Страница 3: ВСН 219-79. СН 219-79. Инструкция по разглинизации скважин на воду вибрационным способом (41653)

* Вибрационный способ обработки скважин на воду и необходимое оборудование защищены авторскими свидетельствами на изобретения:

№ 262042, О И П О Т З, 1970 № 6;

№ 286619, О И П О Т З, 1970 № 34;

№ 366263, О И П О Т З, 1973 №7;

№ 398736, О И П О Т З, 1973 № 38;

№ 472188, О И П О Т З, 1975 № 20;

№ 520434, О И П О Т З, 1976 № 25.

Интенсивность разрушения глинистой корки или других кольматирующих соединений на стенках скважины и фильтра определяется возбуждаемым в воде гидродинамическим давлением. Амплитуда импульсов этого давления зависит от амплитуды и частоты колебаний рабочего органа, радиального зазора между диском и стенками фильтра, шага расположения дисков и их толщины, а также от гидрогеологических условий, определяющих степень кольматации призабойной зоны скважины и фильтра. Оптимальная амплитуда гидродинамического давления, определяющая эффективное протекание процесса разрушения осадков, составляет 2-3 кгс/см2 при частоте импульсов не менее 500 кол./мин.

Параметры виброустановок типа ВУР, рабочие органы которых в зависимости от их массы совершают колебания с амплитудой 5 – при частоте 700 – 800 кол./мин, обеспечивают возбуждение указанного давления в скважинах глубиной до с диаметром фильтровых труб не менее .

Рис. 6. Схема вибрационной гидродинамической обработки скважин на воду при их разглинизации:

1 – вибратор продольно-направленного действия; 2 – амортизирующая пружина; 3 – опорная рама; 4 – обсадная колонна; 5 – эксплуатационная колонна; 6 – колонна насосно-компрессорных труб, скрепленная с вибратором; 7 – рабочий орган с дисками; 8 – водоносная порода; 9 – фильтровая колонна

Приложение II

НЕОБХОДИМОЕ ОБОРУДОВАНИЕ, ЕГО ХАРАКТЕРИСТИКА И ОПИСАНИЕ

Поверхностные установки типа ВУР-2 и ВУР-3* (табл. 1, рис. 7) состоят из вибратора дебалансного типа и опорной рамы, которые связаны между собой направляющими стержнями и амортизирующими пружинами. Привод вибратора осуществляется цепной передачей от электродвигателя, установленного на опорной раме (ВУР-3) или на верхней крышке корпуса вибратора (ВУР-2). Опорная рама виброустановок снабжена отводом для воды и резиновой диафрагмой, позволяющей герметизировать устье скважины. Опорную раму соединяют с обсадной, эксплуатационной или фильтровой колонной скважины сменными переходниками, которыми укомплектованы виброустановки. Каждая виброустановка имеет пять переходников для труб диаметром 219, 273, 326, 377 и .

*Устройство виброустановок ВУР-2 и ВУР-3 идентично.

Вибратор виброустановок ВУР-2 и ВУР-3 (рис. 8) состоит из сварного корпуса, в котором на подшипниковых опорах смонтированы два вала. В центральной части корпуса, имеющей масляную ванну, размещены синхронизирующие шестерни, диски которых выполнены в виде дебалансов. На консольные участки валов установлены пластинчатые дебалансы. Один из валов имеет удлиненную консоль, на которой закреплена приводная звездочка цепной передачи. С наружной стороны дебалансы и цепная передача закрыты кожухами.

Рис. 7. Общий вид виброустановки ВУР-3:

1 – вибратор продольно-направленного действия; 2 – амортизирующая пружина; 3 – верхняя рама; 4 – направляющий стержень; 5 – цепная передача; 6 – приводной электродвигатель; 7 – кожух цепной передачи; 8 – опорная рама; 9 – присоединительный фланец

Таблица 1

Техническая характеристика виброустановок для вибрационной гидродинамической обработки скважин на воду

Погружная виброустановка ВУР-4 (см. табл. 1, рис. 3) состоит из вибратора, приводного электродвигателя, рабочего органа, колонны бурильных труб и оголовка. Вибратор кинематического типа смонтирован в герметичном корпусе и имеет привод от водозаполненного электродвигателя, выполненного на базе электродвигателя АПД 136/2 от погружного насоса ЭПН-6. Над электродвигателем установлен трубчатый резервуар, связанный клапаном с корпусом электродвигателя. Перед спуском виброустановки в скважину резервуар необходимо заполнять чистой водой, служащей для охлаждения электродвигателя*.

