Пространства 425 мм х 339,7 мм

1 – колонная головка КГ 425 х 70;

2 – посадочный инструмент уплотнения межтрубного пространства;

3 – крутящиеся пальцы;

4 – уплотнение межтрубного пространства 425 мм х 339,7 мм;

5 – резиновое уплотнительное кольцо;

6 – срезные штифты, поддерживающие опорное кольцо;

7 – зубчатое кольцо с упорной резьбой;

8 – подвеска обсадной колонны Ø 339,7 мм;

9 – пакер манжетного типа, резиновый;

Посадочный инструмент служит для установки уплотнения межтрубного пространства и испытания его на герметичность после установки в колонную головку.

Посадочный инструмент при помощи крутящихся пальцев и нижних собачек устанавливается в уплотнении межтрубного пространства и на бурильных трубах (в компоновку должны входить УБТ общей массой не менее 10 - 12 тн в буровом растворе) опускается в подвеску обсадной колонны до тех пор, пока не будет замечено уменьшение веса колонны на 9 тн. УБТ прижимают уплотнение и вдавливают его зубчатое кольцо с упорной резьбой в гнездо подвески с зубчатыми стенками. После этого выбирается вес УБТ, и колонна бурильных труб проворачивается в правую сторону до повышения момента до 276,5 кгм – это значит, что зубчатое кольцо уплотнения полностью село на подвеску. Далее посадочный инструмент проворачивается влево на 10^о, проворачивание прекращают, когда крутящий момент достигнет 383 кгм, это подведет крутящиеся пальцы посадочного инструмента к вертикальному пазу на уплотнении. Опускают УБТ на 9 тн, при этом сдавливается резиновый элемент и уплотняется межтрубное пространство. Срезные штифты, поддерживающие опорное кольцо, срезаются при усилии 4 тн.

После установки уплотнение межтрубного пространства проводится испытание его на герметичность: бурильные трубы доливаются до верха водой, закрывается плашечный превентор, и через линию дросселирования цементировочным насосом медленно повышается давление до проектного. Если нет никаких утечек - давление повысится моментально. После опрессовки уплотнения межтрубного пространства необходимо повернуть бурильную колонну вправо до увеличения крутящего момента до 276,5 кгм, медленно отпустить крутящий момент и поднять посадочный инструмент.

В колонную головку при помощи специального посадочного инструмента устанавливается защитная втулка, затем скважина углубляется под обсадную колонну Ø 244,5 мм.

Порядок технологических операций по креплению скважин обсадными колоннами Ø 244,5 мм и 177,8 мм, монтажу подвесных колонных головок Ø 244,5 мм и 177,8 мм аналогичен порядку, описанному выше.

Подводное противовыбросовое оборудование в зависимости от рабочего давления подразделяется на две группы:

- первая группа 14 и 21 МПа (2000 и 3000 psi);

- вторая группа 35, 70 и 105 МПа (5000, 10000 и 15000 psi).

ППВО может использоваться в двух вариантах:

- 1 ^й вариант: верхние интервалы бурятся с применением одного блока ППВО с невысоким рабочим давлением (до 21 МПа) и большим внутренним диаметром (до 540 мм - 21^1/4"), а затем этот блок ППВО заменяется на второй, имеющий меньшее проходное сечение (от 11" до 16 ^3/4", т.е. от 279 до 425,5 мм) и рабочее давление второй группы;

- 2 ^й вариант: с начала бурения под кондуктор и до окончания скважины используется один блок ППВО с максимальным требуемым рабочим давлением (до 15000 psi – 105 МПа) и относительно большим внутренним диаметром (18 ^3/4" – 476,25 мм).

Оба варианта имеют свои преимущества и недостатки. Первый вариант используется в основном при бурении с полупогружных буровых установок, второй - на буровых судах при больших морских глубинах. Преимущество одноблочной схемы - исключение времени на замену комплекса ППВО, а её недостаток – сравнительно большой вес всего блока (до 200 тн). Преимущество двухблочной схемы – возможность применения при строительстве скважин сложных конструкций, а также относительно меньший вес каждого из блоков (до 80 тн), недостатком считается необходимость наличия дополнительного места на палубе для хранения второго комплекта секций морского стояка и неработающего блока ППВО, а также дополнительного времени на перемонтаж блоков.

Система управления ППВО находится на поверхности и связана с блоком превенторов двумя абсолютно независимыми линиями управления, представляющими собой пучок гидравлических шлангов высокого давления в единой несущей оплётке (шлангокабеле). Получается, что длина линий гидроуправления значительно больше, чем при наземном расположении ПВО (на величину глубины моря). В связи с этим увеличивается время срабатывания функций ПВО. Для ускорения срабатывания функций баллоны гидроаккумуляторов размещают непосредственно на подводном блоке ПВО. Ещё большее время уходит на сброс давления из полостей управления превенторов, если этот сброс производить в гидравлическую ёмкость, расположенную на борту установки. Поэтому сброс давления при подводном расположении ПВО происходит непосредственно в море. При этом используется экологически чистая гидравлическая жидкость, получаемая из воды и этиленгликоля с добавлением нескольких процентов кремнийорганических полимерных смазок (КГЖ). Отсюда и повышенное требование к контролю уровня гидравли-ческой жидкости в ёмкости, а также требование иметь на борту установки регламентированный неснижаемый запас этиленгликоля и КГЖ.

