MODULUL 2OPERAŢII DE INTERVENŢII ŞI REPARAŢII

Obiective:

4. OPERAŢII DE INTERVENŢII LA SONDELE DE PRODUCŢIE...............34.1. Clasificarea operaţiilor de intervenţie......................................................34.2. Instalaţii, utilaje şi scule de manevră utilizate la operaţiile de intervenţii.........................................................................44.3. Omorârea sondelor...................................................................................5

4.3.1. Aspecte generale...........................................................................54.3.2. Procedee de omorâre a sondelor...................................................7

4.4. Deparafinarea echipamentului sondelor de extracţie............................124.4.1. Aspecte generale.........................................................................124.4.2. Prevenirea depunerii parafinei....................................................134.4.3. Metode de curăţire a parafinei depuse în echipamentele

sondelor de extracţie....................................................................144.4.4. Deparafinarea instalaţiei de la gura sondei.................................29

4.5. Curăţirea depunerilor de nisip din sonde................................................314.5.1. Aspecte generale.........................................................................314.5.2. Procedee de prevenire a defecţiunilor produse de nisip în procesul de exploatare a sondelor..........................................314.5.3. Metode de curăţire a nisipului din sonde....................................324.5.4. Elemente de calcul pentru spălarea dopurilor de nisip........................................................................................414.5.5. Procedee speciale de curăţire a nisipului din sondele de producţie.............................................................45

1

5. OPERAŢII DE REPARAŢII LA SONDELE DE PRODUCŢIE................485.1. Epuizarea stratelor productive................................................................485.2. Inundarea stratelor productive................................................................48

5.2.1. Inundarea stratelor cu apă...........................................................485.2.2. Inundarea cu gaze.......................................................................515.2.3. Măsuri de remediere aplicate stratelor inundate.........................53

5.3. Operaţii de cimentare la sondele de producţie.......................................565.3.1. Cimentarea cu lingura.................................................................565.3.2. Cimentarea prin ţevile de extracţie.............................................58

5.4. Repararea coloanelor de exploatare.......................................................685.4.1. Repararea coloanelor deformate fără prinderea ţevilor de extracţie...............................................................................68

5.4.2. Repararea coloanelor cu defecţiuni sub formă de spărturi.........715.4.3. Repararea coloanelor smulse sau rupte.......................................735.4.4. Repararea coloanelor turtite cu ţevile de extracţie prinse...........745.4.5. Manşonarea coloanelor reparate.................................................755.4.6. Întregirea coloanei pierdute........................................................76

6. INSTRUMENTAŢII.....................................................................................806.1. Aspecte generale............................................................................806.2. Instrumentaţii după materialul tubular...........................................816.3. Instrumentaţii după prăjini.............................................................996.4. Instrumentaţii după cabluri..........................................................1016.5. Instrumentaţii după scule sau obiecte mărunte scăpate în gaura de sondă.............................................................105

6.6. Resăpări de sonde.........................................................................107

2

4 OPERAŢII DE INTERVENŢII LA SONDELE DE PRODUCŢIE

4.1. Clasificarea operaţiilor de intervenţie

Operaţiile de intervenţii la sondele de producţie sunt lucrările de scurtă durată, care au drept scop înlăturarea anumitor defecţiuni care conduc la oprirea din producţie a sondei, sau la micşorarea capacităţii de producţie a stratului productiv.

Situaţiile care pot constitui puncte de plecare pentru iniţierea unor operaţii de intervenţii la sonde se prezintă într-o gamă variată:

- defecţiuni ale echipamentului de adâncime cu care este utilată sonda; - schimbarea unor componente uzate ale instalaţiei de suprafaţă;- modificări în programul de exploatare al sondei prin:

• schimbarea metodei de extracţie a sondei; • modificarea unor parametrii ai regimului de lucru;

- prezenţa în coloana de exploatare sau în coloana de extracţie a unor elemente care împiedică deplasarea normală a fluidelor spre suprafaţă (parafină, nisip).

În zona de strat din jurul sondei poate avea loc o micşorare a permeabilităţii absolute a rocilor stratului sau o blocare parţială sau totală a curgerii hidrocarburilor din strat spre gaura de sondă provocată de cauze (naturale sau tehnice) ce au fost menţionate în capitolul 1,.

Pentru remedierea tuturor acestor neajunsuri, în practica de şantier, se aplică o varietate de procedee de lucru.

Operaţiile de intervenţie pot fi clasificate după sistemul de exploatare al sondelor şi după specificul operaţiei astfel: a) Intervenţii specifice pentru sondele în erupţie naturală şi artificială: • deparafinarea ţevilor de extracţie; • curăţirea dopurilor de nisip din ţevile de extracţiei sau din coloană; • instrumentaţii pentru cuţite de deparafinare, cabluri, manometre şi

termometre de adâncime scăpate accidental în sondă. b) Intervenţii specifice sondelor în pompaj cu prăjini: • deparafinarea ţevilor de extracţie; • deparafinarea prăjinilor de pompare; • schimbarea pompelor uzate sau a pistoanelor uzate; • manevrarea pompei de extracţie sau a pistonului pentru control; • introducerea separatoarelor de gaze şi nisip de adâncime;

• instrumentaţii după prăjini de pompare, ţevi de extracţie rupte sau smulse din filet, sau după alte dispozitive de curăţire.

c) Operaţii speciale: • introduceri şi fixări de pachere; • operaţii de intensificare a afluxului de fluide din strat spre gaura de

sondă: tratamente chimice, fisurări hidraulice, tratamente termice;

3

• reperforări sau perforări adiţionale de strate.Majoritatea intervenţiilor se rezumă la manevre de ţevi de extracţie, de

prăjini de pompare, operaţii cu cablu (pistonat, curăţarea cu lingura, lăcărit, deparafinări mecanice).

Lucrările de intervenţii presupun oprirea din producţie a sondelor. Ele conduc la imobilizarea unor utilaje şi forţe de muncă necesare rezolvării cauzelor care le-au generat şi acest lucru duce la cheltuieli însemnate, care influenţează costul tonei de ţiţei.

4.2. Instalaţii, utilaje şi scule de manevră utilizate la operaţiile de intervenţii

Operaţiile de intervenţii se deosebesc de operaţiile de reparaţii capitale,

în afară de durata lor mult mai scurtă şi prin faptul că utilizează de obicei echipamentul normal al sondelor. Ele se execută cu trolii mobile sau trolii fixe de tip uşor.

Pentru manevrarea ţevilor de extracţie şi a prăjinilor de pompare se folosesc ca instalaţii de ridicare turlele de producţie sau masturile cu sistemul geamblac – macara – cârlig şi troliile de intervenţii.

Instalaţiile de intervenţii pot fi fixe, semitransportabile şi transportabile.

Tendinţa permanentă pentru îmbunătăţirea constructivă şi funcţională a instalaţiilor, impusă de necesitatea obţinerii unei eficienţe tehnico – economice, respectiv sporirea debitului efectiv al sondei prin intervenţii şi reparaţii rapide şi de calitate, a condus la construirea troliilor şi instalaţiilor de intervenţii şi reparaţii transportabile pe pneuri.

Pentru efectuarea lucrărilor de intervenţii şi reparaţii şi punere în producţie a sondelor, există în prezent o gamă largă de instalaţii de intervenţii de capacităţi corespunzătoare unui mare interval de adâncimi de lucru (tabelul 4.1).

