Установки насосные для цементирования скважин

Обновлено: 07.07.2024

Нефть, Газ и Энергетика

К оборудованию, необходимому для цементирования скважин, относятся: цементировочные агрегаты, цементно-смесительные машины, цементировочная головка, заливочные пробки и другое мелкое оборудование (краны высокого давления, устройства для распределения раствора, гибкие металлические шланги и т. п.).

Цементировочные агрегаты. При помощи цементировочного агрегата производят затворение цемента (если не используется цементно-смесительная машина), закачивают цементный раствор в скважину, продавливают цементный раствор в затрубное пространство. Кроме того, цементировочные агрегаты используются и для других работ (установка цементных мостов, нефтяных ванн, испытание колонн на герметичность и др.).

С учетом характера работ цементировочные агрегаты изготовляют передвижными с монтажом всего необходимого оборудования на грузовой автомашине. На открытой платформе автомашины смонтированы: поршневой насос высокого давления для прокачки цементного раствора; замерные баки, при помощи которых определяют количество жидкости, закачиваемой в колонну для продавки цементного раствора; двигатель для привода насоса.

Для цементирования обсадных колонн в основном применяют цементировочные агрегаты следующих типов: ЦА-320М, ЗЦА-.400, ЗЦА-400А и др. (ЦА - цементировочный агрегат, цифры 320 и 400 соответственно 32 и 40 МПа - максимальное давление, развиваемое насосами этих цементировочных агрегатов).

Для централизованной обвязки цементировочных агрегатов с устьем скважины применяют блок манифольдов. Он состоит из коллектора высокого давления для соединения ЦА с устьем скважины и коллектора низкого давления для распределения воды и продавочной жидкости, подаваемой к ЦА. Блок манифольдов, как правило, оборудован грузоподъемным устройством.

В данном случае цифры 10, 20 и т. п. обозначают количество цемента (в т), которое возможно поместить, в бункер смесительной машины.

Цементировочные головки предназначены для промывки скважины и проведения цементирования. Спущенная обсадная колонна оборудуется специальной цементировочной головкой, к которой присоединяются нагнетательные трубопроводы (манифольды) от цементировочных агрегатов.

160 показана головка устьевая цементировочная 2ГУЦ-400, предназначенная для обвязки устья при цементировании скважин и рассчитанная на максимальное давление 40 МПа.

При двухступенчатом цементировании используются специальные цементировочные пробки.

Установки для цементирования скважин

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.

Цементировочные агрегаты: принцип работы, устройство, технические характеристики, фото и видео

При разработке скважин, их освоении и капремонте необходимо проведение промывочно-продавочных и цементных работ. Нагнетание жидкого раствора выполняется с помощью цементировочных агрегатов.

Цементировочные установки также применяют для промывки и продавливания песчаных пробок, выполнения гидроразрыва пластов, опрессовки обсадных колонн и труб.

Использование для цементных работ

Цементирование горной выработки представляет собой процесс, при котором в затрубном пространстве буровой раствор полностью заменяется цементным. В результате цемент затвердевает и превращается в цементный камень.

Процесс проведения цементирования дает возможность решить ряд задач:

обеспечить долговременную изоляцию продуктивных объектов от влияния верхних и нижних вод,
исключить возможность перетекания флюидов между горизонтами через затрубное пространство,
укрепить неустойчивые породы посредством ряда элементов – обсадной колонны, стенки скважины, цементного камня,
обеспечить обсадную колонну от смятия, возникающего от коррозии и воздействия внешнего давления,
предотвратить выброс газов из пород, оставшихся в зацементированных участках скважин и находящихся под высоким давлением,
возможность изолировать продуктивные горизонты малой мощности, пройденные в процессе бурения.

Цементировочный комплекс: устройство и комплектация

В комплектацию цементировочного агрегата входит следующее оборудование:

цементировочный насос высокого давления,
водоподающий блок,
мерная емкость,
манифольд,
трубопровод (вспомогательный),
система выхлопов,
обогревательная система,
дополнительное оборудование и оснащение,
рама и шасси

Цементировочный гидравлический насос

Цементировочные насосы бывают двух видов – поршневой и плунжерный. Поршневые насосы представлены модификациями НПЦ-32 и НЦ-320, плунжерные – СИН-32, СИН-64 и ЗПН-32.

