Где:

- производительность цементировочного агрегата на четвертой скорости при закачке цементного раствора, м³/с.

9). Определим продолжительность цементирования.

Т_цем. = Т_затв. + Т_{промыв.} + Т_{прокач.} = 90 + 10 + 45 = 120 мин.

Где: Т_цем. - время цементирования.

Т_затв. = 90 - время на затворения цемента, мин.

Т_{промыв.} = 10 - время на промывку линий и спуск пробки, мин.

Т_{прокач.} = 45 - время на прокачку 31,96 м³ продавочной жидкости, мин.

Для процесса цементирования необходимо приготовить:

ЦА-320 - 6 шт.

БМ-700 - 1 шт.

СКЦ-2М - 1шт.

ОЕ - 1 шт.

2СМН-20 - 3шт.

7.3 Расчет цементирования колонны диаметром 168 мм

Производим расчет цементирования 168-мм обсадной колонны, с муфтой ступенчатого цементирования на глубине 1600 м, при следующих условиях:

Диаметр долота D_дол=215,9 мм

Наружный диаметр обсадных труб d₁=168 мм

Толщина стенок 168 мм обсадной колонны:

От 0 до 1000 м - 8,9 мм

От 1000 до 1400 м - 10,6 мм

От 1400 до 1700 м - 12,1 мм

От 1700 до 1900 м - 10,6 мм

От 1900 до 2000 м - 10,6 мм

От 2000 до 2345 м - 12,1 мм

Внутренний диаметр обсадных труб:

От 0 до 1000 м - d₂ = 168 - (2*8,9) = 150,2мм

От 1000 до 1400 м - d₂ = 168 - (2*10,6) = 146,8 мм

От 1400 до 1700 м - d₂ = 168 - (2*12,1) = 143,8 мм

От 1700 до 1900 м - d₂ = 168 - (2*10,6) = 146,8 мм

От 1900 до 2000 м - d₂ = 168 - (2*10,6) = 146,8 мм

От 2000 до 2345 м - d₂ = 168 - (2*12,1) = 143,8 мм

7.3.1Произведем расчет цементирования первой ступени

Высота подъема цементного раствора H_ц = от 1600 до 2345 м

Плотность глинистого раствора p_р=1600 кг/м³

Плотность цементного раствора p_ц=1950 кг/м³

Кольцо “стоп” установлено на высоте h=20 м

1. Определим диаметр скважины под колонну:

Где:

коэффициент ковернозности.

2. Определим объем цементного раствора, подлежащего закачке в скважину.

2.1. пределим объем цементного раствора за обсадной колонной диаметром 168 мм на глубине от 1600 м до 2345 м:

=

Где:

- высота подъема цементного раствора за обсадной колонной от 1600 до 2345 м.

2.2 Определим объем цементного раствора в обсадной колонне диаметром 168 мм до стоп кольца:

на глубине 2345 м установлена колонна с толщиной стенки 12,1 мм

=

Общий объем цементного раствора подлежащий закачке в скважину:

3.Определим количество сухого цемента для приготовления цементного раствора:

Где:

- водоцементное отношение;

4. Определим количество сухого цемента, которое необходимо заготовить с учетом потерь при затворении цементного раствора:

Где:

=1.01 - коэффициент, учитывающий наземные потери при затворении цементного раствора, при использовании машин.

5.Определим необходимое количество воды для приготовления цементного раствора 50 ⁰/₀ консистенции:

6.Определим необходимое количество продавочного раствора:

Где:

- коэффициент, учитывающий сжатие цементного раствора;

- глубина скважины;

- средний внутренний диаметр колонны;

7.Определим максимальное давление перед посадкой верхней пробки на упорное кольцо:

где:

- давление, необходимое для преодоления сопротивления, обусловленного разностями плотностей жидкости в трубах и затрубном пространстве.

Величину обычно находят по эмпирическим формулам. Наиболее распространенной является формула Шищенко - Бакланова.

Для скважин глубиной более 1500 м :



- давление, необходимое для преодоления гидравлических сопротивлений;

- глубина скважины.

8. Определим число цементировочных агрегатов.

Принимаем число цементировочных агрегатов

Где:

- производительность цементировочного агрегата на четвертой скорости при закачке цементного раствора, м³/с.

9. Определим продолжительность цементирования.

Т_цем. = Т_затв. + Т_{промыв.} + Т_{прокач.} + Т_смыв. = 65 + 10 + 30 + 45 = 150 мин.

Где: Т_цем. - время цементирования.

Т_затв. = 65 - время на затворения цемента, мин.

Т_{промыв.} = 10 - время на промывку линий и спуск пробки, мин.

Т_{прокач.} = 30 - время на прокачку 40,3 м³ продавочной жидкости, мин.

Т_смыв. = 45 - время смыва цементного раствора

Для процесса цементирования необходимо приготовить:

ЦА-320 - 6 шт.

БМ-700 - 1 шт.

СКЦ-2М - 1шт.

ОЕ - 1 шт.

2СМН-20 - 2шт.

7.3.2 Произведем расчет цементирования второй ступени

Высота подъема цементного раствора H_ц = от устья до 1600 м

Плотность глинистого раствора p_р=1310 кг/м³

Плотность цементного раствора p_ц=1950 кг/м³

1.Определим диаметр скважины под колонну:

Где:

коэффициент ковернозности.

2. Определим объем цементного раствора, подлежащего закачке в скважину.

2.1. Определим объем цементного раствора между колоннами диаметром 245 мм и диаметром 168 мм на глубине от устья до 800 м:

=

Где:

- высота подъема цементного раствора за обсадной колонной от устья до 800 м.

2.2.Определим объем цементного раствора за колонной диаметром 168 мм от 800 до 1600 м:

=

Общий объем цементного раствора подлежащий закачке в скважину:

3. Определим количество сухого цемента для приготовления цементного раствора:

Где:

- водоцементное отношение;

4. Определим количество сухого цемента, которое необходимо заготовить с учетом потерь при затворении цементного раствора:

Где:

=1.01 - коэффициент, учитывающий наземные потери при затворении цементного раствора, при использовании машин.