Tabelul 4.1. Instalaţii de intervenţiiTip P - 80 T – 50B P - 32 P - 20 IC – 5M16

Sarcina maximă la cârlig ( t)

80 50 32 20 16

Adâncimea de lucru ţevi de extracţie 2 7/8 in

6300 4500 2600 2000 1700

Numărul de fire la sistemul manevră

6 6 6 6 6

Numărul tobelor 2 2 2 2 2 Transmisia pentru: masa rotativă

Da Da Nu Nu Nu

Pompă Da Nu Da Da Nu Cap hidraulic cu antrenare hidraulică

Nu Nu Da Da Nu

Înălţimea liberă a mastului (m) 33,4 27,5 25,2 25,2 15,4

Puterea motorului de antrenare (CP)

480motor

350 motor

215motor

215 motor

212 motor

4

separat separat camion camion camion

Pentru manevrarea în sonde a garniturilor de ţevi de extracţie şi a prăjinilor de pompare şi pentru executarea operaţiilor de curăţire, pistonare se folosesc împreună cu instalaţiile de ridicare (turle, masturi, trolii de intervenţii) o serie de scule de manevră cum ar fi: • elevatoarele pentru ţevi de extracţie şi prăjini de foraj sunt scule care

se leagă de macara prin intermediul cârligului şi chiolbaşilor şi au rolul de a prinde ţevile de extracţie sau prăjinile de foraj pentru manevră;

• chiolbaşii numiţi şi braţe sunt două piese identice confecţionate din oţel dintr-o singură bucată prin matriţare, care fac legătura între cârlig şi elevator;

• broasca cu pene pentru ţevi de extracţie are rolul de a susţine ţevile de extracţie prinzându-le de corp cu ajutorul unor pene;

• pene pentru prăjini de foraj şi ţevi de extracţie servesc pentru prinderea şi suspendarea garniturii în masa rotativă;

• cleşti pentru ţevi de extracţie – se folosesc pentru înşurubarea şi deşuru- barea ţevilor de extracţie şi din punct de vedere constructiv există:

- cleşti cu două articulaţii pentru corp şi pentru mufe; - cleşti cu bac continuu;

• cleşte mecanizat pentru ţevi de extracţie şi prăjini de foraj cu grup de acţionare hidraulic;

• elevatoare pentru prăjini de pompare; • agăţătoare pentru prăjini de pompare au rolul de a suspenda prăjinile în

de pompare în turlă, pentru a le ţine întinse şi a le feri de murdărie. Sunt construite în două variante:

- tip A cu traversă dreaptă; - tip B cu traversă circulară (policandru). • chei pentru prăjini de pompare folosite la înşurubarea şi deşurubarea

prăjinilor de pompare, construite pentru a prinde de pătratul prăjinii sau de mufă. Se construiesc în două variante:

- chei fixe fabricate dintr-o singură bucată prin forjare; - chei cu articulaţie, care au capul şi coada articulate.

4.3. Omorârea sondelor

4.3.1. Aspecte generale

Operaţia de omorâre a unei sonde se execută cu scopul de a asigura la nivelul stratului productiv condiţiile de ţinere în respect a acestuia, prin întreruperea afluxului de fluid pentru o perioadă de timp.

Această operaţie se realizează prin introducerea în gaura de sondă a unui fluid cu o anumită densitate, astfel încât presiunea pfo exercitată de această coloană de fluid asupra stratului productiv să fie mai mare decât presiunea fluidelor conţinute în strat pstrat:

(4.1)

unde: H este adâncimea stratului productiv; ρfo – densitatea fluidului de omorâre.

5

Prin aplicarea operaţiei de omorâre se poate evita pericolul scăpării erupţiei de sub control, respectiv se poate opri o manifestare eruptivă liberă a sondei, când este necesară extragerea coloanei de ţevi de extracţie şi nu se recurge la folosirea unui dispozitiv de extragere a acesteia sub presiune, sau este necesar să se demonteze unele elemente ale instalaţiei de la gura sondei.

Alegerea fluidului de omorâre are o deosebită importanţă. În funcţie de condiţiile existente în sondă şi de caracterul operaţiei ce trebuie executată se poate folosi ca fluid de omorâre ţiţei, apă sau noroi. În general, apa trebuie evitată în operaţiile de omorâre, atunci când stratul omorât trebuie să fie repus în producţie şi când presiunea este relativ mică.

Apa dulce, care pătrunde în porii stratului productiv la contactul său cu ţiţeiul produce fenomene molecular – superficiale, care provoacă o reducere importantă a permeabilităţii efective faţă de ţiţei. În acest caz nisipurile cu permeabilitate absolută mică, împiedică ieşirea apei spre sondă şi îngreunează foarte mult operaţiile de punere în producţie, făcând necesară crearea unei diferenţe de presiune foarte mare între strat şi sondă.

Apa se recomandă ca fluid de omorâre la strate ce se cimentează sub presiune în vederea abandonării şi la sondele de gaze cu presiune mare, întrucât nu se gazeifică uşor.

De asemenea apa sărată se foloseşte sub formă de dop de separare între fluidul din sondă şi noroi pentru a împiedica gazeificarea noroiului.

Ţiţeiul curat este cel mai bun agent pentru omorârea sondelor de producţie cu presiuni mici de strat.

Dacă cerinţele de contrapresiune asupra stratului impun un fluid cu densitate mare se va folosi un fluid de foraj.

Condiţiile pe care trebuie să le îndeplinească acest fluid de omorâre pentru a se evita efectele negative asupra stratului sunt următoarele: - vâscozitate mică pentru a fi mai uşor pompat; - filtraţie mică încât în stratul productiv să pătrundă cât mai puţină apă; - turta cât mai redusă, dar compactă, pentru a micşora filtrarea apei. Presiunea exercitată de coloana de fluid de omorâre pfo se recomandă a fi cu 20 – 50 bari (20 – 50)∙105 Pa) mai mare decât presiunea statică a stratului şi astfel se poate determina densitatea fluidului de omorâre ρfo cu relaţia 4.2.

, (4.2)

în care: . *

Pentru formaţiunile ale căror presiuni statice nu sunt cunoscute se recomandă a se lucra cu noroi cu aceeaşi densitate ca a celui folosit în timpul traversării prin foraj a formaţiunii respective, fără ca sonda să fi prezentat fenomene de manifestare.

4.3.2. Procedee de omorâre a sondelor.

În funcţie de condiţiile existente şi de construcţia sondei se pot folosi mai multe sisteme de omorâre a sondelor: a) omorârea normală a sondelor prin ţevile de extracţie; b) omorârea sondelor prin coloană;

6

c) omorârea sondelor prin lubricare; d) omorârea prin ţevile de extracţie perforate.

a. Omorârea sondelor prin ţevile de extracţie.

La majoritatea sondelor, fluidul de omorâre este introdus prin interiorul coloanei de ţevi de extracţie, iar evacuarea fluidului din sondă se face prin spaţiul inelar, până când sonda se umple cu fluid de omorâre.

Pentru operaţiile de omorâre se utilizează agregate de pompare mobile, care pot realiza presiuni până la 1050 bar.

În figura 4.1. se poate urmări schema instalaţiei de omorâre a sondelor prin ţevile de extracţie, pentru cazul echipării sondei cu un cap de erupţie cu două braţe sau cu un braţ.

Fazele operaţiei de omorâre a sondelor prin ţevile de extracţie se succed în modul următor:

• Se realizează o presiune la agregat cu 5 – 10 bari mai mare decât cea din capul de erupţie. In această fază ventilele de pe traseul haba cu fluidul de omorâre – ţevile de extracţie sunt deschise şi ventilele ce fac legătura cu coloana sunt închise. • Se deschide ventilul de la coloană după ce presiunea din coloană creşte cu 15 – 20 bari şi se începe scurgerea fluidului din spaţiul inelar,prin duza reglabilă de la capul de erupţie, spre parcul de separatoare. Manevrarea duzei reglabile se va face în concordanţă cu debitul de fluid care se introduce în sondă şi cu presiunea din coloană. • Se continuă introducerea fluidului de omorâre, urmărind scăderea presiunii în coloană şi când se consideră că stratul nu mai produce, se deschide complet duza pentru evacuarea ţiţeiului din sondă şi pentru realizarea circulaţiei cu fluidul de omorâre.

Fig. 4.1.Schema instalaţiei de omorâre a unei sonde prin ţevile de extracţie

7

• Fluidul de omorâre este dirijat spre batal când apare la robinetul de scurgere de la port – duză şi continuă să se facă circulaţie în sondă o perioadă de timp (cca. 30 – 60 minute).

