Превентор универсальный гидравлический ПУ-230х35-Курсовая работа

Противовыбросовое оборудование (ПВО) предназначено для герметизации устья нефтяных и газовых скважин в процессе их строительства (бурения) и ремонта с целью обеспечения безопасного ведения работ, предупреждения выбросов и открытых фонтанов, охраны недр и окружающей среды [1].
Оборудование противовыбросовое, выбранное в зависимости от конкретных горногеологических условий и коррозионной активности среды, должно обеспечивать выполнение следующих технологических операций:
• надежно и быстро герметизировать устье скважины при спущенных бурильных трубах и без них;
• создавать циркуляцию бурового раствора с противодавлением на пласт и вымыва флюида из скважины по принятой технологии;
• осуществлять расхаживание и проворачивание бурильной колонны (при загерметизированном устье) для предотвращения ее прихвата;
• осуществлять подвеску бурильных труб на плашках превентора после его закрытия;
• иметь возможность монтажа дополнительного оборудования на случай открытого фонтанирования;
• контролировать состояние скважины во время глушения;
• спускать или поднимать всю бурильную колонну или ее части при загерметизированном устье скважины.
ПВО представляет собой комплекс, состоящий из сборки превенторов, манифольда и гидравлического управления превенторами.

Превентор универсальный (кольцевой) предназначен для герметизации устье скважины при наличии и отсутствии в ней подвешенной колонны труб и обеспечивает:
• герметизацию устья скважины вокруг любой части колонны труб всех размеров в пределах размера проходного отверстия превентора, а также полное перекрытие скважины при отсутствии в ней колонны труб;
• проведение операции расхаживания в промежутках между муфтами и проворачивания колонны труб при герметизированном устье с целью недопущения прихвата;
• протаскивание колонны труб под давлением только при наличии на муфтах специальных фасок под углом 18° [12].
В серийном производстве выпускаются два типа конструктивного исполнения: ПУ1 – превентор универсальный с конической наружной поверхностью уплотнителя; ПУ2 – превентор универсальный со сферической наружной поверхностью уплотнителя.

1 – крышка; 2 – уплотнение крышки; 3 – уплотнитель; 4, 7, 9 – манжеты; 5 – корпус; 6 – плунжер; 8 – втулка, 10 – планшайба; 11 – указатель положения уплотнителя.
Рисунок 2 – Превентор универсальный: а – тип ПУ1; б – тип ПУ2
Корпус превентора цилиндрической формы имеет в верхней части прямоугольную резьбу для присоединения крышки, а также выточку для установки резинового кольца (манжеты 4), предохраняющего резьбовые соединения от попадания грязи. На наружной поверхности корпуса имеются зацепы, обеспечивающие возможность крепления противовыбросового оборудования на буровой с помощью оттяжек.
Крышка 1 сложной конфигурации ввинчивается в корпус с помощью прямоугольной резьбы и фиксируется в затянутом положении стопорным болтом; в торец крышки упирается уплотнитель 3 (рисунок 2 а).
Уплотнитель – массивное из специальной резины кольцо, армированное металлическими вставками двутавровой формы, которые придают уплотнителю значительную жесткость и уменьшают выдавливание резины, (рисунок 3).
Показатель надежности уплотнительных манжет – средняя наработка на отказ, по данным АзИНМАШа, составляет протаскивание 40-60 замковых соединений при длине труб 25м (1500м труб), а по промысловым данным не превышает 25-40 замков (1000м), при давлении в скважине до 15 МПа. С увеличение давления и температуры бурового раствора наработка на отказ сокращается в несколько раз.
Плунжер 6 – ступенчатой формы цилиндрическое изделие с центральным конусным отверстием, в котором установлен уплотнитель. Плунжер в средней и нижней частях имеет канавки для манжет 5 и 9.
Плунжер, корпус и крышка образуют в превенторе две гидравлические камеры, изолированные манжетами. Эти камеры через отверстия в корпусе соединены со станцией гидравлического управления. Нижняя камера предназначена для закрытия превентора, верхняя камера – для его открытия.

Рисунок 3 – Уплотнители ПУ: а – типа ПУ1; б – типа ПУ2
Втулка 8 предохраняет внутреннюю полость превентора от повреждений при прохождении бурильной колонны и является опорой уплотнителю при открывании превентора.
При подаче масла под давлением 10-25 МПа через отверстие в корпусе в закрывающую полость плунжер перемещается вверх и конусной поверхностью обжимает уплотнитель, смещая его к центру скважины до полного обхвата трубы или перекрытия устья скважины. Давление скважинной среды, возникающее на устье скважины, сообщает плунжеру дополнительное запорное усилие, обеспечивая полную герметичность (принцип самоуплотнения).
При нагнетании масла в открывающую полость закрытого превентора плунжер из верхнего положения перемещается вниз, вытесняя жидкость из закрывающей полости в сливную линию гидравлического управления. Уплотнитель при этом разжимается и принимает первоначальную форму.
После закрытия универсального превентора на трубе малого диаметра (60 мм и менее) или без трубы уплотнительный элемент возвращается в исходное положение по истечении 0,5-1 ч. Время восстановления проходного отверстия зависит от продолжительности пребывания в закрытом состоянии, температуры и сорта резины [1, 2].
Установлена следующая система обозначения универсальных превенторов: ПУ - превентор универсальный; конструктивное исполнение: с конической наружной поверхностью уплотнителя; со сферической наружной поверхностью уплотнителя; условный диаметр прохода, мм; рабочее давление, МПа; исполнение (при необходимости) в зависимости от характеристики скважинной среды.
Примеры условного обозначения универсального превентора: ПУ1-230х35 – в конструктивном исполнении 1, с диаметром прохода 230 мм на рабочее давление 35 МПа. ПУ2-350х35 – в конструктивном исполнении 2, с условным диаметром прохода 350 мм на рабочее давление 35 МПа.

Обзор научно – технической литературы и патентов свидетельствует о необходимости совершенствования ПВО и, соответственно, о наличии интенсивных поисков решений в данном направлении. На основе анализа этого обзора нами выявлено одно из самых перспективных, на наш взгляд, решений, которое позволяет решить проблему обеспечения требуемых технологичности изготовления и эксплуатации, в частности ремонтопригодности одной из самых ответственных составных частей ПВО –универсального превентора. В результате произведенной модернизации сокращается время на техническое обслуживание превентора, вследствие чего уменьшается временя простоя буровой установки.