки адаптированы для использования в различных климатических зонах, в том числе, с резкими температурными перепадами.
Особенности конструкции позволяют выполнять цементирование скважин, расположенных на суше и на море.
Характеристики оборудования полностью удовлетворяют международным стандартам, что подтверждается соответствующими сертификатами.
Установки рассчитаны на комфортную работу, оснащаются современными системами управления и трёхплунжерными насосами, обеспечивающими максимальную производительность при минимальных затратах на горюче-смазочные материалы и техническое обслуживание.
Средний ресурс насосной станции до капитального ремонта – не менее 6 000 часов непрерывной работы.
Технические особенности цементировочной установки
- Установка может быть смонтирована на шасси, полуприцепе или на раме;
- Палубные двигатели оснащены коробкой передач с переключением скоростей под нагрузкой;
- Различные конфигурации двигателей с целью достижения необходимой номинальной мощности;
- Соответствие европейским стандартам;
- Соответствие стандартам качества и безопасности Европейского Союза и Российской Федерации;
- Система аварийного отключения;
- Различные типы трансмиссий;
- Насосы высокого давления, 600 л.с.;
- Насосы различных производителей, различные размеры гидравлической части;
- Центробежные нагнетательные и рециркуляционные насосы с гидравлическим управлением
- Мерная ёмкость для кислотной обработки с покрытием (опционально) с закрытым или открытым верхом, с мешалками или без;
- Панель управления, защищённая от воздействия неблагоприятных погодных условий, и кабина управления, оснащённая кондиционером (опционально);
- Встроенная высокопроизводительная рециркуляционная смесительная система или наземная смесительная система;
- Автоматическая система контроля плотности (ADC);
- Стеллажи для хранения шлангов, технологической арматуры и вертлюгов;
- Система регистрации данных с ежесекундным измерением и регистрацией рабочих параметров.
При цементировании скважин, кроме насосных установок применяется различное оборудование: смесительные агрегаты и машины 2АУМ, ОСБ-2-30, УС-4, УС6-30, УС5-30, 1СМР-20, УЦП, цементировочные головки (ГУЦ, ГЦК), цементировочная, арматура.
Смесительные установки предназначены для транспортирования сухих порошкообразных материалов (цемента, тампонажных смесей, песка и др.), регулируемой подачи этих материалов и приготовления тампонажных растворов и других песчано-жидкостных смесей при цементировании нефтяных и газовых скважин и гидравлическом разрыве пластов.
Установка смесительная УС6-30 (рисунок 75) предназначена для транспортирования сухих порошкообразных материалов (цемента, тампонажных смесей), механически регулируемой подачи этих материалов винтовыми конвейерами и приготовления тампонажных растворов при цементировании нефтяных и газовых скважин. Она состоит из бункера, коробки отбора мощности, трансмиссии, загрузочного и дозировочных винтовых конвейеров, смесительного устройства, системы управления и вспомогательного оборудования.
Технические характеристики установок
Максимальная производительность при приготовлении тампонажного раствора (плотность 1850 кг/м 3 ), дм 3 /с
Плотность приготавливаемого раствора, кг/м 3
Время выхода на заданную плотность раствора, с, не более
Максимальная масса транспортируемого материала, т
Максимальная производительность по сухому тампонажному материалу, т/ч:
Вместимость бункера, м 3
Тип смесительного устройства
Габариты установки, мм
Масса установки, кг
Рисунок 75 — Смесительная установка УС6-30
1 — шасси автомобиля КрАЗ-250; 2 — коробка отбора мощности; 3 — загрузочный и дозировочный винтовые конвейеры; 4 — бункер; 5 — система управления; 6 — смесительная устройство.
Загрузка и выгрузка сыпучего материала механическая, с помощью дозирующих винтовых конвейеров. Привод винтовых конвейеров – от двигателя автомобиля через коробку отбора мощности и карданные валы.
Установка смесительная УС5-30 состоит из двух вертикальных цилиндроконических бункеров с аэроднищем, смесительного устройства, ротационного компрессора, трубопроводной обвязки, массомера, пневматической системы загрузки и выгрузки тампонажного материала, продуктопровода, системы управления, сепаратора, приемной воронки и вспомогательных рукавов.
Загрузка установки осуществляется вакуумным способом с применением того же компрессора или гравитационным способом – через верхние люки бункеров.
Система выгрузки сыпучего материала пневматическая.
Установка цементировочная передвижная УЦП предназначена, для нагнетания различных неагрессивных жидких сред при цементировании скважин в процессе капитального ремонта.
Цементировочные головки предназначены для обвязки устья скважин. Выпускают их под шифрами ГУЦ и ГЦК. Различаются они конструкцией, размерами и эксплуатационной характеристикой и позволяют применять только одну верхнюю разделительную цементировочную пробку типа ПВЦ.
Техническая характеристика установки УЦП:
шасси автомобиля повышенной проходимости КамАЗ-43101
Наибольшее давление нагнетания, МПа
Наибольшая идеальная подача, дм 3 /с
Диаметр условного прохода трубопроводов манифольда, мм:
Вместимость мерного бака, м 3 , не менее
Насос водоподающего блока:
наибольшее давление, МПа
наибольшая подача, дм 3 /с
Габаритные размеры, мм, не более:
Полная масса, кг
Головки ГУЦ (рисунок 76) поставляют с кранами высокого давления (цементировочную пробку вставляют в нее заблаговременно, что исключает необходимость ее разборки в процессе цементирования), а головки ГЦК (рисунок 77) — без кранов (цементировочную пробку в нее вставляют после закачки цементного раствора).
Цементировочная арматура, устанавливаемая на устье скважины, предназначена для герметичного соединения НКТ с обсадной колонной, продавки в пласт цементного раствора, нагнетания жидкости при прямой и обратной промывках скважин.