Плашечные превенторы

Плашечные превенторы предназначены для герметизации устья при наличии в скважине труб или в отсутствие их; применяют для эксплуатации в умеренном и холодном макроклиматических районах.

Плашечные превенторы обеспечивают возможность расхаживания колонны труб при герметизированном устье в пределах длины между замковыми или муфтовыми соединениями, подшивание колонны труб на плашки и ее удержание от выталкивания под действием скважинного давления.

Установлена следующая система обозначения плашечного превентора:

ь тип перевентора и вид привода -- ППГ (плашечный с гидроприводом), ППР (плашечный с ручным приводом), ППС (плашечный с перерезывающими плашками);

ь конструктивное исполнение -- с трубными или глухими плашками -- не обозначается;

ь диаметр условный прохода, мм;

ь рабочее давление, МПа;

ь тип исполнения -- в зависимости от скважинной среды (Kl, K2, КЗ).

Плашечные превенторы с гидравлическим управлением предназначены для герметизации устья скважины в целях предупреждения выброса. Технические характеристики плашечных превенторов даны в таблице 3.

Устройство плашечного превентора с гидравлическим управлением типа ППГ показано на рисунке 3. Корпус 2 превентора представляет собой стальную отливку с вертикальным проходным отверстием и цилиндрическими фланцами с резьбой для шпилек. Соединение шпильками позволяет уменьшить высоту превентора, однако требует точной его подвески при монтаже противовыбросового оборудования, обеспечивающей совпадение осей шпилек и отверстий фланца. На опорных поверхностях фланцев имеются канавки для уплотнительной стальной кольцевой прокладки восьмигранного сечения.

Корпус превентора снабжен горизонтальной сквозной полостью для размещения плашек 18. Снаружи полость закрывается боковыми крышками 1 и 6, которые крепятся к корпусу болтами 5. Стыки крышек с корпусом уплотняются резиновыми прокладками 4, установленными в канавках крышек. Используются и откидные крышки, шарнирно соединяемые с корпусом, позволяющие осуществлять быструю смену плашек. Для предотвращения примерзания плашек в корпус превентора встраиваются трубки 15 для подачи пара в зимнее время. На боковых торцах крышек посредством шпилек крепятся гидроцилиндры 7 двустороннего действия для закрытия и открытия превенторов. Усилие, создаваемое гидроцилиндром, должно быть достаточным для закрытия превентора при давлении на устье скважины, равном рабочему давлению превентора.

Штоки поршней 8 снабжены Г-образным выступом для соединения с оправкой плашек. Под давлением рабочей жидкости, нагнетаемой из коллектора 3 по трубкам 19 в наружные полости гидроцилиндра, поршни перемещаются во встречном направлении и плашки закрывают проходное отверстие превентора. При нагнетании рабочей жидкости во внутренние полости гидроцилиндров плашки раздвигаются и открывают проходное отверстие превентора. Поршни и штоки, а также неподвижные соединения гидроцилиндров уплотняются резиновыми кольцами 9, 13, 14.

Гидравлическое управление превентором дублируется ручным механизмом одностороннего действия, используемым при отключении и отказах гидравлической системы, а также при необходимости закрытия превентора на длительное время. Ручной механизм состоит из шлицевого валика 10 и промежуточной резьбовой втулки 12, имеющей шлицевое соединение с поршнем. Вилка 10 посредством вилки 11 кардана и тяги соединяется со штурвалом, вынесенным на безопасное расстояние от устья скважины.

При вращении валика по часовой стрелке резьбовая втулка 12 приводится в прямолинейное движение и перемещает поршень до замыкания плашек превентора. Расчетное время закрытия превентора составляет 10 секунд при использовании гидравлической системы и 70 секунд при ручном управлении. При обратном вращении винта поршни остаются неподвижными, а резьбовые втулки благодаря шлицевому соединению с поршнями возвращаются в исходное положение.

После перемещения резьбовых втулок в исходное положение превентор можно открыть при помощи гидравлической системы управления.