În timpul omorârii sondei, presiunea în ţevile de extracţie ajunge la zero, se menţine câtva timp şi apoi începe să crească uşor datorită frecărilor şi contrapresiunii din coloană.

Operaţia este reuşită, dacă oprind pomparea, sonda este liniştită şi fluidul nu mai iese din sondă pentru că stratul nu mai produce.

După ce se constată acest lucru, se poate trece la efectuarea celorlalte operaţii programate la sondă.

Omorârea sondelor prin ţevile de extracţie prezintă următoarele avantaje: - durată mai mică a operaţiei deoarece ţevile de extracţie au un volum

interior mai mic decât spaţiul inelar şi se umplu mai repede cu fluid de omorâre;

- necesită presiuni de lucru mai mici şi deci se pot realiza debite mai mari;

- posibilitatea de contaminare cu gaze este mai mică, datorită suprafeţei mici în secţiunea transversală a ţevilor de extracţie, când viteza de deplasare a fluidului prin interiorul acestora este mai mare.

b. Omorârea sondelor prin coloană

Această metodă este recomandată la sondele cu presiuni foarte mari, peste 250 – 300 bari (300∙105 Pa) când coloana de exploatare este solicitată aproape de limita ei de rezistenţă.

Fazele necesare pentru operaţia de omorârea sondelor prin coloană sunt următoarele:

• Se montează legăturile de la agregatul de pompare la coloană, având demontată supapa ventilului de reţinere.

• Se va face o presiune în linia de pompare mai mare decât cea din coloană şi se începe pomparea fluidului de omorâre prin spaţiul inelar.

• Se deschide duza reglabilă de la capul de erupţie, pentru evacuarea fluidului din ţevile de extracţie.

• Se urmăreşte presiunea în ţevile de extracţie pentru stabilirea ritmului de scurgere a fluidului de omorâre. După o creştere a presiunii în ţevi în domeniul de 20 – 50 bari, începe scurgerea fluidului de omorâre prin duza reglabilă într-un ritm din ce în ce mai mare.

Cu cât se menţine o presiune mai mare în ţevile de extracţie, cu atât există mai multă siguranţă că stratul nu va debita şi fluidul de omorâre se va contamina în proporţie mai mică.

La omorârea sondei prin coloană, când noroiul ajunge la capătul superior al ţevilor de extracţie, presiunea în ţevi este încă mare din cauza contaminării cu gaze a noroiului. Pe măsură ce se circulă noroiul, presiunea scade şi când noroiul nu mai este contaminat, cu gaze presiunea este mai mică.

Dacă, la oprirea circulaţiei, sonda nu mai debitează înseamnă că operaţia de omorâre este reuşită. În general, pentru omorârea completă a unei sonde, trebuie să se circule un volum de fluid egal cu 1,5 – 2 ori volumul găurii de sondă. O parte din noroi (aproximativ un volum corespunzător cu volumul ţevilor de extracţie) se pierde din cauza contaminării cu gaze şi trebuie eliminat din circuit.

8

c. Omorârea sondelor prin lubricare

Metoda constă în introducerea lichidului de omorâre în sondă cu ajutorul unui lubricator montat deasupra capului de erupţie (fig. 4.2) sau direct peste ventilul principal de siguranţă (fig. 4.3). Acest procedeu se utilizează în cazurile când nu se poate obţine circulaţie în sondă, deoarece ţevile de extracţie sau coloana sunt blocate, fie pentru că ţevile de extracţie nu sunt introduse în sondă, cum ar fi în timpul operaţiei de perforare, când sonda începe să manifeste.

Fig. 4.2. Schema omorârii sondei când ţevile sunt blocate

Blocarea poate fi realizată de dopuri de nisip, depuneri de parafină, instrumente scăpate în sondă sau chiar turtirea coloanei.

Lubricatorul este un burlan cu lungime de cca. 10 – 12 m şi cu diametrul între 8 – 10 in. Operaţia de omorâre a unei sonde cu un lubricator montat deasupra capului de erupţie, când ţevile de extracţie sunt blocate (fig. 4.2) se execută astfel: • Se pompează apă sărată sau noroi în lubricator prin ventilul 7, până când acesta se umple şi deversează la batal prin ventilul 1.

9

• Se închide ventilul 7 şi apoi ventilul 1, se face comunicaţie cu coloana de exploatare prin deschiderea ventilului 2, dar şi a ventilelor 3, 4, 5 şi 6. Apa sărată pătrunde în coloană, iar în locul ei vine fluidul din sondă (ţiţei şi gaze). • Verificarea umplerii lubricatorului cu fluidul din coloană se realizează prin deschiderea ventilului 8 de la lubricator. • Se închide comunicaţia cu coloana, se deschide ventilul 1 şi ventilul 7 pentru pomparea apei sărate în lubricator. Aceasta elimină ţiţeiul şi gazele din lubricator. Se va întrerupe pomparea apei în lubricator, când aceasta apare la batal prin ventilul 1. Operaţia se repetă până la umplerea coloanei cu apă sărată.

Fig. 4.3. Schema omorârii sondei când spaţiul inelar este blocat

Dacă spaţiul inelar este blocat, se vor umple ţevile de extracţie prin lubricare conform schemei 4.3. procedând astfel:

- Se pompează apă sărată în lubricator prin ventilul 1, până când acesta se umple. Ventilul 2 este închis în acest timp, iar ventilele 3 şi 4 sunt deschise, prin ele trecând apă sărată.

10

- Se închid ventilele 1 şi 4, apoi se deschide ventilul 2 prin care apa sărată din lubricator curge prin ţevi spre talpa sondei, iar ţiţeiul şi gazele din sondă fiind mai uşoare,se ridică în lubricator.

- Se închide ventilul 2 când lubricatorul s-a umplut cu lichid din sondă. - Se scurge presiunea din lubricator. După închiderea ventilului de scurgere a presiunii, etapele de pompare a

apei sărate în sondă se reiau în succesiunea prezentată, pentru evacuarea ţiţeiului din sondă.

Operaţia se execută până când gaura de sondă se umple cu apă sărată, creând contrapresiunea necesară pe strat.

d. Omorârea prin ţevile de extracţie perforate

Metoda se foloseşte în cazurile când ţevile de extracţie sunt înfundate la partea inferioară cu nisip şi alte obiecte sau instrumente scăpate accidental.

Dacă ţevile de extracţie sunt blocate numai cu nisip, fără alte corpuri sau obiecte metalice, se poate proceda la o spălare a nisipului cu ajutorul unei garnituri de ţevi de extracţie cu diametru mic de 1 1/4 in, utilizând noroi ca lichid de spălare cu densitatea cerută de adâncimea dopului şi de presiunea stratului.

În cazul când blocarea este datorită nu numai nisipului, ci şi unui obiect metalic înfundat în nisip, se utilizează direct metoda de perforare a ţevilor de extracţie şi omorârea în continuare a sondei cu noroi cu caracteristici adecvate.

Se va proceda în felul următor: • Se măsoară adâncimea dopului de nisip în ţevile de extracţie.• Se va introduce prin coloana de ţevi existentă în sondă o coloană de ţevi

de diametru 1 1/4 in pentru înlocuirea fluidului din ţevile de extracţie cu noroi cu densitatea corespunzătoare. În timpul manevrelor cu această garnitură de ţevi, sonda va fi asigurată cu un prevenitor cu bacuri pentru garnitura de ţevi de diametru mic.

• Se extrag ţevile de extracţie de diametru mic (1 1/4 in) după aducerea fluidului adecvat în ţevile existente iniţial în sondă.

• Se va introduce un perforator special cu ţevile de 1 1/4 in. Acest perforator se armează la adâncimea dorită în ţevile de extracţie (existente iniţial in sondă) printr-o mişcare la stânga a garniturii de introducere.

cu ajutorul unei rozete perforatoare, prin tracţiuni repetate ale corpului perforatorului, se perforează peretele ţevii de extracţie pe o lungime de 2 – 5 m deasupra dopului.

