Дипломная (вкр): Разработка конструкции устройства для исследования скважин

Количество болтов из условия надежного сжатия прокладки, т.е. расположения их по болтовой окружности на расстоянии четырех диаметров

 =  = 8,282

Принимаем количество болтов, равное 8.

Фланцы изготовляем из стали Ст3, для которой можно принять [] = 80МПа. Тогда толщина фланца по формуле (3.10)

 =  = 47,876мм.

Толщину фланца окончательно принимаем равной 50 мм.

4. Безопасность и охрана труда

4.1 Причины и характер возникновения осложнений при канатных работах

Основное требование, предъявляемое к комплекту канатной техники,- это безотказность выполнения любой канатной операции по требуемой технологии в течение заданного времени.

Операции, не выполненные в заданное время, должны расцениваться как неудачные.

Высокая надёжность выполнения внутрискважинных операций обеспечивает длительную работу скважин без подземного ремонта и является необходимым условием эффективной эксплуатации месторождения .

К субъективным причинам относятся нарушение технологического режима эксплуатации скважины, нарушение технологии канатных работ, наличие в скважине инородных предметов, неправильный выбор или неподготовленность оборудования к условиям проводимых работ, низкая квалификация обслуживающего персонала, конструктивные недостатки оборудования и инструментов, несоблюдение правил техники безопасности и т.д. Следует отметить, что зачастую причины осложнений взаимосвязаны.

В процессе работ канатным инструментом возможны случаи пропуска газа через сальниковое уплотнение лубрикатора. Это может привести к гидратообразованию в сальнике и прихвату проволоки, осложняет спуск инструмента и проведение ударов. Кроме того сильный пропуск газа при высоком давлении в скважине может привести к разъеданию сальникового уплотнения, подбросу инструмента, образованию загазованной зоны на устье скважины со всеми вытекающими отсюда последствиями. Поэтому необходимо при выявлении пропуска принять все меры для его устранения. [24]

При проведении канатных работ чаще всего происходят аварии, связанные с обрывом проволоки.

Установка оборудования, спускаемого на проволоке в скважину, и съём его происходят за счёт среза штифтов при ударах яссами вверх или вниз. Поэтому даже небольшое несоответствие диаметра и материала срезных штифтов техническим условиям приводит к серьёзным осложнениям. Так, например, применение штифтов из более мягкого материала обусловливает затекание металла при срезе штифтов в зазор между частями инструмента, соединёнными с помощью штифтов, и, как следствие, к невозможности его извлечения и обрыву проволоки.

Если при осуществлении таких операций, как открытие механического циркуляционного клапана (открываемого ударами вверх), съём глухих, газлифтных, обратных клапанов, глухих пробок, клапанов -отсекателей, давление в затрубном пространстве больше, чем в трубах, или же давление под клапаном больше, чем над ним, то в момент открытия или съёма может произойти или подброс инструмента, или образование "жучков" проволоки и обрыв её, а иногда и более сложная авария: выброс клапана к устью и поломка фонтанной арматуры. [27]

Если же давление в трубах больше, чем в затрубном пространстве, или же давление над клапаном больше, чем под ним, то осуществление указанных операций сильно затруднено, т.к. в этом случае перепад давления противодействует усилию, развиваемому яссами при ударах вверх. В связи с этим приходится проводить большее число ударов, что может также привести к обрыву проволоки.

При спуско-подъёмных операциях (СПО), осуществляемых инструментами, спускаемыми на проволоке (тросе), возможны аварии из-за отвинчивания резьбовых соединений, соединяющих инструменты, и их "полёта".

При осуществлении ударов яссами нередки случаи выскакивания проволоки из канавки натяжного ролика, а это может привести к защемлению и деформации проволоки и, как следствие, к её обрыву.

При спуске и особенно подъёме канатного инструмента возможны случаи выпадения спускаемого или поднимаемого оборудования из спускного или подъёмного инструмента. Подобная авария - это следствие ослабления цанговых захватов на инструменте или преждевременного среза срезных штифтов, удерживающих спускаемое оборудование.

4.2 Мероприятия по предупреждению осложнений и аварий при работе инструментом, спускаемым на проволоке (тросе)

Скважина, законченная с целью проведения в ней канатных работ, более ремонтопригодна, чем скважина, оборудованная традиционной техникой. Это значит, что на обнаружение, устранение и предупреждение осложнений (неполадок, отказов) с учётом необходимой квалификации обслуживающего персонала в скважине со стационарным или полустационарным оборудованием затрачивается меньше времени и средств, чем в скважине, подземный ремонт в которой связан с подъёмом НКТ. Но даже при относительной эффективности применение канатной техники намного ускорит подземный ремонт скважин, если она будет работать с высокой степенью надёжности.Особенности применения канатной техники следует учитывать уже на стадии заканчивания скважины.