Рисунок 3- Плашечный превентор

В плашечных превенторах применяют трубные плашки для герметизации устья скважины с подвешенной колонной бурильных или обсадных труб и глухие плашки при отсутствии труб в скважине. При необходимости используют специальные плашки для перерезания труб.

Плашки состоят из резинового уплотнения 16 и вкладыша 17, соединенных с корпусом болтами и винтами. Армированные металлические пластины придают уплотнителю необходимую прочность и противодействуют выдавливанию резины при расхаживании колонны труб. Наработка уплотнителя измеряется числом циклов закрытия превентора и суммарной длиной труб, протаскиваемых через закрытый превентор со скоростью 0,5 м/ч при давлении в гидроцилиндре и скважине не более 10 МПа. Согласно нормам, средняя наработка до отказа уплотнителя должна составлять не менее 300 закрытий превентора без давления и обеспечивать возможность протаскивания более 300 м труб через закрытый превентор.

В структурно-поисковом бурении используются плашечные превенторы типа ППБ (ППБ-307?320) с электрическим приводом. Они состоят из следующих основных деталей и узлов: корпус, крышки, телескопические винтовые штоки, боковой приводной вал. Корпус превентора представляет литую стальную коробку, имеющую вертикальное проходное отверстие и горизонтальное отверстие прямоугольной формы, в которое с двух сторон вставляются плашки. Прямоугольное отверстие с двух сторон закрывается откидными крышками и уплотняется резиновыми прокладками. Крышка состоит из корпуса, стакана, присоединяемого на винтах к корпусу, биметаллических втулок и резиновых манжет. В крышке смонтированы винт и шток, образующие телескопическую винтовую пару. На выводном конце винта насажана звездочка. Во внешнюю ступицу корпуса крышки вставляется валик, на квадратный конец которого насажена звездочка с полукарданом для присоединения к электрическому управлению. Телескопическое устройство приводится в действие через звездочки, соединяемые втулочно-роликовой цепью, от бокового приводного вала. Кроме электрического дистанционного управления предусмотрен ручной привод для управления превентором в случае отключения электричества и для длительной его фиксации в закрытом положении.

Разработан и испытан плашечный превентор с односторонним приводом ПГО-230?320 Бр, плашки которого посредством рычагов перемещаются от одного силового цилиндра. Благодаря этому в превенторах ПГО плашки сходятся в центре проходного отверстия независимо от соосности превентора и подвешенной колонны труб.

В целях снижения высоты стволовой части противовыбросового оборудования пользуются сдвоенными превенторами, заменяющими два обычных плашечных превентора. При наличии агрессивных сред используется противовыбросовое оборудование в коррозионно-стойком исполнении со специальным покрытием внутренней полости превентора.

Техническая характеристика плашечного превентора приведена в таблице 3.

Таблица 3 - Техническая характеристика плашечных превенторов

от массы колонны труб

выталкивающая

Показатель	Типоразмер превентора
ППР-180х21(35)					ППГ-180х70КЗ	ППГ2-180х70КЗ
Условный диаметр прохода, мм
Рабочее давление, МПа: В системе гидроуправления
Тип управления		гидравлический
Диаметр условных труб, уплотняемый плашками, мм
Габаритные размеры (длина, ширина, высота), мм
Масса, кг

Плашечные превенторы не обеспечивают герметизации устья скважины, если на уровне плашек располагаются ведущая труба, бурильный замок, муфта и другие части колонны труб, диаметр и геометрические формы которых не соответствуют установленным в превенторе плашкам. При закрытом превенторе допускается медленное расхаживание колонны в пределах гладкой части труб и невозможно вращение, спуск и подъем бурильной колонны .

Пример условного обозначения плашечного превентора с гидроприводом, условным диаметром прохода 350 мм на рабочее давление 35 МПа для сред типа К2: ППГ - 350х35К2.

Основные показатели надежности плашечного превентора обеспечивают периодическую проверку его на функционирование путем закрытия на трубе, опрессовкой буровым раствором или водой и открытия, а также возможностью расхаживания бурильной колонны на длине трубы под избыточным давлением. Показатели надежности плашечных превенторов установлены ГОСТ 27743-88.