După perforarea ţevilor de extracţie, dacă fluidul din ţevile de extracţie este mai greu decât cel din spaţiul inelar, se va observa o uşoară creştere a presiunii la manometrul de la coloană şi o scădere a nivelului în ţevi..

• Se pompează încet fluidul de omorâre prin ţevi cu spaţiul inelar închis. Acest fluid trece prin perforaturile din ţevi în spaţiul inelar al sondei.

• Se deschide încet duza reglabilă, când presiunea în coloană creşte cu cca. 10 bari (10∙105 Pa).

Pe măsură ce fluidul de omorâre se ridică în spaţiul inelar, presiunea în coloană scade.

• Se circulă în continuare, cu presiunea 0 la coloană, până se constată că fluidul care iese din sondă este omogen şi cu caracteristici identice cu ale fluidului care se pompează prin ţevi. În acest moment sonda este omorâtă. • Se începe extragerea ţevilor de extracţie.

11

Toate manevrele cu ţevile de extracţie se fac cu o instalaţie de prevenire completă pentru asigurarea sondei contra eventualelor manifestări accidentale. În timpul extragerii ţevilor de extracţie, sonda va trebui să rămână plină cu fluid de omorâre şi în acest scop se va pompa fluid de omorâre la fiecare 2 – 4 dubli extraşi, pentru a completa volumul dislocuit de ţevile de extracţie.

4.4. Deparafinarea echipamentului sondelor de extracţie

4.4.1. Aspecte generale

În cursul exploatării unui zăcământ de hidrocarburi, din fluidele care se deplasează din strat, în sondă şi în instalaţiile de suprafaţă se separă, în anumite condiţii de presiune şi temperatură, o mare cantitate de particule sub formă solidă, care se depun în diferite puncte ale acestui traseu.

Parafina sau ceara de petrol reprezintă faza solidă de formula CnH2n+2

începând de la C16H34 până la C64H130. Parafina ca fază solidă aşa cum este cunoscută în şantier reprezintă un amestec de componenţi lichizi, de produse solide (parafină, cerezine) sub formă de cristale fine, la care se adaugă substanţe asfaltoase, răşini, nisip, marnă, argilă.

După conţinutul în greutate al parafinei, ţiţeiurile din ţara noastră se împart în trei categorii: - ţiţeiuri parafinoase cu un conţinut mai mare de 2 % parafină; - ţiţeiuri semiparafinoase cu un conţinut de 1 – 2 % parafină; - ţiţeiuri neparafinoase cu un conţinut mai mic de 1 % parafină.

Separarea şi depunerea parafinei din ţiţei este mult influenţată de temperatură şi de presiune.

Prin scăderea temperaturii se atinge o temperatură de început de cristalizare a parafinei, iar prin scăderea presiunii o parte din hidrocarburi ies din soluţie, astfel încât capacitatea de dizolvare a particulelor solide scade. Temperatura de început de cristalizare este cuprinsă între 35¤– 38¤ C, ceea ce ar corespunde unei adâncimi de depunere a parafinei între 600 şi 1000 m. conform gradientului geotermic şi în funcţie de calitatea ţiţeiului.

Parafina se separă din ţiţei în cristale mici, care, din cauza mişcării fluidului, vin în contact unele cu altele, aglomerându-se în jurul unui nucleu, care poate fi un corp străin ca nisip, marnă sau chiar particule fine metalice provenite ca urmare a fenomenelor de coroziune Aceste aglomerări de cristale de parafină se depun pe pereţii ţevilor de extracţie, fenomenul fiind accentuat de rugozitatea ţevilor de extracţie. Depunerea de parafină este accentuată la sondele care produc cu intermitenţă, datorită scurgerilor repetate ale ţiţeiului pe pereţii interiori ai ţevilor de extracţie.

Zonele în care are loc depunerea de parafină conform condiţiilor menţionate sunt:

- în porii stratului – în zona din imediata apropiere a găurii de sondă; - la ieşirea din strat pe coloana de exploatare la sondele de adâncimi mici- în interiorul coloanei de ţevi de extracţie pe prăjinile de pompare la

sondele care produc în pompaj de adâncime;- în interiorul instalaţiei de suprafaţă şi al conductelor de amestec.

12

Depunerile de parafină produc micşorarea capacităţii de producţie a sondelor, datorită înfundării porilor la ieşirea din strat şi pe de altă parte prin micşorarea secţiunii de curgere a fluidelor prin ţevile de extracţie.

Metode pentru diminuarea şi combaterea depunerilor de parafină sunt:- metode de prevenire prin care se evită sau se întârzie precipitarea şi

depunerea parafinei;- metode de curăţire şi îndepărtare a parafinei depuse în echipamentul

prin care circulă ţiţeiul parafinos de la talpă la separator.

4.4.2. Prevenirea depunerii parafinei.

Menţinerea parafinei în suspensie şi antrenarea ei sub formă de cristale sau aglomeraţii de cristale la suprafaţă şi solubilitatea parafinei în ţiţei depinde de regimul de curgere a amestecului şi de regimul termodinamic al sondei..

Din aceste considerente rezultă următoarele mijloace pentru prevenirea depunerii parafinei: a) Menţinerea gazelor în soluţie prin alegerea unui ritm de exploatare corespunzător unei presiuni superioare presiunii de saturaţie şi prin asigurarea unor pierderi de presiune cât mai mici în ţevile de extracţie. b) Evitarea schimbării bruşte de presiune prin următoarele măsuri: - evitarea folosirii duzelor de fund; - evitarea utilizării coloanelor de ţevi de extracţie telescopice; - evitarea pe cât posibil a utilizării supapelor de pornire în zona de pa-

rafinare a ţevilor de extracţie; - controlarea atentă a etanşeităţii mufelor şi a corpului ţevilor de

extracţie. c) Influenţarea condiţiilor de temperatură prin: - prevenirea pierderilor de căldură pe traseul parcurs de ţiţei; - încălzirea ţiţeiului înainte de a se ridica din talpa sondei cu o

temperatură favorabilă depunerii parafinei. d) Evitarea intermitenţelor şi a pulsaţiilor în funcţionarea sondei.

e) Utilizarea unor agenţi cu activitate de suprafaţă cum ar fi inhibatorii de parafină, care lucrează în sensul preîntâmpinării acumulării de cristale de parafină prin menţinerea în suspensie a unei mari cantităţi de cristale fine.

f) Asigurarea unei suprafeţe netede de circulaţie, prin acoperirea la interior a ţevilor de extracţie cu lacuri speciale sau materiale plastice, pentru a împiedica aderarea cristalelor de parafină. În cazul acestor acoperiri cu lacuri sau materiale plastice, chiar dacă nu se realizează prevenirea totală a depunerii parafinei, procesul de depunere a parafinei în interiorul ţevilor de extracţie este mult întârziat şi curăţirea acesteia se face relativ uşor, datorită adeziunii slabe a parafinei la pelicula de material plastic.

g) Utilizarea unui generator cu ultrasunete cu impulsuri, cu efect de acumulări de bule de gaze pe pereţii interiori ai ţevilor, care vor modifica structura moleculei de parafină cu influenţă asupra micşorării temperaturii de formare a cristalelor.

13

4.4.3. Metode de curăţire a parafinei depuse în echipamentele sondelor de extracţie

Metodele de îndepărtare a parafinei depuse pe pereţii interiori ai coloanei de ţevi de extracţie din sondă, pe prăjinile de pompare sau pe pereţii interiori ai conductelor de amestec, constau în:

• curăţirea pe cale mecanică; • curăţirea termică; • curăţirea chimică. Fiecare din aceste metode diferă în funcţie de sistemul de exploatare al

sondelor şi de modul de echipare al acestora.Instalaţii pentru deparafinare mecanică.

Metodele mecanice de deparafinare constau în răzuirea parafinei, care se depune în timpul procesului de exploatare a hidrocarburilor parafinoase pe suprafeţele metalice prin care acestea circulă, cu ajutorul unor dispozitive speciale numite cuţite.