5. Определим необходимое количество воды для приготовления цементного раствора 50 ⁰/₀ консистенции:

6.Определим необходимое количество продавочного раствора:

Где:

- коэффициент, учитывающий сжатие цементного раствора;

- глубина скважины;

- средний внутренний диаметр колонны;

7. Определим максимальное давление перед посадкой верхней пробки на упорное кольцо:

где:

- давление, необходимое для преодоления сопротивления, обусловленного разностями плотностей жидкости в трубах и затрубном пространстве.

Величину обычно находят по эмпирическим формулам. Наиболее распространенной является формула Шищенко - Бакланова.

Для скважин глубиной более 1500 м :

- давление, необходимое для преодоления гидравлических сопротивлений;

- глубина скважины.

8.Определим число цементировочных агрегатов.

Принимаем число цементировочных агрегатов

Где:

- производительность цементировочного агрегата на четвертой скорости при закачке цементного раствора, м³/с.

9. Определим продолжительность цементирования.

Т_цем. = Т_затв. + Т_{промыв.} + Т_{прокач.} + Т_смыв. = 65 + 10 + 35 + 45 = 150 мин.

Где: Т_цем. - время цементирования.

Т_затв. = 65 - время на затворения цемента, мин.

Т_{промыв.} = 10 - время на промывку линий и спуск пробки, мин.

Т_{прокач.} = 35 - время на прокачку 27,93 м³ продавочной жидкости, мин.

Т_смыв. = 45 - время смыва цементного раствора

Для процесса цементирования необходимо приготовить:

ЦА-320 - 7 шт.

БМ-700 - 1 шт.

СКЦ-2М - 1шт.

ОЕ-1 шт.

2СМН-20 -3 шт.

8. Одноступенчатое цементирование

Это наиболее распространенный способ.

Цементирование по этому способу осуществляют в тех случаях, когда скважина не имеет осложнений, перекрываемые пласты не поглощают раствора, высота перекрытия ствола скважины цементным раствором позволяет цементировать при однократной подаче цементного раствора.

После спуска в скважину обсадной колонны на верхней муфте укрепляют промывочную головку, обвязывают ее с насосами буровой установки и приступают к промывке скважины. Если промывку скважины предполагается проводить не более 30 мин, то допускается установка цементировочной головки в место промывочной. В противном случае при длительной промывке могут быть разъедены краны и цементировочная головка выйдет из строя.

Во время промывки скважины (а иногда и до этого) бригада по цементированию проводит подготовку к цементировочным работам: загружает цементосмесительные машины, обвязывает цементировочные агрегаты, заготовляет продавочную жидкость и воду для затворения цемента и т.д.

По окончании промывки скважины промывочную головку заменяют цементировочной, боковые отводы которой с помощью трубопроводов соединяют с цементировочными насосами, и внутрь колонны через нижний боковой отвод 12 при закрытых кранах 13 и 14 закачивают порцию буферной жидкости. Затем закрывают кран 15, открывают кран 14, вывинчивают стопор в цементировочной головке, удерживающий от падения вниз нижнюю разделительную пробку, и цементировочными насосами через боковые отводы 2 закачивают нужный объем тампонажного раствора 3. тампонажный раствор проталкивает разделительную пробку вниз по колонне. После закачки тампонажного раствора временно закрывают краны 14, вывинчивают стопор, удерживающий в цементировочной головке верхнюю разделительную пробку, открывают кран 13 и через верхний боковой отвод 11 закачивают порцию продавочной жидкости. Когда верхняя разделительная пробка войдет в колонну, вновь открывают краны 14 и продавочную жидкость закачивают также через боковые отводы 2.

Тампонажный раствор закачивают в объеме, необходимом для заполнения заданного интервала кольцевого пространства скважины и участка обсадной колонны ниже обратного клапана, а продавочную жидкость - в объеме, необходимом для заполнения внутренней полости колонны выше обратного клапана.

Нижняя пробка 4, дойдя до обратного клапана 9, останавливается. Так как закачку жидкости в колонну продолжают, мембрана в нижней пробке под влиянием избыточного давления в колонне над ней разрушается, и тампонажный раствор через открывшийся проходной канал в пробке и далее через отверстия в башмачном патрубке и в направляющей пробке устремляется в кольцевое пространство скважины.

Плотность тампонажного раствора почти всегда больше плотности продавочной жидкости. Поэтому по мере заполнения колонны тампонажным раствором разность давлений столбов жидкостей в ней и в заколонном пространстве возрастает, а давление в цементировочной головке и в цементировочных насосах уменьшается, иногда даже ниже атмосферного.

Для предотвращения возникновения вакуума в цементировочной головке целесообразно кольцевое пространство герметизировать превентором и поддерживать в нем у устья достаточное противодавление. С того момента, как тампонажный раствор начнет выходить из колонны в кольцевое пространство, давление в насосах и цементировочной головке станет возрастать и постепенно противодавление можно снять.

Как только верхняя пробка сядет на нижнюю и остановится. Давление в колонне начнет резко возрастать. Это служит сигналом для прекращения закачки продавочной жидкости; все краны на цементировочной головке закрывают, а скважину оставляют в покое для затвердения тампонажного раствора.

9. Двухступенчатое цементирование

На практике ступенчатое цементирование (двух- или трехступенчатое) применяется в следующих случаях:

1).Тампонажный раствор не может быть поднят на требуемую высоту в одну ступень (по геологическим, техническим или другим причинам);

2).В зоне подъема тампонажного раствора имеются пласты с резко различающимися температурами, оказывающие заметное влияние на сроки схватывания раствора;

3).Отсутствует тампонажный раствор, сроки схватывания которого обеспечивали безаварийное проведение цементирования во времени;

4).На буровую нельзя одновременно вызвать расчетное количества цементировочного оборудования (агрегаты, цементосмесительные машины;

5)Отсутствует необходимое количество тампонажного материала;

6).Процесс цементирования второй ступени колонны необходимо провести с разрывом во времени.

Процесс двухступенчатого цементирования проводится в две стадии с использованием специальной муфты. Муфту следует размещать обязательно против устойчивых непроницаемых пород в интервале с наминальным диаметром скважины. На каждой из трех-четврех труб выше и ниже муфты необходимо установить центраторы. В начале цементируется нижняя часть колонны, а затем верхняя.