Для успешного проведения канатных работ необходима прежде всего гарантия прочности и герметичности обсадной колонны. При глушении скважины с высоким пластовым давлением нужно открыть механический циркуляционный клапан с помощью инструмента, спускаемого на проволоке. В этом случае необходимое условие - закрытие скважины, т.к. в работающей высокодебитной скважине спуску инструмента на тросе препятствует восходящий поток продукции. За это время устьевое давление резко повышается, что (при наличии НКТ с обычными резьбовыми соединениями) может привести к пропуску газа в затрубное пространство и тем самым передаче высокого давления на обсадную колонну. [23], [24]

Важное условие, обеспечивающее высокое качество подземных работ, - это отсутствие в скважине, выходящей из бурения, инородных предметов, осадка глинистого раствора.

Перемещения НКТ за счёт изменения температуры и давления по длине колонны должны быть точно оценены ещё до её спуска.

Осложнения из-за неудобного расположения устьевого оборудования при кустовом бурении скважин можно предупредить, если при проектировании строительства скважин учитывать возможность проведения канатных работ и, следовательно, соответствующее расположение устьевого оборудования.

Повышение надёжности выполнения операций можно достигнуть улучшением конструктивных и технологических параметров деталей и узлов инструмента и оборудования, а также повышением уровня технической эксплуатации его.

Для предупреждения осложнений, вызванных конструктивными недостатками оборудования, необходимо при разработке конструкций и изготовлении канатного оборудования и инструмента тщательно проанализировать условия их работы, возможные осложнения, а также выявить недостатки и наиболее слабые узлы в уже существующих конструкциях.

Промышленные испытания нового оборудования и инструментов следует проводить в возможно более тяжёлых условиях.

Предупредить обрыв проволоки можно при соблюдении правил её технической эксплуатации, т.е. при своевременном осмотре, смазке, удалении потёртых участков проволоки, а также при соблюдении правил спуска инструмента в скважину.

Для предупреждения обрыва проволоки у соединения её с замком необходимо после окончания каждого цикла операций, выполняемых в скважине, обрезать начальный кусок проволоки, а при повторном обрыве у замка, что является сигналом "старения" проволоки, заменить её. При тщательном уходе (обильная смазка во время подъёма из скважины, аккуратное обращение при монтаже лубрикатора с целью предотвращения изгибов проволоки и т.д.) проволока изменяет свои свойства только после 40-50 скважино-операций. В скважинах с коррозионными условиями требуется применять проволоку из нержавеющей стали.

При длительных канатных операциях в скважине, связанных с яссированием на одной и той же глубине, проволока интенсивно изнашивается у барабана лебёдки, а также в местах её движения при прохождении через натяжной и сальниковый ролики.

.3 Техника безопасности при проведении канатных работ

Внедрение в нефтегазовое производство новых технических и технологических средств, обеспечивших выполнение подземного ремонта скважин с помощью инструмента, спускаемого на проволоке или тросе, оказало серьёзное влияние на технику безопасности, существовавшую при традиционном подземном ремонте скважин. С внедрением нового метода ремонта без подъёма НКТ из скважин значительно уменьшились число операций при выполнении отдельных технологических процессов и масса используемого оборудования и инструмента, мощности машин и механизмов, сократилось время на проведение подготовительно - заключительных операций. Всё это положительно, прямо или косвенно, повлияло на степень безопасности труда .

В то же время, и этим нельзя пренебрегать, возросли скорости проведения технологических процессов и операций, что повысило степень риска при проведении канатных работ. Следует к тому же учесть, что новый вид подземного ремонта скважин находит широкое применение преимущественно на новых нефтяных и газовых месторождениях, характеризующихся эксплуатацией фонтанных скважин с относительно высоким давлением на устье, повышенной опасностью открытого фонтанирования при повреждении или разрушении устьевой арматуры. В этих условиях увеличение объёма канатных работ в процессе эксплуатации фонтанных скважин, связанное со сменой клапана - отсекателя, работы по освоению и исследованию скважин, требующие также применения проволоки или троса, могут создать весьма сложные ситуации с повышенной опасностью для обслуживающего персонала.

Следовательно, хотя новый метод ремонта менее трудоёмок и прост по сравнению с подземным ремонтом скважин, проводимым по старой технологии, тем не менее, отличаясь многообразием выполняемых работ, он содержит ряд опасных моментов, незнание, игнорирование или пренебрежение которыми могут привести к несчастным случаям или аварии в скважине. [23]

При СПО запрещается подходить к проволоке и браться за неё руками.Крепление индикатора натяжения проволоки с натяжным роликом специальным хомутом к фонтанной арматуре проводят в месте, удобном для проведения СПО. Как показывает опыт, ненадёжное крепление индикатора натяжения проволоки приводит к авариям, связанным с обрывом проволоки. Установление профилактического времени замены изношенной проволоки, своевременный и тщательный уход за ней путём смазки при каждом подъёме инструмента также влияют на качество канатных работ и соблюдение ТБ.