Cuţitele pentru curăţirea mecanică a parafinei se introduc periodic în ţevile de extracţie la sondele exploatate în erupţie naturală şi erupţie artificială care sunt prevăzute cu instalaţie specială de deparafinare.

Ansamblul de deparafinare se compune din următoarele elemente: • cuţitul de deparafinare; • o prăjină grea (sau tijă) montată deasupra cuţitului pentru a asigura

coborârea acestuia în sondele ce produc cu debit mare sau în rafale; • un racord special pentru cablu sau sârmă; • cablul sau sârma de lansare şi manevră a cuţitului; • un burlan de deparafinare (cap de pistonare sau cap de deparafinare);• o rolă de ghidare a cablului sau sârmei;• un troliu.

După dimensiunile şi construcţia elementelor componente se deosebesc trei tipuri de instalaţii de deparafinare:

- tip greu; - tip mediu; - tip uşor.

1.Instalaţia de tip greu (fig. 4.4) constă din:curăţitor tubular tip A sau lamelar greu tip B, prăjină grea, racord fix, cablu cu diametru de 12 – 16 mm, cap de coloană pentru pistonat şi un troliu de intervenţie. Ghidarea cablului se face peste geamblacul turlei de producţie.

2. Instalaţia de tip mediu (fig. 4.5) constă din: curăţitor de parafină lamelar uşor tip C sau curăţitor cu cuţite tip D, prăjină grea, racord demontabil, cablu cu diametru de 7 – 8 mm, cap de lansare tip A pentru deparafinare şi troliu mobil de deparafinare. Ghidarea cablului se face peste geamblacul montat pe mastul de producţie.

3.Instalaţia de tip uşor constă din: curăţitor lamelar uşor tip C, prăjină grea, racord demontabil, sârmă cu diametru de 1,9 – 2,2 mm, cap de lansare pentru sârmă tip B, peste a cărui rolă se face ghidarea sârmei şi un troliu manual de tipul Iakovlev sau Halliburton, care de obicei sunt folosite la diferite măsurători în sondă.

14

Deparafinarea mecanică a ţevilor de extracţie la sondele eruptive se realizează folosind curăţitoare de parafină standardizate ce sunt schematizate în figurile 4.7. şi 4.8.

Toate aceste cuţite au la partea superioară un cep cu filet cu ajutorul căruia sunt înfiletate la o prăjină grea.

Prăjina grea este o bară de oţel cilindrică, prevăzută la un cap cu cep şi la celălalt cu mufă cu filet de prăjină de pompare.

Rolul acesteia este de a asigura greutatea necesară pentru coborârea cuţitului, mai ales la sondele în erupţie naturală cu presiuni mari, respectiv la sondele ce produc cu debite mari sau în rafale.

Fig. 4.4. Instalaţie de deparafinare de tip greu

15

Geamblac

Turlă

Cablu 12 – 16 mm

Cap de pistonare

Cablu

Racord fix

Curăţitor tip B Prăjină grea

Fig. 4.5. Instalaţie de deparafinare de tip mediu

16

Ancoră

Cap de deparafinare

Cablu de manevră 7-8 mm

Mast

Curăţitor tip C sau tip D

a. b. Fig.4.6.Curăţitoare de parafină pentru sondele în erupţie a. curăţitor tubular tip A; b. curăţitor lamelar greu tip B.

♦ Curăţitorul tubular (teacă) – tip A (fig. 4.6.a.) constă dintr-un corp tubular cu o tăietură longitudinală, având diametrul mai mare la partea inferioară (cu câţiva mm mai mic decât diametrul interior al ţevilor prin care se introduce). Partea terminală a corpului este tăiată la 450, pentru a asigura o avansare mai uşoară, dar şi o răzuire mai bună a parafinei de pe pereţii ţevilor de extracţie. La partea superioară este sudată o reducţie pentru legătura cu prăjina grea.

♦ Curăţitorul lamelar greu tipB (fig. 4.6.b.) este format dintr-o lamă de oţel de 15 mm grosime, şi lungime de 1200 mm răsucită într-un sens în partea

17

superioară şi în sens contrar în partea inferioară, evitând posibilitatea de rotire a curăţitorului în ţevi.

a. b. Fig. 4.7. Curăţitoare de parafină pentru sondele în erupţie a. curăţitor lamela uşor tip C; b. curăţitor cu cuţite tip D.

♦ Curăţitorul lamelar uşor tip C (fig. 4.7.a) este format dintr-o lamă de oţel cu grosimea de 7 mm şi lungimea de 500 mm. Pe suprafaţa corpului curăţitorului, care este răsucit sus şi jos în sensuri contrarii, sunt prevăzute nişte ferestre prin care poate trece uşor ţiţeiul din ţevile de extracţie.

♦ Curăţitorul cu cuţite tip D (fluture) din figura 4.7.b. este format dintr-o tijă de oţel pe care sunt sudate trei etaje de câte patru cuţitecu o formă specială. De la un etaj la altul aşezarea cuţitelor se face decalat cu un unghi de 300, astfel încât cuţitele să asigure întreaga circumferinţă, fapt care asigură o curăţire completă a pereţilor coloanei de extracţie.

18

Ghidarea curăţitorului este asigurată de patru lame arcuite, sudate de corpul tijei la partea de jos.

Fig. 4.8. Racorduri pentru cabluri şi sârmea. racord fix pentru cablu; b. racord demontabil pentru cablu; c. racord demontabil

pentru sârme.

Racorduri pentru cabluri. Din punct de vedere al modului de fixare al cablului sau sârmei se deosebesc următoarele tipuri de racorduri:

a) Racordul fix pentru cabluri cu diametrul de 12 – 18 mm (fig. 4.8.a). El este construit dintr-o bucată de ţeavă de oţel care are la partea inferioară filet pentru înşurubarea la prăjina grea, iar la partea superioară are diametrul mai redus şi prevăzut la exterior cu şanţuri circulare pentru a putea fi prins cu corunca în cazul rămânerii în sondă. În interior racordul are o gaură care este cilindrică jumătate din lungime, iar cealaltă jumătate este conică. Din acest tip de racord cablul nu se poate scoate decât prin tăiere;

b) Racord demontabil pentru cabluri cu diametrul de 7 – 8 mm (fig. 4.8.b) nu necesită tăierea cablului pentru demontare. În interiorul corpului de

a. b. c.

19

oţel se fixează o pană din oţel compusă din două bucăţi şi o teacă din tablă galvanizată, care se asamblează peste nodul cablului.

c) Racordul demontabil pentru sârme de 1,7 – 2,2 mm este reprezentat în figura 4.8.c. La acest tip de racord, capul sârmei se îndoaie în jurul unui cui cu diametrul de 8 mm şi cu lungimea de 20 mm. Extremitatea liberă a capului de sârmă se răsuceşte de câteva ori în jurul sârmei. Nodul acesta cu cuiul sunt reţinute de o pană care intră în corpul racordului.

Burlanul pentru pistonare şi deparafinare (fig.4.9) se montează la capul de erupţie al sondei pentru introducerea curăţitorului de parafină. Acest burlan are diametrul de 31/2 – 4 in şi lungimea de 12 m. Burlanul, la partea superioară, are o mufă în care se înşurubează un cap special pentru etanşare, iar la partea inferioară, are un filet în care se înşurubează o flanşă de legătură la ventilul superior al capului de erupţie. Pe corpul burlanului, la partea inferioară se sudează un ştuţ de 23/8 in la care se montează conducta care serveşte pentru scurgerea în beciul sondei a ţiţeiului care scapă din ţevile de extracţie, prin bacuri, în dispozitivul din capul burlanului.

Capul special de etanşare de la partea superioară a burlanului este numit şi ştergător de ţiţei. Acesta se compune dintr-un corp inferior, un corp intermediar si un capac .În interiorul corpurilor se află garnituri de cauciuc pentru etanşarea cablului şi inele de presare (din două bucăţ) confecţionate din bronz.