Плашечные превентора предназначены для герметизации устья скважины при НГВП и открытых фонтанах на бурильных или обсадных трубах, а так же герметизацию устья скважины без инструмента. Герметизи­рующие устье скважины без инструмента, имеют конструкцию плашки сплошного сечения.

Превентор плашечный состоит из 3-х основных частей: корпуса, откидной крышки с гидроцилиндром и 2-х плашек 3.

Корпус превентора коробчатой конструкции. Корпус в вертикальной плоскости имеет цилиндрическое отверстие, а в горизонтальной – прямоугольное отверстие, в "карманах" которого размещаются плашки. Во внутренней полости корпуса, в его верхней части, имеется специально обработанная кольцевая поверхность, которая обеспечивает герметизацию между корпусом и верхней части плашки. Сама же плашка движется по направляющим рёбрам, которые обеспечивают зазор между корпусом превентора и нижней частью плашки.

На наружной поверхности корпуса, вокруг вертикального отверстия имеется канавка под уплотнительное кольцо и глухие отверстия с резьбой под шпильки, которые позволяют крепить корпус превентора на крестовину, а сверху монтировать надпревенторную катушку.

К корпусу с помощью болтов крепятся боковые крышки с гидроцилиндрами, которые устанавливаются на шарнирных соединениях. Шарнирные соединения позволяют подавать гидравлическую жидкость в камеры открытия или закрытия гидроцилиндров 8. В гидроцилиндрах размещаются поршня со штоками, которые "Г" или «Т» – образным захватом соединяются с плашками. У плашек одинаковые и взаимозаменяемые корпуса 1, к которым, с помощью двух болтов, крепятся вкладыши: глухой с уплотнением глухим, или трубный с уплотнением сменным. Размер трубных плашек должен соответствовать размерам труб спущенных в скважину.

Требования к превенторам.

Ø Перед монтажом плашечные превенторы, совместно с крестовиной и надпревенторной катушкой, должны быть опрессованы на герметичность в условиях мастерских на рабочее давление согласно паспорта. Падение давления не допускается. Результаты опрессовки оформляются Актом.

Ø После монтажа плашечного превентора на устье Превентор опрессовывается на рабочее давление но не более давления опрессовки колонны

Ø Крепление превенторов осуществляется только с использованием шпилек заводского изготовления.

Необходимо знать:

- плашечные превенторы - запорные устройства односто­роннего действия, т.е. держат давление только снизу;

- плашечные превенторы нельзя устанавливать на скважи­не «вверх ногами» (т.е. в перевернутом состоянии), т.к. они не будут держать давление из скважины;

- плашечные превенторы можно закрыть давлением гид­равлической жидкости со станции управления, вспомогательного пульта и вручную штурвалами ручного управления.

-Закрытый превентор штурвалами ручного управлении, можно только давлением гидравлической жидкости, предварительно расфиксировав плаш­ки при помощи штурвалов.

Превентор, или BOP (Blow Out Preventer) находится в устье скважины, в подвышечном основании буровой вышки. Чаще всего этот компонент не виден из-за нагромождений буровой вышки, но пожалуй это один из самых важных компонентов на буровой вышке, т.к. именно он не только сохранит буровую вышку от пожара, но и жизни людей, находящихся на вышке.
1. При бурении используется буровой раствор, в задачу которого входит остужение буровой коронки, т.к. при проходке она нагревается от трения, поднятие кусочков отколотой породы наверх, и стабилизация давления в скважине. Чем глубже скважина, тем большее давление создается в ней, буровой раствор должен быть правильной консистенции, чуть более тяжелый чем жидкости в породах грунта, для подавления давления, но не слишком тяжелый, для сохранения целостности пластов. В процессе бурения раствор может меняться, в зависимости от прохождения различных пород и участков с разным давлением.