Двухступенчатое цементирования осуществляется в следующем порядке. Сначала цементируют нижнюю часть скважины. Для этого после закачки порции буферной жидкости в колонну спускают специальную эластичную нижнюю пробку 4, поверх которой закачивают первую порцию тампонажного раствора 3. Объем этой порции равен объему кольцевого пространства на участке от башмака колонны до цементировочной муфты плюс объем участка колонны ниже обратного клапана. Затем освобождают вторую специальную эластичную пробку 10 и поверх нее закачивают порцию продавочной жидкости 11 в объеме, равном внутреннему объему колонны выше обратного клапана. Конструкция эластичных пробок позволяет им пройти через сужения в цементировочной муфте и не сдвинуть втулки в ней. В конце закачки порции продавочной жидкости в колонну сбрасывают пластмассовый шар такого диаметра, чтобы он, пройдя через верхнюю втулку 3, сел на седло нижней втулки 7. как только верхняя эластичная пробка сядет на нижнюю, давление на устье скачком возрастет и закачку жидкости временно прекращают.

Шар 12 под действием силы тяжести опускается по колонне и садится на нижнюю втулку 7 цементировочной муфты. После этого вновь возобновляют закачку продавочной жидкости. Под действием возникающего над шаром избыточного давления нижняя втулка 7 срезает штифты, которыми она закреплена в корпусе муфты, сдвигается вниз до упора в ограничитель 9 и открывает отверстия 8 в корпусе. Через эти отверстия скважину промывают, пока не затвердеет тампонажный раствор в нижнем участке. Затем в колонну закачивают вторую порцию тампонажного раствора 14, освобождают верхнюю разделительную пробку 13 и поверх нее закачивают вторую порцию продавочной жидкости 15. Объем второй порции тампонажного раствора равен объему подлежащего цементированию участка кольцевого пространства, расположенного выше муфты, а объем второй порции продавочной жидкости - внутреннему объему участка колонны выше муфты.

Проталкиваемая продавочной жидкостью пробка 13 опускается вниз по колонне. В момент, когда она достигает верхней втулки 6 цементировочной муфты и остановится, давление в колонне возрастает, втулка 6 срезает штифты, которые удерживают ее в корпусе муфты, опускается до упора в торец нижней втулки 7 и закрывает отверстия 8 в корпусе. Поскольку после этого жидкость не сможет вытекать в кольцевое пространсто, давление в колонне начнет резко возрастать; это служит сигналом прекращения процесса цементирования.

Герметичность перекрытия отверстий проверяют открытием крана на цементировочной головке. Отсутствие обратного движения жидкости через кран свидетельствует о том, что отверстия муфты закрыты герметично. При этом цементного стакана в колонне (в интервале муфты) не остается.

После затвердения второй порции тампонажного раствора пробки, шар, втулки 6 и 7, а также излишний цементный камень в колонне и обратный клапан разбуривают.

При применении заливочной муфты низ колонны оборудуют, как правило, двумя обратными клапанами, которые препятствуют поступлению цементного раствора обратно при промывке колонны через заливочные отверстия в муфте. Ниже и выше муфты на расстоянии 2-3 м устанавливают по одному пружинному фонарю для ее центровки в скважине. Упорное кольцо в башмаке колонны не устанавливают.

Если причиной ступенчатого цементирования является опасность поглощения тампонажного раствора, муфту размещают на такой глубине, чтобы сумма статического давления столбов жидкости и гидродинамического давления в кольцевом пространстве была меньше давления поглощения.

Если изолируют два продуктивных горизонта, то муфту устанавливают ниже верхнего горизонта на 10-30 м.

Если же причиной является опасность газопроявлений, муфту размещают на 200 - 250 м выше кровли газоносного горизонта.

Сократить разрыв во времени между цементированием нижней и цементированием верхней частей скважины можно, если непосредственно под муфтой установить на колонне наружный пакер и сразу же по окончании цементирования нижней части запокировать им кольцевое пространство.

Во всех случаях двухступенчатого цементирования муфту рекомендуется устанавливать против пачек глин или других низкопроницаемых пород.

10. Опрессовка обсадных колонн

Испытание обсадных колонн на герметичность и время окончания процесса цементирования производится в соответствии с требованиями инструкции по испытанию обсадных колонн на герметичность.

При опрессовке кондукторов и промежуточных колонн буровой раствор в верхней части колонны на глубине 20 - 25 м заменяется водой, а эксплуатационные колоны, если опрессовываются не во время цементирования, испытываются давлением после затворения водой на всю глубину.

Допускается опрессовка промежуточных и эксплуатационных колонн цементируемых одноступенчатым способом во время цементирования. При этом давление должно выдерживаться в течение не менее 30 мин.

Давление опрессовки на 10 % должно превышать максимально возможное внутреннее рабочее давление колонны. Минимальное давление опрессовки эксплуатационных колон - 21 Мпа.

При восстановлении ликвидированных скважин методом бурения второго ствола давление опрессовки обсадных колонн перед забуриванием, а также эксплуатационных колонн, образованных из части прежней (существующей) колонны и вновь спускаемого хвоставика, должно превышать максимально возможное внутреннее рабочее давление на 10 %, но не менее минимального допустимого.

Колонна считается выдержавшей испытание, если в течении 30 минут давление опрессовки понизилось не более 0,5 Мпа. Наблюдение за изменением давления начинается через пять минут после создания давления опрессовки.

Испытание эксплуатационных колонн снижением в ней уровня производится после испытания внутреннего давления.

Для условий белорусских месторождений величина снижения уровня:

-Глубина положения искусственного забоя 1500 - 2000 м при снижении уровня не менее 1000 м;

-Глубина положения искусственного забоя 2000 - 3000 м при снижении уровня не менее 1800 м;

-Глубина положения искусственного забоя более 3000 м при снижении уровня не менее 2000 м.