Насосное оборудование оснащено автомобильными приводами и приводится в действие с помощью двигателя с КПП, установленного на платформе.

НПЦ-32

Принцип работы поршневого насоса марки НПЦ-32 заключается вприменении глобоидной передачи, которая, преобразовавшись, имеет высокие показатели степени нагрузки, надежности и долговечности. Для производства гидравлической коробки используют низколегированную сталь. Поэтому насос способен выдержать гидростатические испытания даже с давлением в 60 Мпа, что дает возможность использовать насос при показателе давления в 40 Мпа.

НЦ-320

НЦ-320 – насос цементировочный двухпоршневой, двусторонне действующий, горизонтальный. В конструкцию вмонтирован специальный червячный редуктор, способный выдерживать высокие рабочие нагрузки.

СИН-32

Насос высокого давления трехплунжерный горизонтальный с односторонним действием представлен моделью СИН-32. Основное предназначение агрегата - подача глинистых и цементных растворов в выработку. Рабочий ресурс узла до капремонта составляет 6000 моточасов либо 10 лет.

СИН-64

Трехплунжерный горизонтальный насос СИН-64 имеет аналогичные принцип работы и производительность с насосом СИН-32.

ЗПН-32

ЗПН-32 представляет собой модификацию трехплужерных насосов с тремя клапанными коробками, соединенными между собой шпильками. Узлы и гидравлическая система конструкции смазываются с помощью принудительной системы смазки.

Водоподающий блок

Водоподающий блок работает от двигателя ГАЗ-51. Агрегат подает порцию воды в затворенное смесительное устройство. Конструкция состоит из двигателя и насоса. В насосе предусмотрена система продувки. Выхлопные газы удаляют жидкость из агрегата после завершения работ, а также прогревают устройство.

Управление блоком подачи воды осуществляется с помощью приборов с площадки рамы. На панель выведены предохранители, датчики давления масла, температуры, контрольная лампочка зарядки аккумуляторной батареи, кнопка включения муфты, запуска стартера и включения нагрева.

Манифольд

Манифольд представляет собой систему, состоящую из всасывающего и запорного трубопроводов. Принцип работы устройства заключается в заборе жидкости как из внешних источников, так и из мерного бака, и подаче ее в скважину под высоким давлением. Пульт управления агрегатом находится в кабине. Напорная линия оснащена датчиком давления, предохранительным клапаном, манометром.

Мерный бак

Мерный бак – емкость, обеспечивающая размещение цементного раствора или продавочной жидкости. Емкость может быть разного объема. Крепится болтами на заднюю часть устройства. Бак разделен на две половины, каждая из которых оснащена мерной линейкой. Перед баком устанавливается откидная площадка для удобной работы по управлению донными клапанами.

Вспомогательный трубопровод

Соединяет напорную линию насоса с устьем скважины вспомогательный трубопровод. Установка комплектуется трубами высокого давления, напорными шлангами, шарнирными коленьями, приемными рукавами.

Система выхлопного и обогревающего оборудования

Система способствует обогреву приемного коллектора, картера двигателя и насоса, мотора водоподающего блока. С помощью системы трубопровод продувается отработанными газами. Потоками газов помогают управлять заслонки.

Дополнительное оборудование:

откидная лестница и площадка,
кожухи, установленные на вращающиеся части агрегата,
поворотные фары, смонтированные на мерный бак и кабину - для удобной работы в темное время суток,
запасное колесо, установленное на бак – обеспечивает беспрепятственный доступ к блоку подачи воды.

Шасси для монтажа

Цементировочный агрегат может быть установлен на шасси КАМаз, Урал, Маз, Краз со встроенной функцией замешивания цементного раствора и его транспортировки под давлением по шлангу или трубе до скважины. Также возможна установка агрегата на сани, прицеп, полуприцеп.

Цементировочный агрегат СИН-35

Рассмотрим цементировочный агрегат СИН-35. Агрегат предназначен для цементирования скважин, опрессовки и проведения промывочно-продавочных работ на нефтяных и газовых скважинах.

Установку можно использовать в качестве подпорного, оседиагонального насоса способного перекачивать вязкие жидкости с включениями абразивов.