Для критических ситуаций предусматривается третья автономная акустическая система управления ППВО. Стандартные акустические системы рассчитаны на работу при глубине моря до 1070 метров с передачей сигнала на расстояние до одной морской мили (1852 метра).

Примером подводного комплекса ПВО можно привести блок превенторов “Cameron” 16 ^3/4″ ´ 70 МПа (425,5 мм ´ 700 бар). Он устанавливается на колонную головку двадцатидюймового кондуктора с помощью цангового соединителя и используется до окончания строительства скважины без замены.

Блок состоит из двух частей: верхней части, которая может отстыковываться, и нижней, оставляемой на дне при прерывании буровых работ из-за большого волнения моря.

Перед установкой блока на устье его подвергают гидравлическим испытаниям на паспортное рабочее давление на специальном опрессовочном стенде.

Весь блок весом» 156 тн спускается на колонную головку КГ- 508 на сборных секциях райзера, к которым прикреплены секции линий глушения и дроcселирования, т.е. во время спуска производится монтаж линий отводов, при этом проводится опрессовка их соединений. Одновременно ведётся размотка и крепление двух параллельных шлангокабельных линий системы управления ППВО. Уровень технико-технологических решений процесса стыковки блока ППВО с устьевой головкой сравним с уровнем операций стыковки космических аппаратов.

После стыковки блока ППВО с устьевой головкой на бурильных трубах спускается чашечный пакер, и проводится гидравлическое испытание соединения ППВО с колонной головкой на давление, указанное в рабочем проекте на строительство скважины.

Блок подводного противовыбросового оборудования фирмы “Камерон”, применяемый при бурении скважин с буровых судов, показан на рис. 7.7. Высота всего блока 13,39м; общая масса 156 тн. Блок ППВО состоит из двух частей: нижнего соединительного узла райзера (НСУ) и блока плашечных превенторов. НСУ с блоком плашечных превенторов соединяется при помощи цангового соединителя.

НСУ показан на рис. 7.8, служит для оперативного отсоединения или соединения райзера с блоком плашечных превенторов. НСУ состоит из трёх основных узлов: цангового соединителя 4, двух спаренных универсальных превенторов 6 и универсального шарового шарнира 8.

Двойной универсальный превентор соединяется с цанговым соединителем хомутовым соединением 5, а универсальный шаровой шарнир крепится к корпусу универсальных превенторов фланцевым соединением при помощи шпилек.

Универсальный превентор предназначен для герметизации устья скважины при наличии в скважине бурильных труб (на любой части тела трубы), а также и при их отсутствии. При герметизации устья скважины без бурильных труб пакер универсального превентора быстро выходит из строя.

Через пакер универсального превентора можно пропускать бурильный инструмент при наличии давления в скважине. Пропуск бурильного инструмента производится при сниженном давлении на пакер. Уплотнитель или пакер представляет собой массивное резиновое кольцо, армированное металлическими вставками.

Рис. 7.7. Блок ППВО “Cameron” 16 ^3/4″ х 70 МПа в сборе

Рис. 7.8. Нижний соединительный узел райзера (НСУ)

Резина в превенторах применяется двух типов: натуральная и синтетическая. Если резина в превенторах установлена синтетическая, то металлический корпус превентора окрашивается в синий цвет, а если резина натуральная – в красный.

Синтетическая резина применяется при бурении с раствором на нефтяной основе, а

натуральная – на водной.

Проходной диаметр универсальных превенторов - 425 мм

Рабочее давление - 350 кгс/см²

Рабочее давление системы управления - 105 кгс/см²

Цанговый соединитель НСУ райзера служит для соединения НСУ с вертлюгом блока плашечных превенторов. Цанговый соединитель состоит из 24 фигурных зажимных сег-ментов (цанг), которые обжимают “соединительные головки” цангового соединителя и вертлюга блока плашечных превенторов. С наружной стороны цанги обжимают приводное кольцо. Привод осуществляется гидравликой 9-ти гидроцилиндров с рабочим давлением 100 кгс/см². Герметичность соединения достигается при помощи уплотнительного кольца “АХ”. Это соединение обладает также важной особенностью – оно позволяет в случае отказа гидросистемы производить аварийное отсоединение под углом 30^о и больше.

Проходной диаметр цангового соединителя - 425 мм

Рабочее давление - 70 МПа

После стыковки (соединения) НСУ с блоком превенторов проводятся гидравлические испытания – проверка герметичности соединительного узла: открывается режущий пре-вентор, бурильные трубы соединяются с трубами, подвешенными на нижнем плашечном превенторе. Закрывается универсальный превентор, и через ЛД проводится опрессовка универсального превентора на рабочее давление 35 МПа.

На раме НСУ смонтирован АПИ - аварийный подъёмный инструмент (рис.7.9.). Этот инструмент предназначен для подъёма НСУ в аварийной ситуации. АПИ состоит из двух приёмных муфт, стальных канатов и гидравлической системы.

Рис. 7.9. Аварийный инструмент для подъёма НСУ

Для подъёма НСУ райзера в аварийных ситуациях на бурильные трубы наворачивается специальный инструмент, спускается к НСУ, соединяется с АПИ через приёмную муфту и в бурильные трубы создаётся давление 100 кгс/см². Происходит размыкание цангового соединителя, НСУ при помощи тросов на бурильных трубах поднимается на поверхность.

Рис. 7.10. Блок плашечных превенторов 16 ^3/4″ х 70 МПа