2. Если же буровая колонна попадает в пласт с газом, или карман с водой под высоким давлением, то вода, газ или другие жидкости под давлением по скважине устремляется вверх, и происходит взрыв скважины. В такой ситуации только правильно подобранный превентор может сохранить вышку от пожара и разрушения.
Линия возврата бурового раствора на поверхность.

3. Превенторы делятся на три основных класса:
— Плашечные — могут быть как глухими (для полного перекрытия устья скважины), так и проходными (имеющими вырез для обхвата буровой трубы).
— Универсальные или кольцевые превенторы — служат для перекрытия устья скважины с любым элементом буровой колонны в ней (замком, буровой трубой, ведущей трубой)
— Вращающиеся — уплотняют устье скважины с вращающейся в ней буровой колонной.
Плашечные превенторы не могут перекрывать устье скважины, если колонна вращается.

4. На самом верху всегда находится универсальный или кольцевой превентор, он имеет округлую форму и состоит из стального корпуса, в полости которого находится мощное кольцевое упругое резиновое уплотнение. Под уплотнением находится гидравлический поршень (бронзовый, на данном разрезе), который гидравлическим давлением поднимается наверх, сжимая уплотнитель, который, в свою очередь, обхватывает буровую трубу, создавая изоляцию. Отличительная черта этого типа превентора заключается в том, что благодаря эластичности уплотнителя превентор может быть закрыт на трубах различного диаметра или замках.
Еще одной отличительной чертой кольцевого превентора является то, что он позволяет протаскивание трубы через закрытый превентор (до износа уплотнителя может быть протащено до 2500 метров труб), что немаловажно при попадании в пласты с высоким давлением, а также он позволяет проворачивать буровую колонну.

5. Под кольцевым превентором находится каскад плашечных превенторов. Плашечные превенторы в основной массе однокорпусные, с двойной системой закрытия плашек — гидравлической и механической. Отличительной чертой плашечных превенторов, в отличии от кольцевых, является то, что они способны сдерживать более высокое давление в скважине.
Проходные плашечные превенторы имеют отверстие на ножах равное внешнему диаметру буровой трубы, таким образом ножи способны плотно обхватывать буровую колонну изолируя скважину от поверхности. Минусом такого превентора является то, что он не способен закрыться за замке труб или ведущей трубе.

6. Глухие превенторы делятся на два типа: глухие — предназначенные для закрытия скважины при отсутствии бурильных труб, и срезающие — способные перерезать буровую колонну при закрытии плашек.
Применение срезающих превенторов — это самый последний шаг по спасению вышки и стабилизации давления, т.к. при срезании, если происходит выемка колонны, отрезанные трубы «упадут» вниз, после чего их придется доставать, на что могут уйти недели.

7. Вращающиеся превенторы применяются намного реже, и служат буфером между устьем скважины и буровой трубой. Они применяются в случаях, когда давление в скважине будет заведомо постоянно высоким. Такие превенторы позволяют выполнять буровые операции в нормальном ритме, опускать или поднимать буровую колонну, бурить с промывкой, работать с пластами в процессе газопроявлений. По сути дела, это глубоко усовершенствованный кольцевой превентор.

8. Кроме того, превенторы используемые при бурении на суше и морском бурении отличаются дизайном. Морские плашечные превенторы имеют дополнительную линию гидравлического управления — фиксирующую плашки, помимо линии для их перемещения.
Морские превенторы также значительно больше по размерам, и могут достигать высоты до десяти метров. Кроме того, при низких температурах, как на суше, так и в морских условиях, превенторы могут отапливаться паром.
Каскад превентора подбирается индивидуально для бурения каждой скважины, и может включать в себя нагромождение из кольцевого превентора и трех-четырех плашечных превенторов. Некоторые вышки, как например на этой фотографии работают по сути без превентора, имея только кольцевой. Но в случае попадания в газовый карман, он может и не спасти вышку от пожара.
Также превентор имеет систему погашения давления в скважине, но это уже отдельная история.

9. Как же выглядит взрыв скважины в реальности? Данные видео наглядно это показывают. Кроме выброса жидкостей может произойти и взрыв, если в скважине есть газ.