Технические характеристики насосной установки СИН-35 без ВПБ

Вместимость емкости, куб. м

Трехплунжерный насос высокого давления

СИН-32 цементировочный, трехплунжерный, горизонтальный с двухскоростным редуктором

Диаметр плунжеров, мм

Давление максимальное, МПа (при подаче, л/с)
- при диаметре плунжеров 100 мм
- при диаметре плунжеров 125 мм

Наибольшая идеальная подача, л/с (куб. м/ч)
- при диаметре плунжеров 100 мм 10,4 МПа
- при диаметре плунжеров 125 мм 6,6 МПа

1.7. Установки для цементирования скважин

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 [7].

Установка смесительная УС6-30 (рис. 34) 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

1.8. Оборудование противовыбросовое и превенторы

Противовыбросовое оборудование (ОП) предназначено для герметизации устья строящихся и ремонтируемых скважин с находящейся в ней колонной труб или при её отсутствии, при проворачивании, расхаживании колонны труб между замковыми и муфтовыми соединениями. Противовыбросовое оборудование позволяет производить циркуляцию промывочной жидкости с противодавлением на пласт.

Основные параметры ОП и его составных частей должны соответствовать ГОСТУ 13862-90.

Условный проход стволовой части, мм 180 180

Рабочее давление, МПа 35 35

Условный диаметр труб, уплотняемых

плашками превентора, мм 60¸127 60¸114

Рабочее давление в гидросистеме, МПа 6¸10 6¸10

Масса полного комплекта, кг 12950 -

Тип манифольда МПБ2-80´35 МПБ2-80´7035К2

Превенторы типа ППГ и ППМ (рис. 37) обеспечивают возможность расхаживания колонны труб при герметизированном устье, подвешивание колонны на плашки и удержание колонны плашками от выброса под действием скважинного давления.

Рис. 37. Превентор ППМ

Основные узлы и детали превентора - корпус, крышки корпуса с гидроцилиндрами и плашки.

Для освоения и ремонта нефтяных и газовых скважин выпускаются превенторы следующих типов:

ППГ-150´21 с гидравлическим зажимом плашек и механическим поджимом;

ППМ-150´21 с механическим зажимом плашек.

Диаметр проходного отверстия, мм 150 150

Рабочее давление, МПа (кГс/см 2 ) 21 (210) 21 (210)

Максимальное давление в рабочих

камерах приводных цилиндров, МПа 10 -

Диаметр уплотняемых труб 50; 60,3; 63,5; 73; 89

глухая плашка позволяет перекрывать

скважину при отсутствии в ней трубы

Пробное давление, МПа (кГс/см 2 ) 42 (420) 42 (420)

Рабочая среда нефть, газ, газоконденсат, вода,

буровой раствор и их смеси

Масса, кг 540 470

Превентор плашечный штанговый ППШ-62´21 (рис. 38) применяется при ремонте нефтяных скважин, эксплуатируемых штанговыми насосами. Превентор ППШ предназначен для герметизации штанг при аварийных работах.

Цементировочные агрегаты: назначение, устройство, характеристики, фото

Цементировочные агрегаты предназначены для нагнетания рабочих жидкостей в скважину. Используются при бурении, капитальном ремонте и глушении скважины.

Функции и назначение цементировочного агрегата при цементировании скважины

Целью цементирования пробуренной скважины является полное замещение бурового раствора цементным в затрубном пространстве скважины. Впоследствии цементный раствор затвердеет, превратившись в цементный камень. Цементирование скважины исключает перемещение жидкостей по затрубному пространству между горизонтами; обеспечивает защиту колонны от коррозии и внешних воздействий.

Основные этапы цементирования скважины:

Подготовка цементировочного раствора
Закачка подготовленного раствора в скважину
Продавливание раствора в затрубное пространство
Отверждение раствора
Экспертиза качества цементирования

Также цементировочные агрегаты могут применяться для промывки - продавки скважины, опрессовки, гидроразрыва пластов.

Устройство

Основные узлы цементировочного агрегата:

насос для подачи цементировочного раствора под давлением
привод насоса. Цементировочный насос приводится в движение от двигателя шасси, либо отдельного двигателя
мерный бак и бак для цементных растворов
водоподающий блок не является основным узлом, применяется для подачи жидкости в бак для приготовления цементного раствора

Узлы цементировочного агрегата могут быть смонтированы как на шасси (Камаз, Урал, Краз, Маз) так и на полуприцеп, прицеп, сани.