Примечание:

Если плотность бурового раствора при бурении под эксплуатационную колонну больше 1,4 г/см³, то вместо понижения уровня необходимо заменить продавочную жидкость на пресную воду и наблюдать за уровнем в скважине. Колонна считается герметичной в случае, если в течении одного часа наблюдения после прогрева воды до температуры пород перелива жидкости или выделение газа из скважины не будет.

При испытании способом снижения уровня колонна считается герметичной в случае, если уровень за 8 часов наблюдения повысится не более чем на 2 метра. Замеры уровня должны производиться через 3, 5, 7 и 8 часов стояния.

В случае, если уровень жидкости в колонне за 8 часов поднимается более чем на 2 м, производится повторный замер в течении 8 часов. Если при повторном замере уровень поднимается также больше нормы, колонна считается не герметичной.

При совместном вскрытии надсолевого и верхнего солевого комплексов и если противовыбросовое оборудование не устанавливается, то кондуктор и цементное кольцо за ним испытывается двумя методами. Давление опрессовки равно 1 Мпа, глубина снижения уровня должна быть в пределах 50 % от глубины спуска колонны.

Требуется опрессовка цементного кольца у кондукторов или промежуточных колонн, на которых устанавливается противовыбросовое оборудование. Опрессовка производится после выхода 1 - 3 м из под башмака, при спущенной в скважину колонне бурильных труб с закачкой на забой порции воды с подъемом ее в башмак на 10 - 20 м.

Давление опрессовки определяется по формуле:

где:

- ожидаемое максимальное давление при газонефтепроявлениях на глубине L (в м), кг/см²;

-плотность жидкости, г/см³.

Давление опрессовки не должно превышать контрольных значений по гидроразрыву пласта, определяемого из выражения:

где:

P_гр- давление гидроразрыва на глубине L;

-плотность жидкости, г/см³.

11. Цементосмесительная машина 2СМН - 20

В настоящее время для транспортирования тампонажных материалов к буровым скважинам и для механизированного приготовления растворов применяются цементосмесительные машины и агрегаты. До создания этих машин цемент затворяли с помощью гидромешалок, к которые его засыпали вручную из мешков.

Создание этих машин позволило механизировать и облегчить труд обслуживающего персонала, снизить потери сухого материала, повысить качество и стабильность свойств растворов, т. е. повысить качество цементирования скважин. Эти машины могут быть использованы также и для приготовления промывочных жидкостей и сухих смесей.

Машины монтируются на автомобилях или прицепах и имеют в качестве основных узлов бункер, погрузочно-разгрузочное устройство и устройство для приготовления растворов.

Имеются два типа смесительных машин: с механической и пневматической разгрузкой бункера. Наибольшее распространения получили цементосмесительные машины с механической разгрузкой 2СМН - 20.

Оборудование цементосмесительной машины 2СМН - 20 смонтировано на шасси автомобиля КрАЗ - 257.

Машина 2СМН - 20 состоит из:

-Бункера;

-Двух разгрузочных шнеков;

-Приемной камеры;

-Смесительного устройства;

-Раздаточной коробки;

-Погрузочного шнека;

И других более мелких устройств и механизмов.

Она рассчитана на перевозку до 9 т сухого цемента. По прибытию на место и после установки на откидные домкраты машину догружают до полной грузоподъемности при помощи съемного вертикального погрузочного шнека.

Количество подаваемого цемента регулируется изменением частоты вращения горизонтальных шнеков - дозаторов.

Догрузка на месте проведения работ осуществляется специальным загрузочным шнеком производительностью от 12 до 15 т/ч или автоцементовозами с пневматической разгрузкой производительностью 1 т/мин.

11.1 Устройство 2СМН - 20

Бункер цементосмесительной машины предназначен для загрузки цемента или других порошкообразных материалов. Он представляет собой емкость, изготовленную из стальных листов и приваренную к несущей раме из швеллера. Его боковые стенки наклонены под углом 53⁰ - 54⁰ и переходят в полуэллептическую кровлю с двумя погрузочными люками. Люки перекрываются съемными решетками и плотно закрываются крышками. На бункере имеются настилы с откидными перилами для удобства обслуживания машины в период загрузки цемента. Лестница для подъема на кровлю бункера расположена с левой стороны машины на задней торцовой стенке.

С заднего торца рама бункера удлинена и образует открытый ящик с откидной дверцей. В этом ящике размещена приемная воронка. На передней торцовой стенке бункера размещены приводные механизмы.

Для разгрузки шасси автомашины при максимальном заполнении бункера имеется четыре откидных домкрата механического типа, приваренные к несущей раме.

На случай выхода из строя механизмов привода или двигателя автомашины в бункере (справа в передней части и слева в задней части) предусмотрены два аварийных люка для выгрузки порошкообразного материала. Днище бункера выполнено в виде двух параллельных корыт. Два шнековых транспортера располагаются каждый в своем корыте и имеют подшипниковые опоры. Передние опоры шнеков смонтированы на фланцах, закрепленных болтами на передней торцевой стенке бункера. Задние концы опоры шнеков размещены на торцах кожуха приемной воронки, соединенной на фланцах с бункером. Конические роликоподшипники задней опоры воспринимают радиальные и осевые усилия, передаваемые шнеками.

Диаметр шнека 245 мм, шаг 150 мм. Разгрузочные концы шнеков выходят за пределы бункера в приемную воронку, в которой оба потока цемента соединяются и направляются к смесительному устройству. Витки погрузочных транспортеров не доходят до конца подшипников и перед цапфой снабжены отбойными дисками.

Приемная воронка предназначена для приема цемента, подаваемого двумя шнековыми транспортерами, и для направления его в смесительное устройство.

Она состоит из корпуса и двух задних опор подшипников разгрузочных шнеков. Кроме того, имеет специальное устройство для присоединения смесителя, а также снабжена шиберной заслонкой, перекрывающей выходное отверстия бункера. Заслонка имеет приводной вал с двумя квадратами на концах для установки съемной ручки. В воронке имеется смотровой люк.

В смесительном устройстве вакуумно - гидравлического типа разряжение создается струей жидкости, благодаря чему подаваемый шнеками порошкообразный материал всасывается в смеситель и затем интенсивно перемешивается в турбулентном потоке жидкости в напорной трубе.