Рис. 8. Конструкция вибратора виброустановки ВУР-3:

1 – корпус; 2 – подшипниковая опора; 3 – синхронизирующая шестерня; 4 – дебаланс; 5 – вал; 6 – контрольная пробка уровня масла; 7 – приводная звездочка; 8 – стопорная гайка; 9 – крышка

Возбудитель колебаний имеет присоединительную зубчатую муфту, блок коническо-цилиндрических зубчатых колес эксцентриковый вал, соединенный шатунами с движущимися в противофазе коаксиально расположенными штангами, которые, в свою очередь, соединяются с наружной и внутренней трубами рабочего органа.

Пружина, установленная между корпусом виброустановки и наружной штангой, обеспечивает резонансный режим колебаний, при котором силы инерции колеблющихся масс уравновешиваются упругой силой, что позволяет снизить динамические нагрузки на эксцентриковый вал и привод.

Корпуса возбудителя колебаний, электродвигателя и резервуара снабжены продольным внутренним каналом, по которому воздух, необходимый для работы эрлифта, можно подавать к смесителю, расположенному в нижней части корпуса виброустановки.

Погружная виброустановка в отличие от виброустановок поверхностного типа подвергает вибрированию не всю колонну труб, а лишь рабочий орган с дисками, что обусловливает ее преимущественное использование на скважинах глубиной более 200-, на которых виброустановки поверхностного типа не могут быть применены.

В комплект виброустановки ВУР-4 входят: пульт электрического управления, оголовок для герметизации устья скважины с набором сменных переходных ниппелей, позволяющих закреплять машину на эксплуатационных или фильтровых колоннах диаметром 219, 273 и , а в случае агрегатирования виброустановки ВУР-4 с погружным электронасосом также полый стальной каркас, предназначенный для размещения погружного электронасоса.

Наличие погружного электрооборудования (двигатель, кабель) исключает возможность применения виброустановки. ВУР-4 при комбинированных виброкислотных обработках скважин.

Рабочий орган виброустановок представляет собой насосно-компрессорную трубу диаметром 60 или , в нижней части которой на длине, равной высоте фильтра, с шагом прикрепляют диски (рис. 9, а) толщиной , наружный диаметр которых немного меньше внутреннего диаметра фильтра.

Диски выполняют из стальных колец, на которых закрепляют сменные (в зависимости от диаметра фильтровой колонны скважины) резиновые полукольца (см. рис. 9, б). Резинометаллическая конструкция дисков позволяет легко монтировать рабочий орган в скважине и дает возможность увеличивать эффект гидродинамического воздействия за счет малого (1-) радиального зазора между каркасом фильтра скважины и наружным диаметром дисков.

Рис. 9. Конструктивные схемы вибрационных рабочих органов:

а – расположение рабочего органа в фильтре скважины; б – конструкция диска рабочего органа; в – клапанный узел-вибронасос, обеспечивающий вибрационный подъем жидкости из скважины; г – клапанный узел-вибронагнетатель, обеспечивающий принудительное вибрационное нагнетание химического реагента за контур фильтра скважины; 1 – водоносная порода; 2 – фильтр скважины; 3 – труба рабочего органа; 4 – диск; 5 – сменное (в зависимости от диаметра фильтра) резиновое полукольцо; 6 – стальное приваренное к трубе кольцо; 7, 10, 11, 16 – присоединительные ниппели и муфты; 8, 14 – клапаны; 9 , 12 – пружины; 13 – патрубок для подвода сжатого воздуха в пакер; 15 – резиновая оболочка пакера

Вибрационный рабочий орган со стальными дисками можно использовать в фильтрах диаметром 114 и , рабочий орган с резинометаллическими дисками предназначен для работы в фильтрах диаметром 168, 219, 273 и .