Strângerea garniturilor pentru etanşarea pe cablu se face prin rotirea capacului cu ajutorul mânerelor cu care este prevăzut.

Capac

20

Fig.4.9.Burlan pentru deparafinarea1. Deparafinarea mecanică a ţevilor de extracţie la sondele în erupţie

Operaţia de deparafinare se execută cu ajutorul troliului mobil şi constă în următoarele faze:

• Se trece peste geamblac capătul liber al cablului (care este înfăşurat întins pe tobă) cu ajutorul unei sfori de montaj.

• Se introduc pe cablu presgarnitura şi racordul fix şi se face apoi nodul pentru fixarea în racord.

• Se înşurubează la racord prăjina grea (la care se poate ataşa o geală) şi curăţitorul de parafină tip A sau tip B.

• Se introduce în burlan ansamblul de deparafinare. Se montează inelele de presare din bronz şi garniturile de cauciuc,• Se înşurubează presgarnitura la burlanul de deparafinare, care este

montat la capul de erupţie deasupra ultimului ventil.• Se strânge bine capacul presgarniturii pentru asigurarea etanşării

garniturilor de cauciuc pe cablu. • Se ancorează burlanul cu ancore de sârmă în cele patru colţuri ale turlei.

• Se face legătura la conducta de scurgere a burlanului.• După ce instalaţia a fost montată şi controlată, se deschide încet ventilul

superior de la capul de erupţie, observând dacă burlanul nu are scăpări. • Se coboară curăţitorul în ţevile de extracţie până la adâncimea de depunere a parafinei.

Distanţier

Garnituri de cauciuc

Corp intermediar

Corp inferior

Inele de presare

Corpul burlanului

Ştuţ 2 3/8 in

21

Dacă în timpul deparafinării erupţia devine violentă şi se produc pulsaţii puternice, se impune micşorarea duzei la capul de erupţie.

După terminarea curăţirii ţevilor de extracţie, se trage curăţitorul în burlan, se închide ventilul superior de la capul de erupţie, se scurge presiunea din interiorul burlanului, se demontează presgarnitura şi se extrage curăţitorul.

Pentru curăţirea parafinei de pe pereţii ţevilor de extracţie sau a coloanelor de exploatare, se utilizează pe scară mai redusă şi alte tipuri de curăţitoare nestandardizate cum ar fi: curăţitor tip banană (fig. 4.10), cârlig de deparafinare pentru coloană de exploatare (fig. 4.11), curăţitor cu diametru variabil şi lamă mobilă (fig. 4.12), curăţitor cu lamă mobilă şi ştifturi de ghidare, curăţitor cu lame spirale.

a2. Deparafinarea mecanică a ţevilor de extracţie la sondele în erupţie

artificială

Pentru deparafinarea coloanei de ţevi de extracţie la sondele care funcţionează în erupţie artificială se pot folosi aceleaşi instalaţii de deparafinare utilizate la sondele în erupţie naturală, dar se poate utiliza şi un curăţitor special acţionat cu gaze comprimate care necesită montarea unui dispozitiv special la capul de erupţie.

Curăţitorul de parafină acţionat cu gaze comprimate (fig. 4.13) este confecţionat din două plăci metalice sudate în cruce, pe care se sudează o serie de aripioare aşezate înclinat.

La partea superioară curăţitorul are o reducţie prevăzută la exterior cu crestături radiale pentru a putea fi prins şi extras cu o coruncă în cazul rămânerii în sondă.

Fig. 4.10. Cârlig de deparafinare

Fig.4.11. Curăţitor tip banană

Fig.4.12.Curăţitor cu diametrul variabil

şi lamă mobilă

Reducţie cu crestături

Ochi pentru fixare

Corp

Lamămobilă

22

Fig. 4.13. Curăţitor acţionat cu gaze comprimate

Instalaţia necesară pentru utilizarea curăţitorului cu gaze comprimate, schematizată în fig. 4.14, constă dintr-un dispozitiv de lansare format dintr-o ţeavă de 3 1/2 in prevăzută la partea superioară cu un capac amortizor, lateral cu un ştuţ de 2 in, apoi o mufă cu clapă de oprire şi la partea de jos încă un ştuţ lateral de 1/2 in pentru scurgerea presiunii.

Aripi sudate

Arc

Amortizor

Suport opritor

23

Fig. 4.14. Schema instalaţiei de deparafinarecu curăţitor acţionat cu gaze comprimate

În coloana de ţevi de extracţie, sub adâncimea de parafinare, se montează

o reducţie scaun, prevăzută cu amortizor pentru oprirea curăţitorului.Operaţia de deparafinare cu acest curăţitor decurge astfel:• Se montează dispozitivul de lansare pe ventilul superior al capului de

erupţie. Se demontează capacul acestuia şi se introduce curăţitorul care se aşează pe clapa de oprire.

• Se va opri injecţia de gaze prin spaţiul inelar al sondei închizând ventilul 1, apoi se închide şi ventilul 2, prin care trecea amestecul de fluid din sondă. Se deschide apoi ventilul 3 de la partea superioară a capului de erupţie şi se acţionează asupra clapetei opritoare, permiţând curăţitorului să coboare în sondă prin ţevile de extracţie sub propria greutate.

• După lansarea curăţitorului în ţevi se începe injecţia de gaze comprimate prin deschiderea ventilului 4 de la baston pentru împingerea curăţitorului până la reducţia scaun. În acest timp curăţitorul a răzuit parafina depusă pe peretele ţevilor de extracţie.

• Se va opri injecţia de gaze prin ţevile de extracţie, când curăţitorul a ajuns în punctul terminal, prin închiderea ventilului 4 şi se va trece la injecţia normală a gazelor prin spaţiul inelar prin deschiderea ventiluluui1.

Capac cu amortizor

Opritor cu arc

Separator

Gaze comprimate

24

• Evacuarea din sondă a amestecului de ţiţei şi gaze şi dirijarea acestuia spre separator prin dispozitivul de lansare, deschizând ventilul 5.

• Ridicarea curăţitorului în dispozitivul de lansare de fluidul din sondă. Curăţitorul trece de clapa de oprire lovind amortizorul capacului, dar nu poate reveni în sondă, deoarece clapa revine imediat în poziţia închis sub acţiunea unui arc.

• Se deschide ventilul 2 pentru revenirea ţiţeiului la traseul normal prin braţul capului de erupţie şi se închid ventilele 3 şi 5. Pentru extragerea curăţitorului de deparafinare din capul de lansare se vor scurge gazele prin ştuţul inferior de 1/2 in şi apoi se demontează capacul dispozitivului de lansare.

a3. Deparafinarea mecanică a ţevilor de extracţie ţi a prăjinilor de pompare la sondele în pompaj cu prăjini

Deparafinarea ţevilor de extracţie la sondele în pompaj cu prăjini se realizează cu ajutorul unor curăţitoare elicoidale numite screpere (fig. 4.15).

Un screper are corpul de formă cilindrică din oţel cu un diametru mai mic cu 4 – 5 mm decât diametrul interior al ţevilor de extracţie prin care se introduc. Pe suprafaţa corpului sunt prelucrate trei cuţite tăietoare înfăşurate după o elice stânga. La capete are mufe cu filet corespunzător mărimii prăjinilor cu care se introduc.

Fig. 4.15. Curăţitor elicoidal

Curăţitoarele se introduc în locul mufei între două prăjini de pompare pe toată lungimea zonei de depunere a parafinei.

Curăţirea parafinei de pe coloana de ţevi de extracţie, în acest caz, se face în mod continuu prin mişcarea sus jos a garniturii de prăjini de pompare pe o lungime egală cu lungimea cursei de pompare în timpul funcţionării normale, sau în mod periodic pe toată zona de depunere a parafinei prin executarea unei manevre a garniturii de prăjini de pompare pe o distanţă mai mare decât distanţa dintre două curăţitoare.