Лебёдка с приводом от гидросистемы для проведения канатных работ должна быть всегда оснащена необходимыми механизмами и приспособлениями, обеспечивающими безопасность работ. Спускать канатный инструмент при неисправности счётчика длины проволоки или индикатора натяжения проволоки запрещается. Перед началом канатных работ лебёдку необходимо проверить на работоспособность привода, гидросистемы и реверсивного переключателя. Особое внимание при этом необходимо обратить на исправность тормозной системы лебёдки, а также на правильную укладку проволоки на барабан лебёдки. Важно также, чтобы шланги гидросистемы лебёдки обладали высокой надёжностью. Разрыв или прорыв шланга во время работы гидролебёдки является причиной прекращения канатных операций и приводит к невозможности подъёма канатного инструмента из скважины и к вытекающим отсюда нежелательным последствиям.

Канатные работы не столь сложны, однако требуют надёжной техники, чтобы сделать труд при скважинных операциях высокопроизводительными и безопасным. Инструменты и приспособления всегда должны быть в полном комплекте, исправными и чистыми. Вокруг устья скважины не должно быть никаких посторонних предметов. Использование канатных инструментов в совокупности со специальными приспособлениями, обеспечивающими безопасность канатных операций, позволяет свести к минимуму травмы рабочих и технические неполадки при канатных работах.

В общем комплексе канатных работ значительное время занимают ловильные работы с проволокой. Однако при осложнениях, когда не удаётся извлечь аварийный инструмент с помощью проволоки или троса, возникает необходимость спуска в скважину под давлением вместе с ловильным инструментом НКТ или штанг. Эти работы опасны и трудоёмки и могут привести к открытому фонтану, если не принять соответствующих мер безопасности. С этой целью при высоком буферном давлении в скважине необходимо использовать на устье специальную установку по спуску труб под давлением.

4.4 Общие требования безопасности и охраны труда

Требование инструкций по охране труда о технике безопасности являются обязательными для всего персонала занятого в процессе обслуживания канатной техники.

К работе в качестве персонала работающего с канатной техникой в качестве оператора установки допускаются лица не моложе 18-ти лет, прошедшие обязательное медицинское освидетельствование при приеме на работу и периодическому осмотру согласно закона РК «Об охране труда», ст. 19.

К самостоятельной работе допускаются операторы, прошедшие:

вводный инструктаж по технике безопасности, пожарной безопасности и газовой безопасности;

обучение по специальности и целевое обучение по охране труда по программе, утвержденной Менеджером месторождения (не менее 10 часов).

стажировку (не менее 10 смен) под руководством опытного старшего оператора;

инструктаж на рабочем месте и проверку знаний по охране труда.

.5 Электробезопастность

Электротравма - повреждения, возникающие в результате воздействия электрического тока большой силы или разряда атмосферного электричества (молнии).

Основной причиной несчастных случаев, обусловленных действием электрического тока, являются нарушения правил техники безопасности при работе с бытовыми электроприборами и промышленными электроустановками. Большая часть поражений вызывается переменным током промышленной частоты (50 Гц). Электротравма возникает не только при непосредственном соприкосновении тела человека с источником тока, но и при дуговом контакте, когда человек находится вблизи от установки с напряжением более 1000

В, особенно в помещениях с высокой влажностью воздуха.

Электрический ток вызывает местные и общие нарушения в организме. Местные изменения проявляются ожогами ткани в местах выхода и входа электрического тока. В зависимости от состояния пораженного (влажная кожа, утомление, истощение и др.), силы и напряжения тока возможны различные местные проявления - от потери чувствительности до глубоких ожогов. При воздействии переменного тока силой 15 мА у пострадавшего возникают судороги (так называемый неотпускающий ток).

При повреждениях, сопровождающихся легкими общими явлениями (обморок, кратковременная потеря сознания, головокружение, головная боль, боли в области сердца), первая помощь заключается в создании покоя и доставке больного в лечебное учреждение. Необходимо помнить, что общее состояние пострадавшего может резко и внезапно ухудшиться в ближайшие часы после травмы: возникают нарушения кровоснабжения мышцы сердца, явления вторичного шока и т.д. Подобные состояния иногда наблюдаются даже у пораженного с самыми легкими общими проявлениями (головная боль, общая слабость); поэтому все лица, получившие электротравму, подлежат госпитализации. В качестве первой помощи могут быть даны болеутоляющие (0,25 г амидопирина, 0,25 г анальгина), успокаивающие (микстура Бехтерева, настойка валерианы), сердечные средства (капли Зеленина и др.)