Некоторые смесительные устройства снабжены обводной трубкой с краном для регулирования плотности путем добавлении необходимого количества воды непосредственно в напорную трубу. Качество перемешивания раствора улучшается с увеличением производительности.

Приводы шнековых транспортеров и погрузочного шнека осуществляется от двигателя автомашины через коробку перемены передач, раздаточную коробку и специальную коробку отбора и распределения мощности, установленную за кабиной водителя над раздаточной коробкой автомашины между лонжеронами. Раздаточная коробка имеет два вспомогательных и три выходных вала: два боковых для привода разгрузочных (основных) шнеков и один для приводя погрузочного (вспомогательного) шнека. Эта коробка позволяет отбирать мощность от двигателя автомашины и распределять ее. Мощность может быть передана разгрузочным шнекам или вспомогательным механизмам.

Рычажное управление коробкой отбора мощности выведено в кабину водителя оно расположено в общем кронштейне между двумя дополнительными рычагами. Рычаг может находиться в трех положениях: нейтральном, при котором привод всех механизмов включен; “от себя”, когда включены основные механизмы (разгрузочные шнеки); “к себе”, когда выключены приводные механизмы загрузочного шнека. За кабиной водителя имеется люк для смазки и осмотра коробки отбора мощности и привода шнеков.

Погрузочный шнек применяется в основном для догрузки 2СМН - 20 тампонажным материалом на месте проведения работ. Производительность погрузочного шнека 12 - 15 т/ч. Погрузочный шнек, привод к которому осуществляется через систему шестеренчатых и цепных передач, состоит из двух частей. Верхняя часть вмонтирована в бункер с левой стороны машины, а нижняя, соединенная с ней шарниром, при транспортировании поднимается и закрепляется в горизонтальном положении.

Привод всех основных и вспомогательных механизмов осуществляется от двигателя автомашины через коробку отбора мощности и передаточные механизмы.

11.2 Техническая характеристика машины 2СМН- 20

Транспортная грузоподъемность, т 8 - 9

Вместимость бункера, м³ 14,5

Производительность при приготовлении

цементного раствора, л/с 20

Плотность приготовляемого раствора, г/см³:

Цементного 1,7 - 2,1

Цементно - песчаного 1,9 - 2,3

Цементно - бентонитового 1,4 - 1,6

Глинистого 1,02 - 1,4

Утяжеленного глинистого 1,35 - 2,3

Давление жидкости в линии к смесителю, Мпа (кгс/см²) 0,8 - 1,5

Смесительное устройство вакуумно-

гидравлическое

Максимальная потребляемая мощность, кВт 29,4

Подача загрузочного шнека, т/ч 12 - 15

Масса, кг 13500

Габаритные размеры, мм:

Длина 9580

Высота с грузом 3510

Высота без груза 3550

Ширина в транспортном положении 2700

Ширина в рабочем положении 4000

МОНЖЕТНАЯ БАЗА

Трехосный грузовой автомобиль КрАЗ - 257

Грузоподъемность, кг 10000 - 12000

Двигатель четырехтактный

восьмицилиндровый

дизель

Наибольшая мощность двигателя (n=2100 об/мин), л. с. 240

Топливо дизельное

Коробка передач пятискоростная

Передаточные отношения i₁ = 6,17

i₂ = 1

i₃ = 1,79

i₄ = 1

i₅ = 0,78

СИСТЕМА ЗАГРУЗКИ

Привод шнеков:

Разгрузочного от двигателя автомобиля

через коробку отбора

мощности (i=9,05)

Загрузочного от двигателя автомобиля

через коробку отбора

мощности, цепную

передачу и конический

редуктор (i=4,54)

Смесительное устройство струйного типа

12. Расчет экономического эффекта

Расчет экономического эффекта от производства и использования новых или усовершенствованных предметов труда (материалы, долота, вещества, сырье и т. д.), а также средств труда со сроком службы не менее одного года, производится по формуле:

Где:

З₁ и З₂ - приведенные затраты единицы соответственно базового и нового предметов труда руб.;

У₁ и У₂ - удельные расходы соответственно базового и нового предметов труда в расчете на единицу продукции (работы), выпускаемой потребителем, в натуральных единицах;

И^/₁ и И^/₂ - затраты на единицу продукции (работы), выпускаемой потребителем соответственно при использовании базового и нового предметов труда без учета их стоимости, руб.;

К^/₁ и К^/₂ - сопутствующие капитальные вложения потребителя при использовании им соответственно базового и нового предметов труда в расчете на единицу продукции (работы) производимой с применением нового предмета труда, руб.;

А₂ - годовой объем производства нового предмета труда в расчетном году, в натуральных единицах;

Е_н - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений.

Для обеспечения адекватного в масштабе всего общественного производства подхода к оценке экономической эффективности новой технологии, и исходя из этого, что организация ее производства трубует дополнительных ресурсов, в расчетах экономической эффективности используется единый нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений (Е_н ), равный 0,15.

Произведем расчет экономической эффективности применения цементо-бентонитовой смеси вместо Здолбуновского ПТЦ-50-Д₁₀ для цементирования обсадной колонны диаметром 245 мм скважины №228 Речицкого месторождения нефти.

В ходе расчета будем рассчитывать базовую цементную смесь - ПТЦ-50-Д₁₀ и новую цементную смесь - цементо- бентонитовую.

1.Цель бурения.

Цель бурения скважины № 228 Речицкая - Эксплуатация

2.Способ бурения.

Способ бурения скважины роторный.

3.Вид привода.

Вид используемого при бурении привода дизельный.

4.Глубина скважины.

Глубина скважины до забоя составила 2345 м

5.Интервал применения новой цементной смеси.

Новая цементная смесь применялась в интервале от устья до 800 м

6.Высота подъема цемента в интервале.

Высота подъема цемента в интервале составила 800 м

7.Диаметр обсадной колонны.

Диаметр обсадной колонны производимой цементирование 245 мм

8.Диаметр скважины.

Диаметр скважины номинальный (под долото)составил 295,3 мм

Диаметр скважины от 160 м до 800 м с учетом коэффициента пористости (к = 1,33) составляет 340 мм

9.Объем цементного раствора (расчетный).

