ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Описание к листку № 51-176-99

При бурении нефтегазовых скважин в экстремальных условиях - в море и на наземных и морских месторождениях с содержанием сероводорода - предписано применение срезных превенторов наряду с обычными превенторами - с трубными и глухими плашками. Это объясняется тем, что при угрозе загрязнения окружающей среды приходится не извлекать бурильную колонну из скважины (процесс длительный), а экстренно перерезать колонну между замковыми соединениями, затем посредством замков посадить колонну на плашки превентора и перекрыть скважину. Подобные операции на буровой установке весьма ответственны и опасны и требуют не только профессиональных действий буровой бригады, но и совершенства срезных превенторов. Ранее применявшиеся импортные срезные превенторы не отвечали этим жестким требованиям.

Процесс перерезывания трубы и последующей герметизации скважины происходит в несколько непрерывно следующих этапов. Сначала труба с помощью выступающих элементов (ножей) плашек подвергается местному смятию (рис. а), затем сплющиванию и только после этого перерезается (рис. б). Первоначально, по примеру импортного оборудования, один из ножей имел скобы до 8° внутрь, оба ножа изготавливали из термоупрочненной стали 40ХН2МА. Эта конструкция оценивается положительно лишь при первом срезе (рис. в, кривая 1) - резали трубу 140х9. При последующем резе ножи притупляются (кривая 2) и уже на третьем резе (кривая 3) усилие резания Р _рез находится на пределе возможностей морских превенторов и систем управления. Снижению интенсивности притупления ножей и стабилизации усилия Р _реэ способствовали разработанная новая геометрия ножей (рис. г), где скос направлен наружу, вследствие чего усилена прокаливающая способность системы. Ножи изготавливали из закаленной инструментальной стали, когда работа в среде сероводорода не предусматривалась, или производили износо- и коррозионностойкую наплавку для работы в среде сероводорода. Испытания последнего варианта показаны на примерах серии резов труб 127х11 и 140х11 (рис. б, кривые 4 и 5).

При экспериментах с нержавеющими трубами японского производства - с _в650 Мпа и особо высокой вязкостью перерезать трубы 127х11 обычным способом не удавалось. Поэтому перерезывание подобных труб проводили в два этапа: сначала трубу сминали и надрезали (кривая 6), затем плашки отводили в сторону, трубу разворачивали на 90° и повторным ходом срезных плашек ограниченным усилием завершали резание (кривая 7; Р _рез1000 кН). Способ резания в два этапа, как вынужденная мера, существенно снижает энергоемкость привода при взаимодействии ножей с бурильной колонной. В итоге простыми средствами решена важная научно-техническая проблема по созданию отечественных конструкций срезных превенторов, которые, работая в экстремальных условиях, отвечают критериям надежности, долговечности, быстродействия при ограниченной энергоемкости. Созданные срезные превенторы превосходят лучшие зарубежные аналоги, это подтвердили сравнительные испытания, опытно-промышленная и рядовая эксплуатация.