La sondele echipate cu pompe care se introduc cu prăjinile de pompare, pentru a nu sălta pompa din locul de fixare în timpul acestor manevre se utilizează un dispozitiv de cuplare - decuplare numit baionetă Donţov (fig. 4.16), intercalată în garnitura de prăjini la o adâncime mai mare decât cea la care se depune parafina.

Dispozitivul se compune din două părţi :- ţeava sau teaca baionetei prevăzută în interior cu două canale parale le

de formă specială (fig.4.16 b);

25

- tija de agăţare care intră în teaca baionetei şi se fixează în aceasta cu ajutorul a două aripioare, ce se angajează în canalele practicate în corpul baionetei.(fig.4.16 c).

a . b. c. Fig 4.16.Baioneta Donţov a .dispozitivul baionetă cuplat; b. teaca baionetei; c. tija agăţătoare cu aripioare.

Pentru deplasarea baionetei se lasă o parte din greutatea garniturii de prăjini asupra dispozitivului, se roteşte garnitura la dreapta şi apoi se trage în sus. Pentru cuplare se lasă baioneta în jos şi, automat, aripioarele tijei de agăţare alunecă pe canalele înclinate şi se opresc în porţiunea înfundată a acestora.

La sondele în pompaj echipate cu pompe care se introduc cu ţevile de extracţie nu este necesar acest dispozitiv, deoarece pistonul poate fi ridicat din pompă prin intermediul prăjinilor de pompare fără a se scurge lichidul din ţevi.

O curăţire mai bună a ţevilor de extracţie de parafină, concomitent cu curăţirea tijelor de pompare de parafină, se realizează extrăgând garnitura de prăjini de pompare pentru schimbarea pompelor tip P(R) sau schimbarea pistoanelor la pompele tip T.

Deparafinarea prăjinilor de pompare se face prin răzuirea directă în timpul extragerii acestora din sondă.

Pentru răzuire, de obicei, se foloseşte o sârmă care se înfăşoară în jurul prăjinii şi se ţine întinsă cu două inele(mânere) de un sondor, în timp ce se extrage din sondă garnitura de prăjini de pompare. Acest procedeu este

Tije dezagăţare

Aripioare Teaca baionetei

26

dezavantajos, prezentând pericol de incendiere şi o parte din parafină curge în sondă.

În loc de sârmă se folosesc foarfece de deparafinare, care au două lame prevăzute fiecare cu o scobitură semicirculară. Când sunt strânse lamele formează o deschidere egală cu secţiunea prăjinii.

S-au construit şi se utilizează sporadic în şantier unele ştergătoare speciale pentru curăţirea parafinei de pe prăjinile de pompare.

Fig.4.17.Curăţitor pentru prăjini Fig.4.18.Dispozitiv de curăţire de pompare cu ştergătoare a prăjinilor de pompare de cauciuc. cu cuţit metalic.

În figura 4.17 este schematizat un dispozitiv de curăţire cu ştergătoare de cauciuc care se montează în locul cutiei de etanşare pe prăjina lustruită. Acest dispozitiv este prevăzut cu două plăci de cauciuc semicirculare sau elicoidale, care freacă pe prăjinile de pompare în timpul extragerii din sondă. Parafina răzuită se scurge prin două braţe laterale. Nişte aripioare presate de un arc împiedică pătrunderea parafinei răzuite în ţevile de extracţie.

În figura 4.18 este schematizat dispozitivul de curăţire a parafinei de pe prăjinile de pompare cu un cuţit metalic.

b. .Metode termice de deparafinare a ţevilor de extracţie din sonde

Aceste metode se realizează prin ridicarea temperaturii în zona de depunere a parafinei, încât aceasta să se dizolve şi să fie antrenată în curentul ascendent de fluid din sondă.

Căldura necesară topirii parafinei se obţine prin: - circularea unui agent termic în sondă; - folosirea unui sistem de încălzire electrică a ţevilor de extracţie. b1 .Deparafinarea ţevilor de extracţie prin circularea unui agent termic.

Se poate utiliza aburul ca agent termic, care se introduce în spaţiul inelar şi iese prin ţevile de extracţie împreună cu ţiţeiul încălzit.

Prăjină de pompare

Braţe laterale

Ţevi de extracţie

Aripioare

Plăci de cauciuc

Cuţit

Prăjină de pompare

Arc

Ţevi de extracţie

27

La sondele în erupţie artificială, aburul se introduce odată cu gazele ce se injectează în sondă pentru ascensiune.

La sondele în pompaj se scurge presiunea din coloană şi apoi se racordează generatorul de abur la coloană.

Deparafinarea ţevilor din aceste sonde se desfăşoară în patru etape: 1) se injectează aburul în coloană, menţinând pompa în funcţiune

aproximativ 15 minute; 2) se continuă injecţia de abur, dar sonda se opreşte din funcţiune timp de

15 minute, pentru a realiza încălzirea ţiţeiului în repaus şi topirea parafinei de pe pereţii ţevilor;

3) se repune sonda în funcţiune 15 minute, paralel cu injecţia de abur;4) se opreşte din nou sonda cca. 15 minute pentru încălzirea ţiţeiului în

repaus. Se opreşte injecţia de abur şi sonda este trecută în funcţionare continuă. Se mai poate introduce în sondă un alt fluid încălzit prin circulaţie directă sau inversă. Folosirea fluidelor calde are avantajul că nu-şi schimbă volumul, prin cedarea căldurii înmagazinate, pe când aburul, prin condensare, îşi micşorează mult volumul de circulaţie. Cel mai utilizat agent termic este ţiţeiul neparafinos sau semiparafinos încălzit la 60 – 800 C. Apa, cu toate că are o capacitate termică mai bună, nu se recomandă, deoarece poate avea o influenţă dăunătoare asupra productivităţii stratului exploatat.

b2. Deparafinarea ţevilor de extracţie cu încălzitoare electrice

După modul cum se face transformarea energiei electrice în energie calorică se deosebesc două tipuri de încălzitoare:

- încălzitor electric cu rezistenţă; - încălzitor electric cu inducţie.

Încălzitorul electric cu rezistenţă (fig. 4.19) constă din doi conductori legaţi în serie, cu rezistenţe diferite. Aceşti conductori sunt coloana de ţevi de extracţie echipată cu mufe izolate şi coloana de exploatare. Căldura degajată de ţevile de extracţie la trecerea curentului electric va fi mai mare decât cea din coloana de exploatare, datorită diferenţei de secţiune (Aţevi > Acoloană → deci Rt > Rc ) şi pe baza legii Joule – Lenz rezultă Qt > Qc

sau: (4.3)

unde: Q este cantitatea de căldura ce se degajă (în ţevi Qt, în coloană Qc); I – intensitatea curentului electric; Rt – rezistenţa electrică a coloanei de ţevi de extracţie; Rc– rezistenţa electrică a coloanei de exploatare; t – durata de trecere a curentului electric prin cei doi conductori.

În cazul utilizării unui astfel de încălzitor electric pentru deparafinare trebuie să se asigure elementele necesare de izolare a ţevilor de extracţie faţă de coloana de exploatare prin mufe izolatoare şi un dispozitiv de contact la capătul inferior al ţevilor pentru închiderea circuitului electric între ţevi şi coloană.

La sondele exploatate în pompaj circuitul este format din prăjini şi ţevi de extracţie, punctul de contact fiind pistonul pompei pentru sonde de mică adân-

cime sau un dispozitiv de contact de arcuri montat pe prăjini sub adâncimea de parafinare.