Объем цементного раствора (расчетный) применяемый при цементировании составляет 34 м³

10.Выход раствора из 1 т цемента.

10.1.Выход раствора из 1 т базового цемента (по данным Тампонажного управления) составляет 0,67 м³/т

10.2.Выход раствора из 1 т нового цемента (по данным Тампонажного управления) составляет 0,9 м³/т

11.Удельный расход цемента.

Удельный расход цемента рассчитаем по формуле (кг/м_{проходки}):

N = Р / L

Где:

Р - Расход цемента в интервале крепления (расчетный), кг;

L - Глубина скважины до забоя, м.

N = 51000 / 2345 = 21,8 кг/м_{проходки}

12.Расход цемента в интервале крепления (расчетный).

12.1.Расход цемента в интервале крепления (расчетный) при использовании базовой цементной смеси, кг:

Р_ц.1 = V_ц.р.р. : В_р

Где:

V_ц.р.р. - Объем цементного раствора (расчетный), м³;

В_р. - Выход раствора из 1 т цемента из базовой цементной смеси, м³/т;

Р_ц.1 = 34_. : 0,67 = 51000кг

12.2.Расход цемента в интервале крепления (расчетный) при использовании новой цементной смеси, кг:

Р_ц.2 = V_ц.р.р. : В_р

Где:

V_ц.р.р. - Объем цементного раствора (расчетный) м³;

В_р. - Выход раствора из 1 т цемента из новой цементной смеси м³/т;

Р_ц.2 = 34_. : 0,9 = 37800кг

13.Процентное соотношение.

13.1.Процентное соотношение базового цементного раствора:

Количественное содержание цемента в базовой цементной смеси - 100%

13.2.Процентное соотношение нового цементного раствора:

Количественное содержание цемента и бентонита в новой цементной смеси:

цемента - 67%

бентонита - 33%

14.Цена базовой цементной смеси.

Цена базовой цементной смеси (по данным Тампонажного управления) составляет 80594 руб/т

15.Цена новой цементной смеси.

Цена новой цементной смеси (по данным Тампонажного управления) составляет 74323 руб/т

16.Стоимость приготовления 1м³ раствора.

Стоимость приготовления 1м³ раствора (по данным растворного узла) составляет 28603 руб

17.Объем использования новой цементной смеси.

Объем использования новой цементной смеси составил 37,8 т

18.Расход цемента на 1м крепления.

18.1.Расход цемента на 1м крепления при использовании базовой цементной смеси:

Р_ц.1.1. = Р_{ц.(н.ц.с.)} : Н_ц.

Где:

Р_{ц.(б.ц.с.)} - Расход цемента в интервале крепления (расчетный) при использовании базовой цементной смеси кг;

Н_ц. - Высота подъема базовой цементной смеси м

Р_ц.1.1. = 51000 :800 = 63,75 кг/м

18.2.Расход цемента на 1м крепления при использовании новой цементной смеси:

Р_ц.2.2. = Р_{ц.(н.ц.с.)} : Н_{ц.(н.ц.с.)}

Где:

Р_{ц.(н.ц.с.)} - Расход цемента в интервале крепления (расчетный) при использовании новой цементной смеси кг;

Н_{ц.(н.ц.с.)} - Интервал применения новой цементной смеси м;

Р_ц.2.2. = 37800 : 800 = 4725 кг/м

19.Затраты на крепление колонны.

19.1.Затраты на крепление колонны при использовании базовой цементной смеси:

З_{к.к.(б.ц.с.)} = С_р. + С_ц.

Где:

З_{к.к.(б.ц.с.)} - Затраты на крепление колонны при использовании базовой смеси руб;

С_р. - Стоимость раствора (по данным растворного узла) руб;

С_ц. - Стоимость цемента руб;

Стоимость цемента:

С_ц. = V_ц.р.р. * С_б.ц.с.

Где:

V_ц.р.р. - Объем цементного раствора (расчетный) м³;

С_б.ц.с. - Стоимость 1 м³ базовой цементной смеси руб/м³

Стоимость 1 м³ базовой цементной смеси:

С_б.ц.с. = С_т. * В_р.

Где:

С_т. - Стоимость 1 т базовой цементной смеси, руб/т;

В_р. - Выход раствора из 1 т цемента из базовой цементной смеси м³/т;

С_б.ц.с. = 80594 : 0,67 = 120289,5 руб/м³

С_ц. = 34 * 120289,5 = 4089843 руб

З_{к.к.(б.ц.с.)} = 28603 + 4089843 = 4118446 руб

19.2.Затраты на крепление колонны при использовании новой цементной смеси:

З_{к.к.(б.ц.с.)} = С_р. + С_ц.

Где:

З_{к.к.(н.ц.с.)} - Затраты на крепление колонны при использовании новой смеси руб;

С_р. - Стоимость раствора (по данным растворного узла) руб;

С_ц. - Стоимость цемента руб;

Стоимость цемента:

С_ц. = V_ц.р.р. * С_н.ц.с.

Где:

V_ц.р.р. - Объем цементного раствора (расчетный) м³;

С_н.ц.с. - Стоимость 1 м³ новой цементной смеси руб/м³

Стоимость 1 м³ новой цементной смеси:

С_н.ц.с. = С_т. * В_р.

Где:

С_т. - Стоимость 1 т новой цементной смеси, руб/т;

В_р. - Выход раствора из 1 т цемента из новой цементной смеси м³/т;

С_б.ц.с. = 74323 : 0,9 = 82581,1 руб/м³

С_ц. = 34 * 82581,1 = 2807757,4 руб

З_{к.к.(б.ц.с.)} = 28603 + 2807757,4 = 2836360,4 руб

20.Затраты на 1 м крепления колонны.

20.1.Затраты на 1 м крепления колонны при использовании базовой цементной смеси (И₁):

З_{1.м.к.к.(б.ц.с.)} = З_{к.к.(б.ц.с.)} : Н_ц.