Плашечные превенторы предназначены для герметизации устья при наличии или отсутствии в скважине труб. Применяются для эксплуатации в умеренном и холодном макроклиматических районах.

Плашечные превенторы обеспечивают возможность расхаживания колонны труб при герметизированном устье в пределах длины между замковыми или муфтовыми соединениями, подвеску колонны труб на плашки и ее удержание от выталкивания под действием скважинного давления.

Установлена следующая система обозначения плашечного превентора: тип превентора и вид привода - ППГ (плашечный с гидроприводом), ППР (плашечный с ручным приводом), ППС (плашечный с перерезывающими плашками);

конструктивное исполнение - с трубными или глухими плашками - не обозначается;

диаметр условный прохода, мм; рабочее давление, МПа;

тип исполнения - в зависимости от скважинной среды (К1, К2, К3).

Рис. 8.2 .

1 - корпус; 2 - резиновые прокладки; 3 - винты; 4 - откидные крышки; 5 - гидроцилиндр; 6 - поршень; 7 - шток; 8 - коллектор; 9 - трубопровод; 10 - паропроводы; 11 - резиновые уплотнения плашек; 12 - сменные вкладыши; 13 - корпус плашки; 14 - фиксирующий винт

Рис.

1 - корпус; 1А - фланец корпуса; 1Е - боковые отводы из под плашек с фланцами; 2 - крышка; 3 - промежуточный фланец корпуса; 4 - поршень гидроцилиндра; 5 - гидроцилиндр; 6 - поршень для открытия крышки; 7 - поршень для закрывания крышки; 8 - цилиндр для открытия крышки; 9 - болт крышки; 10 - корпус фиксатора плашки; 11 - фиксатор плашки; 12, 14 - шпильки; 13 - болт крепления крышки и промежуточного фланца корпуса; 15 - гайка; 16А - обратный клапан с уплотнением; 16В - втулка с уплотнением; 16С - пробка с уплотнением; 16D, Е, F, I, О, К, L, М, N, Р, R, S, U, Т, Z - кольца уплотнительные

Рис.8.4 .

а - глухая; б - трубная; 1,3 - уплотнения плашки; 2 - корпус плашки

Рис. 8.5.

а - глухая; б - трубная для бурильных труб; в - трубная для обсадных труб; г - эксцентричная трубная; д - для двухрядов труб; е - перерезывающая

Рис. 8.6. Плашечные превенторы с ручным управлением ОАО "Станкотехника":

а - одинарный типа ППР -- 180x21 (135); б - сдвоенный типа ППР2-230х21э

Пример условного обозначения плашечного превентора с гидроприводом, условным диаметром прохода 350 мм на рабочее давление 35 МПа для сред типа К2: ППГ-350х35К2.

Плашечные превенторы (рис. 8.2, 8.3) поставляются в комплекте противовыбросового оборудования или "россыпью".

Превентор состоит из корпуса, боковых крышек с гидроцилиндрами и плашек. Плашки - разъемные. В корпусе плашки установлены сменные вкладыши и резинометаллические уплотнения. Общий вид плашек показан на рис. 8.4, 8.5. Привод плашек в основном дистанционный гидравлический, реже ручной. На рис. 8.6 приведены превенторы с ручным управлением: одинарный типа Пп-180х21(35& и сдвоенный типа ППР2-230х21 ОАО "Станкотехника".

Технические характеристики плашечных превенторов даны в табл. 8.48.6.

Основные показатели надежности плашечного превентора обеспечивают периодическую проверку его на функционирование путем закрытия на трубе, опрессовкой буровым раствором или водой и открытия, а также возможностью расхаживания бурильной колонны на длине трубы под избыточным давлением. Показатели надежности плашечных превенторов установлены ГОСТ 27743-88.

РЦДПО

ВЫПУСКНАЯ РАБОТА

Назначение, устройство, технические характеристики и правила эксплуатации механических плашечных превенторов.

Выполнил:

Слушатель гр. КРСр-2

Ганберов.Т.Э

Проверил:

Зав.курсами ПК

Сорокин П.М.