Цементировочные насосы

Поршневые цементировочные насосы

Основные модели поршневых насосов: 9Т, НПЦ-32, НЦ-320, ЦА-320. Технические характеристики, фото каждого насоса приведены по ссылкам. Там же размещены ссылки на цементировочные агрегаты нашего производства, оборудованные поршневыми насосами. Технические характеристики всех указанных поршневых насосов ± одинаковы и приведены по ссылкам.

Плунжерные цементировочные насосы

В основном представлены насосами СИН-32, и СИН-64.

Водоподающий блок

Шасси

Мы производим цементировочные агрегаты на всех возможных видах шасси. В том числе: КамАЗ, Урал, Маз, КРАЗ, прицеп, полуприцеп, а также цементировочные агрегаты на санях и др.

8.7. Установки для цементирования скважин

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

Нефть, Газ и Энергетика

К оборудованию, необходимому для цементирования скважин, относятся: цементировочные агрегаты, цементно-смесительные машины, цементировочная головка, заливочные пробки и другое мелкое оборудование (краны высокого давления, устройства для распределения раствора, гибкие металлические шланги и т. п.).

Для централизованной обвязки цементировочных агрегатов с устьем скважины применяют блок манифольдов. Он состоит из коллектора высокого давления для соединения ЦА с устьем скважины и коллектора низкого давления для распределения воды и продавочной жидкости, подаваемой к ЦА. Блок манифольдов, как правило, оборудован грузоподъемным устройством.

Цементно-смесительные машины. Цементирование осуществляется при помощи цементно-смесительных машин. Применяются различные типы цементно-смесительных машин: СМ-10, 2СМН-20, СПМ-20 др. В данном случае цифры 10, 20 и т. п. обозначают количество цемента (в т), которое возможно поместить, в бункер смесительной машины.

В настоящее время применяются цементировочные головки ЦГЗ, ГЦК, ГЦ5-150, СНПУ, 2ГУЦ-400 и др. Так как в конструктивном отношении все перечисленные головки имеют сходство, то рассмотрим в качестве примера одну из них. На рис. 160 показана головка устьевая цементировочная 2ГУЦ-400, предназначенная для обвязки устья при цементировании скважин и рассчитанная на максимальное давление 40 МПа.

При двухступенчатом цементировании используются специальные цементировочные пробки.

Нефть, Газ и Энергетика

I . - начало подачи цементного раствора в скважину; II - подача закачанной порции цементного раствора по обсадной колонне; III - начало продавки в затрубное пространство; IV - окончание продавки.

1 - манометр; 2 - цементировочная головка; 3 - верхняя пробка; 4 - нижняя пробка; 5 - цементируемая обсадная колонна; 6 - стенки скважины; 7 - стоп-кольцо; 8 - продавочная жидкость; 9 - буровой раствор; 10 - цементный раствор

Читайте также:

Установки насосные для цементирования скважин

Нефть, Газ и Энергетика

Установки для цементирования скважин

Технические особенности цементировочной установки

Цементировочные агрегаты: принцип работы, устройство, технические характеристики, фото и видео

Использование для цементных работ

Цементировочный комплекс: устройство и комплектация

Цементировочный гидравлический насос

НПЦ-32

НЦ-320

СИН-32

СИН-64

ЗПН-32

Водоподающий блок

Манифольд

Мерный бак

Вспомогательный трубопровод

Система выхлопного и обогревающего оборудования

Дополнительное оборудование:

Шасси для монтажа

Цементировочный агрегат СИН-35

Технические характеристики насосной установки СИН-35 без ВПБ

1.7. Установки для цементирования скважин

Рекомендуемые файлы

1.8. Оборудование противовыбросовое и превенторы

Цементировочные агрегаты: назначение, устройство, характеристики, фото

Устройство

Цементировочные насосы

Поршневые цементировочные насосы

Плунжерные цементировочные насосы

Водоподающий блок

Шасси

8.7. Установки для цементирования скважин

Рекомендуемые файлы

Нефть, Газ и Энергетика

Нефть, Газ и Энергетика