Где:

З_{к.к.(б.ц.с.)} - Затраты на крепление колонны при использовании базовой смеси руб;

Н_ц. - Высота подъема базовой цементной смеси м

З_{1.м.к.к.(б.ц.с.)} = 4118446 : 800 = 5148,1 руб

20.2.Затраты на 1 м крепления колонны при использовании новой цементной смеси(И₂):

З_{1.м.к.к.(нц.с.)} = З_{к.к.(нц.с.)} : Н_{ц.(н.ц.с.)}

Где:

З_{к.к.(б.ц.с.)} - Затраты на крепление колонны при использовании базовой смеси руб;

Н_{ц.(н.ц.с.)} - Интервал применения новой цементной смеси м

З_{1.м.к.к.(б.ц.с.)} = 2836360,4 : 800 = 3545,45 руб

21.Экономический эффект от применения ЦБС.

Если для использования новой технологии не требуется сопутствующие капитальные вложения и скорость бурения в результате ее применения практически не изменяется, расчет экономического эффекта ведется по разнице годовых эксплуатационных затрат потребителя по базовому и новому средствам или предметам труда на объем продукции (работы), производимой единицей нового средства или предмета труда, руб. Тогда формула (1) принимает вид:

Где:

Ц₁ - Цена базовой цементной смеси, руб;

Ц₂ - Цена новой цементной смеси, руб;

Р_ц.1. - Расход цемента в интервале крепления (расчетный) при использовании базовой цементной смеси, т;

Р_ц.2. - Расход цемента в интервале крепления (расчетный) при использовании новой цементной смеси, т;

З_{1.м.к.к.(б.ц.с.)} - Затраты на 1 м крепления колонны при использовании базовой цементной смеси, руб;

З_{1.м.к.к.(н.ц.с.)} - Затраты на 1 м крепления колонны при использовании новой цементной смеси, руб;

А₂ - Объем использования новой цементной смеси, т.

22. Снижение сметной стоимости за счет применения ЦБС

Снижение сметной стоимости за счет применения ЦБС рассчитаем по формуле (руб/м):

С_ст. = Э / L

Где:

Э - Экономический эффект от применения ЦБС, руб;

L - Глубина скважины до забоя, м.

С_ст. = 1309540,35 / 2345 = 558,44 руб

13. Экология, охрана труда и техника безопасности

13.1 Организация охраны труда на предприятии, в организации

13.1.1 Лица ответственные за состояние охраны труда

На основе государственной системы законодательных актов по охране труда, ее положений и с учетом особенностей той или отрасли народного хозяйства в каждой из них действует Единая отраслевая система управления охраной труда. Структура такой системы предусматривает единые требования к организации работ по охране труда в аппарате министерства, промышленных и производственных объединениях, на предприятиях и в организациях отрасли. Главные управления, управления и отделы министерства в пределах своих функций организуют внедрение новой техники и технологии, направленных на оздоровление условий труда, контролируют включение в проекты всех требований охраны труда и осуществляют руководство приемкой в эксплуатацию законченных строительством объектов, обеспечивают финансирование и контроль за расходованием средств, отпущенных на выполнение мероприятий по охране труда.

На предприятиях обязанность и персональная ответственность за создание безопасных и здоровых условий труда возлагаются на первого руководителя (начальника, директора), который подбирает управленческие кадры и распределяет их функции в области управления охраной труда.

Начальник (директор) является единоличным распорядителем людских, денежных и материальных ресурсов. Он не допускает ввод в эксплуатацию объектов, если на них не обеспечены безопасные и здоровые условия труда, контролирует выполнение комплексного плана улучшения условий охраны труда и санитарно-оздоровительных мероприятий.

Главный инженер совместно с главными специалистами (главным геологом, главным механиком, главным энергетиком) обеспечивает безопасные и здоровые условия труда при проведении технологических процессов и строгое соблюдение ГОСТов, правил, инструкций. Он организует внедрение последних достижений науки и техники, улучшает условия труда, разрабатывает СПТ ССБТ, организует кабинеты по охране труда, участвует в расследовании несчастных случаев и аварий, намечает мероприятия по предупреждению и устранению их причин.

Помощник главного инженера - служба охраны труда (заместитель главного инженера по технике безопасности, начальник отдела охраны труда) контролирует выполнение требований охраны труда. Эта служба организует обучение и пропаганду по охране труда, контролирует своевременность проведения всех видов обучения во всех подразделениях предприятия, оказывает методическую помощь по разработке и внедрению стандартов ССБТ, СТП ССБТ, инструкций по охране труда, участвует в расследовании аварий и несчастных случаев, ведет их учет и анализ, контролирует своевременность мероприятий по их предупреждению.

На предприятии в управлении охраной труда участвуют главный механик, энергетик, главный бухгалтер, начальник планово-финансового отдела, начальник отдела кадров и др.

Непосредственную ответственность за безопасность при проведении работ и использовании оборудования, инструментов, защитных средств и за поведение рабочих на местах несет мастер.

Он ежедневно проверяет состояние оборудование, механизмов, предохранительных и сигнализирующих устройств и при обнаружении неисправностей немедленно устраняет их.

Мастер непосредственный руководитель работ повышенной опасности. В случаях отклонения процессов от нормальных режимов он немедленно ставит в известность начальника цеха (участка) и принимает необходимые меры по восстановлению режима. При несчастных случаях мастер организует оказание первой до врачебной помощи, немедленный вызов медицинской помощи, газоспасательной службы и пожарной охраны.

13.1.2 Виды инструктажей по технике безопасности, их периодичность

Для административно-технических работников (должностных лиц) предусматривается вводный инструктаж при поступлении их на работу. Такой инструктаж необходим в целях ознакомления указанных работников с производственной обстановкой (назначением и условиями работы отдельных объектов, цехов, предприятий в целом), организацией работы по охране труда на данном предприятии, с обязанностями и ответственностью за состояние охраны труда, а также с руководящими материалами (правилами, нормами, приказами, постановлениями, директивными указаниями и т.п.) по вопросам охраны труда.