В ряде случаев (разглинизация мелкозернистых водоносных песков, устранение химической кольматации фильтров) можно применять рабочий орган (см. рис. 3 и 4), соседние диски которого совершают по отношению друг к другу встречные, а для погружной виброустановки – противофазные колебательные движения, обеспечивающие возбуждение в столбе воды импульсов гидродинамического давления встречного направления. Эти импульсы способствуют повышению эффекта очистки фильтра и призабойной зоны скважины.

При обработке скважин, фильтровая колонна в которых установлена впотай, нижний торец рабочего органа необходимо снабжать конусообразным направляющим устройством, облегчающим вход дисков в фильтр.

В случае необходимости в верхней части рабочего органа (над фильтром) могут быть смонтированы специальные клапанные узлы. Один из них – вибронасос (см. рис. 9, в) обеспечивает откачку воды из скважины в период ее вибрационной гидродинамической обработки без использования традиционных водоподъемных средств.

Вибронасос выполнен в виде отдельного узла, состоящего из корпуса и подпружиненного клапана, который обеспечивает пропуск жидкости лишь в направлении снизу вверх. Вибронасос снабжен муфтой и ниппелем для соединения с насосно-компрессорными трубами диаметром . Вибронасосы можно применять в скважинах диаметром не менее . В зависимости от глубины скважины и динамического уровня воды на колонне насосно-компрессорных труб рабочего органа последовательно устанавливают несколько вибронасосов с интервалами 8 – . При этом нижний вибронасос закачивает воду из скважины, а остальные перекачивают жидкость на поверхность по внутренней полости рабочего органа, снабженного в верхней части отводом. Производительность вибронасосов, работающих с виброустановками ВУР-2 или ВУР-3, достигает 6 м3/ч.

Вибронагнетатель (см. рис. 9, г) при ремонте скважин позволяет принудительно нагнетать химический реагент через фильтр в призабойную зону в период ее виброхимической обработки и достигать за счет этого значительного эффекта восстановления проницаемости фильтра и призабойной зоны.

Вибронагнетатель состоит из клапанного нагнетательного узла и сменного узла герметизация – пакера – для работы в скважинах с эксплуатационными колоннами диаметром 168, 219 и .

Над вибронагнетателем монтируют отрезок трубы с прорезями для пропуска реагента в фильтровую зону скважины. Пакер представляет собой металлический каркас, на котором установлен уплотнитель из многослойной вулканизированной резины. Пакер снабжен штуцером для впуска сжатого воздуха в полость, образованную наружной поверхностью каркаса и внутренней поверхностью резиновой оболочки, и обеспечивает герметизацию фильтра при создании давления в его полости, превышающего гидростатическое в зоне установки на 2 – 3 кгс/см2. Сжатый воздух подают к пакеру по отдельному шлангу, опускаемому в скважину параллельно с колонной. Воздухосборник компрессора при этом должен быть оборудован двумя кранами и манометром для контроля и поддержания в пакере необходимого рабочего давления.

При разглинизации вновь пробуренных скважин на воду, а также при ремонте эксплуатируемых скважин агрегаты АВО-1 и АВО-2 (табл. 2) могут выполнять:

вибрационную гидродинамическую обработку призабойной зоны и фильтра в сочетании с эрлифтной откачкой или другими методами водоподъема, в том числе при реагентных обработках скважины в случае ее кольматации осадками химического происхождения;

спуско-подъемные операции при монтаже (демонтаже) в стволе скважины рабочих органов, насосно-компрессорных труб и водоподъемного оборудования;

Рис. 10. Общий вид самоходного агрегата АВО-2:

1 – воздухосборник; 2 – поршневой компрессор КГ-7; 3 – автомобиль ГАЗ-66; 4 – опора для мачты в транспортном положении; 5 – монтажная мачта; 6 – электрический генератор ЕСС-81-6М; 7 – винтовой подъемник мачты; 8 – грузоподъемная лебедка; 9 – запасное колесо; 10 – прицеп; 11 – виброустановка ВУР-2

запуск в работу погружных электронасосов для их опробования после монтажа в скважине.