Сургут 2011

1) Титульный лист.

3) Назначение.

4) Устройство.

5) Технические характеристики.

6) Правила эксплуатации.

7) Список литературы.

Плашечный превентор

Назначение:

Предназначены для герметизации устья в процессе разбуривания, спуска и подъема НКТ и других работ по освоению и ремонту скважины. В зависимости от потребности, условий эксплуатации плашечные превенторы могут быть одинарными или сдвоенными. Это обеспечивает разнообразие конструкций и наиболее рациональное использование пространства для эксплуатации и технического обслуживания.

Плашечные превенторы обеспечивают:

· герметизацию устья скважины при рабочем давлении как на колонне бурильных труб при помощи трубных и универсальных плашек так и при отсутствии колонн при помощи глухих плашек;

· закрытие плашек гидравлических превенторов вручную при отсутствии управляющего давления;

· смену плашек без снятия превентора с устья скважины и без демонтажа гидравлических линий (для превенторов с гидроуправлением);

· контроль открытого и закрытого положения плашек;

· обогрев теплоносителем (паром) уплотнителей и плашек при температуре окружающей среды ниже 0°С.

Конструктивные особенности:

· крышки открываются с помощью гидравлики;

· давление в скважине создает дополнительное уплотнение при закрытии плашек;

· простота конструкции обеспечивает при необходимости легкую замену всех уплотнений и основных деталей;

· все открытые металлические участки превентора обладают стойкостью к сероводороду;

· изготавливаются в соответствии с техническими условиями API 16A.

Устройство и принцип действия превенторов:

Плашечные превенторы
Для бурения на суше применяют в основном однокорпусные плашечные превенторы с двойной системой перемещения пла­шек: гидравлической и механической без системы гидравличе­ского управления их фиксацией.

По конструкции эти превенто­ры (рис. XIII.3) значительно проще. Такой превентор состоит из корпуса (2), внутри которого помещаются плашки и крышки с гидроцилиндрами (1) и (5). Корпус (2) представляет собой сталь­ную отливку коробчатого сечения, имеющую проходное верти­кальное отверстие диаметром D и сквозную горизонтальную прямоугольную полость, в которой размещаются плашки. Пере­крывающие устье скважины плашки комплектуются под опре­деленный размер трубы. При отсутствии в скважине бурильных труб устье перекрывается глухими плашками.

Плашки превентора разъемной конструкции состоят из кор­пуса (9), сменных вкладышей (11) и резинового уплотнения (10). Плашку в собранном виде насаживают на Г-образный паз а штока (7) и вставляют в корпус превентора. Полость корпуса с обеих сторон закрывается откидными крышками гидроцилинд­ров, шарнирно подвешенными на корпусе. Крышка к кор­пусу крепится болтами (4).

Каждая плашка перемещается поршнем (6) гидравлического цилиндра (8). Масло от коллектора (3) по стальным трубкам и через поворотное ниппельное соединение под давлением посту­пает в гидроцилиндры. Полость плашек превентора в зимнее время (при температуре -5°С и ниже) обогревается паром, подаваемым в паропроводы. Поршень со штоком, крышка и цилиндры уплотняются при помощи резиновых колец.

Техничесике характеристики плашечных превенторов:

Технические характеристики плашечных превенторов даны в табл. 8.4-8.6.

Основные показатели надежности плашечного превентора обеспечиают периодическую проверку его на функционирование путем закрытия на трубе, опрессовкой буровым раствором или водой и открытия, а также возможностью расхаживания бурильной колонны на длине трубы под избыточным давлением.

Показатели надежности плашечных превенторов установлены ГОСТ 27743-88.

Технические характеристики плашечных превенторов даны в табл. 8.4-8.6.

Основные показатели надежности плашечного превентора обеспечиают периодическую проверку его на функционирование путем закрытия на трубе, опрессовкой буровым раствором или водой и открытия, а также возможностью расхаживания бурильной колонны на длине трубы под избыточным давлением.