Периодически один раз в три года или чаще, если это предусмотрено специальными правилами, руководящие и административно-технические работники предприятий и организаций проходят проверку знаний по охране труда по профилю их служебных обязанностей. Вместе с тем эти же работники обязаны проходить и внеочередную проверку знаний в следующих случаях:

-при вводе в действие новых правил охраны труда или внесении в них дополнений или изменений;

-при внедрении новых видов оборудования и механизмов, вводе новых производств или технологических процессов в объеме новых требований для этих видов оборудования;

-при назначении впервые на работу в качестве лица технологического надзора или при переводе на другую должность, требующую дополнительных знаний по охране труда;

-в случаях неудовлетворительного состояния техники безопасности на объектах;

-по требованию вышестоящих организаций, органов государственного надзора, в случае обнаружения недостаточных знаний правил, норм, инструкций по охране труда.

В каждом конкретном случае объем и сроки внеочередной проверки устанавливаются по распоряжению руководителей предприятия или вышестоящей организации.

Обучение рабочих состоит из следующих этапов:

-вводного инструктажа (при поступлении на работу);

-целевого обучения по охране труда на специальных курсах или на предприятии;

-инструктажа на рабочем месте;

-проверки знаний и допуска к самостоятельной работе;

-повторного инструктажа;

-разового инструктажа при смене вахты (смены).

При вводном инструктаже поступающего на работу знакомят с правилами внутреннего трудового распорядка, специфическими особенностями данного производства, основными требованиями производственной санитарии, техники безопасности и противопожарной охраны на объекте.

Целевое обучение по охране труда обязаны пройти все рабочие в учебно-курсовом комбинате или индивидуальным методом у опытного квалифицированного рабочего.

После целевого обучения работника обязательно проводится инструктаж на рабочем месте с практическим показом безопасных приемов и методов труда.

После вводного инструктажа, целевого обучения и инструктажа на рабочем месте перед допуском работника к самостоятельной работе у него проверяет знания по охране труда комиссия.

Ежегодно рабочие и служащие проходят периодическую проверку знаний по охране труда.

Работники, занятые на работах с повышенной опасностью, перечень которых определяется руководителем предприятия, проходят повторный инструктаж один раз в 3 мес. Исключение составляют рабочие, которым в силу специфических особенностей выполняемых работ специальными правилами устанавливаются другие сроки. Все остальные рабочие, независимо от квалификации и стажа работы, повторный инструктаж должны проходить не реже одного раза в 6 мес.

Если на рабочем месте произошли незначительные технологические изменения, не требующие повторного инструктажа, то при смене вахты работающие проходят разовый инструктаж. Специальный инструктаж проводится также перед получением задания на выполнение особо опасных работ. Характеристика производства, выполняемых работ с точки зрения охраны труда.

Генподрядная буровая организация, субподрядная организация, выполняющая буровые работы по скважине, а также организация, обслуживающая технологические процессы по всему циклу буровых работ, обязаны выполнять требования по подготовке, принятию и реализации комплекса мероприятий (организационных, технических, правовых, санитарно-гигиенических, лечебно-профилактических, социально-экономических), направленных на сохранение здоровья и работоспособности персонала в процессе труда в соответствии с Системой управления охраны труда на предприятиях концерна «Белнефтепродукт», утвержденной концерном «Белнефтепродукт» 26.01.96 г., по согласованию с Государственной инспекцией труда, Проматомнадзором МЧС, отраслевым профсоюзом и « Правилами безопасности в нефтегазодобывающей промышленности ».

13.1.3 Основные решения по технике и технологии, обеспечивающие безопасный и безаварийный процесс работ

Для буровых работ используется установка Уралмаш 3Д-86 грузоподъемностью 320 т, вышка ВБ-53-320М грузоподъемностью 320 т. Использование указанного оборудования обеспечивает коэффициенты запаса по грузоподъемности:

по массе наиболее тяжелой колонны бурильных труб (в соответствии с ГОСТ 16293-89 К_б=1,67-2,0);

по массе наиболее тяжелой колонны обсадных труб (в соответствии с ГОСТ 16293-89 Ко=1,15-1,6).

Принятые конструкции колонн бурильных труб обеспечивают коэффициенты запаса прочности 1,05-2,57, что соответствует нормативным запасам или значительно их привышает.

Проектная конструкция скважины обеспечивает:

установку необходимого комплекса противовыбросового оборудования перед вскрытием межсолевого продуктивного горизонта;

возможность проведения испытаний в эксплуатационной колонне.

Расчет обсадных колонн на прочность и подбор обсадных труб выполнен с учетом максимальных ожидаемых избыточных наружных и внутренних давлений при полном замещении раствора пластовым флюидом, а также давлений, возникающих при цементировании обсадных колонн.

Эксплуатационная колонна D140x168мм оборудуется комплектом герметизирующего оборудования с рабочим давлением 21 МПа, при этом максимальное давление опрессовки колонн на герметичность составляет 21 МПа.

При производстве отдельных видов работ следует руководствоваться нормотивными документами, а также выполнять следующие мероприятия:

Подготовительные работы к восстановлению скважины.

Монтаж и демонтаж установки для буровых работ.

Опрессовка (испытание) оборудования и трубопроводов производятся по планам работ и в соответствии с требованиями ПБ НГДП и ЕТП.

Пуско-наладочные работы.

Испытание и освоение.

Геофизические работы.

На каждом производственном объекте должен быть комплект инструкций по охране труда по профессиям и видам работ согласно перечня, утвержденного главным инженером подразделения. На рабочих местах должны быть знаки безопасности, предупредительные надписи.

Все машины и механизмы должны иметь прочные металлические ограждения, надежно закрывающие доступ со всех сторон к движущемся частям, выполненные в соответствии с требованиями.

Объекты, для обслуживания которых требуется подъем на высоту 0,75 м, должны быть оборудованы ступенями, а на высоту более 0,75 м - лестницами и перилами, выполненными в соответствии с требованиями.

На химические вещества, применяемые в технологических операциях, должны иметься паспорта безопасности вещества, предоставляемые заводом-изготовителем, либо документ, где указываются характеристики химического вещества, степень его опастности, основные меры безопасности при работе с ними.

При производстве работ с привлечением субподрядных и специализированных организаций, других подразделений (цехов) РУПНП и РС и ВМУ следует руководствоваться положениями о взаимоотношениях между предприятиями (структурными единицами), утвержденными руководителями этих подразделений.