28

Fig.4.19 .Schema deparafinării Fig.4.20 .Schema deparafinării

ţevilor de extracţie ţevilor de extracţie cu încălzitor electric cu încălzitor prin inducţie

Încălzitorul cu inducţie (fig. 4.20) constă dintr-un corp cilindric de metal (ţeavă de extracţie), îmbrăcat cu material izolant peste care se înfăşoară o bobină cu sârmă de cupru, acoperită la rândul său cu material izolant şi întregul ansamblul este închis într-o manta. Capătul inferior al bobinei se sudează la corpul metalic, iar cel superior se leagă la dispozitivul de contact cu coloana de exploatare. Încălzitorul fiind montat în coloana de ţevi la o anumită adâncime, alimentarea se va face prin intermediul ţevilor de extracţie şi al coloanei de exploatare legate la sursa de curent. Încălzirea este provocată de curentul alternativ indus.

c. Metode chimice de deparafinare a ţevilor de extracţie

Aceste metode constau în introducerea în ţevile de extracţie a unui solvent, fie în stare pură, fie dizolvat într-un lichid. Tipul de solvent necesar la fiecare sondă, cantitatea necesară pentru tratare, proporţia faţă de agentul de transport,durata tratării şi frecvenţa operaţiilor de se stabilesc pe cale experimentală, prin luarea de probe de parafină brută curăţată de pe pereţii ţevilor de extracţie şi examinarea gradului de solubilitate corespunzător diferiţilor solvenţi în aceleaşi condiţii de lucru. Pentru dizolvarea parafinei se pot utiliza: sulfura de carbon, tetraclorura de carbon, clorura de metilen,cloroform, butan, fie sub forma unui singur component, fie sub forma unui amestec de mai mulţi solvenţi. Pentru transportul solventului în gaura de sondă se poate folosi: benzină, petrol lampant, motorină, ţiţei neparafinos.

Pentru deparafinarea ţevilor din sondele eruptive se procedează astfel: - Se introduce solventul prin ţevile de extracţie ,unde este lăsat timp de

3 – 4 ore menţinând sonda închisă pentru dizolvarea parafinei.- Se deschide sonda pentru un timp scurt pentru curăţire.

U U

29

- Se închide din nou sonda şi se introduce solvent. Operaţia se repetă de câteva ori în succesiunea menţionată, apoi se

repune sonda în funcţionare normală.Introducerea solventului cu o densitate mai mare decât a fluidului din

sondă se face prin lubricare.

La sondele în pompaj este indicată aplicarea circulaţiei solventului. Se măreşte debitul sondei crescând elementele de pompare, astfel încât

se reduce submergenţa. Se introduce solventul în spaţiul inelar coloană de exploatare – ţevi de

extracţie apoi este aspirat de pompă împreună cu fluidul din sondă şi refulat în ţevile de extracţie.

Când solventul ajunge la capul de pompare se dirijează în spaţiul inelar şi se face circulaţia amestecului ţiţei – solvent până se obţine curăţirea depunerilor de parafină din ţevile de extracţie.

Înainte de a reintroduce în circuit amestecul de ţiţei – solvent care a fost extras din sondă se va face o separare a parafinei antrenate din sondă.

4.4.4. Deparafinarea instalaţiei de la gura sondei

Sondele care produc ţiţei parafinos creează probleme de depunere a parafinei şi în instalaţia de suprafaţă: cap de erupţie şi conducta de amestec.

a Deparafinarea capului de erupţie se realizează

- pe cale mecanică; - pe cale termică.

Pentru deparafinarea mecanică este indicat a se folosi un ansamblu de curăţire numit dispozitivul de curăţire tip Ştefănescu (fig.4.21).

Fig.4.21. Dispozitiv mecanic de curăţire a braţului capului de erupţie

PistonCurăţitor

TijăCilindruAmortizor

Racord

Conductă cu ventil de scurgerea presiunii

Conductă1/2in

30

Acest dispozitiv constă dintr-o tijă metalică, având la un capăt un curăţitor răsucit în dublu sens şi la celălalt capăt un piston. Dispozitivul se racordează cu extremitatea unde este curăţitorul la ventilul de la crucea capului de erupţie, iar cealaltă extremitate se pune în legătură cu spaţiul inelar, unde presiunea este superioară celei din ţevile de extracţie şi aceasta va acţiona asupra pistonului împingând curăţitorul până la capătul braţului de erupţie. Se va închide legătura dispozitivului cu coloana şi se scurge presiunea care a acţionat asupra pistonului şi astfel curăţitorul va ajunge în poziţia iniţială.

Deparafinarea pe cale termică a braţelor capului de erupţie se realizează cu ajutorul generatorului de abur racordat la capul de erupţie.

b.Deparafinarea conductei de amestec se poate realiza pe cale

- mecanică, - termică - chimică.

Deparafinarea mecanică a parafinei de pe conducte se face cu ajutorul unor curăţitoare speciale numite godevile.

Godevilul (fig. 4.22) este un dispozitiv compus dintr-o tijă centrală, cu una sau mai multe articulaţii, pe care se fixează un grup de aripi răzuitoare, nişte pârghii, care au la capete nişte rotiţe dinţate pentru ghidare şi nişte suporţi pentru montarea unor garnituri de etanşare. Articulaţiile permit godevilului să treacă cu uşurinţă prin curbele conductei. Garniturile de etanşare confecţionate din piele sau cauciuc sintetic au rolul de a pune în mişcare godevilul sub acţiunea fluidului şi de a împinge parafina răzuită de pe conductă.

Aripile răzuitoare sunt nişte lamele de oţel cu rol de curăţire a parafinei. Roţile dinţate, executate din oţel ghidează curăţitorul şi împiedică rotirea lui.

Pentru lansarea şi primirea godevilelor, se realizează nişte legături speciale la conductele de amestec, numite conducte de ocol, prevăzute cu ventile pentru dirijarea fluidelor o perioadă scurtă necesară introducerii şi extragerii acestor curăţitoare.

Ansamblul de conducte şi ventile necesare introducerii şi extragerii godevilului se numesc staţii sau gări de lansare şi primire a godevilelor.

Fig. 4.22. Godevil

Tijă centralăArcArc

Garnituri din piele

PârghiiRoţi directoare

Suport PârghiiRoţi directoare

Cuţite curbate

Articulaţie

31

Deparafinarea pe cale termică a conductelor se face prin injectarea de abur supraîncălzit sau ţiţei fierbinte.

Deparafinarea chimică a conductelor se realizează cu solvenţi, ce se stabilesc cantitativ şi calitativ pe cale experimentală.

Prevenirea depunerii parafinei pe conducta curăţată se face prin introducerea periodică în curentul de lichid a unor dopuri de solvent pur.

4.5. Curăţirea depunerilor de nisip din sonde

4.5.1. Aspecte generale

Cele mai frecvente dificultăţi întâmpinate în schelele petroliere la punerea în producţie şi pe parcursul exploatării sondelor de ţiţei sunt cauzate de viiturile de nisip din formaţiunile productive.

Principalele dificultăţi create de viiturile de nisip sunt : - formarea unor dopuri în interiorul coloanei de exploatare în ţevile de

extracţie sau în capul de erupţie al sondei, ceea ce creează reducerea afluxului de fluide din formaţiune;

- acţiunea abrazivă asupra utilajelor de extracţie, care se avariază prematur, impunând executarea unui volum mare de lucrări de intervenţie pentru înlocuirea lor;

- crearea unor caverne în strat datorită extrageri unei cantităţi mari de nisip, care poate duce la surparea stratelor superioare, fapt care provoacă păpuşarea coloanei de exploatare sau punerea în comunicaţie a unor strate acvifere sau gazeifere cu cele aflate în exploatare.

Nisipul antrenat de fluidul din strat provine mai mult din vecinătatea găurii de sondă, deoarece aici viteza de curgere prin mediul poros este mai mare.

Nisipul pătruns în sondă poate fi antrenat direct de fluid în ascensiunea sa la suprafaţă, sau se poate depune la talpa sondei şi astupă perforaturile.

În cazul opririi sondei în vederea efectuării unor operaţii sunt create condiţii prielnice de depunere a nisipului.

4.5.2. Procedee de prevenire a defecţiunilor produse de nisip în procesul de exploatare a sondelor

Pentru asigurarea unui proces normal de exploatare al sondelor care produc din strate neconsolidate, trebuie aplicate măsuri corespunzătoare pentru reţinerea unei cantităţi cât mai mari de nisip în strat, iar pentru nisipul pătruns în gaura de sondă trebuie asigurate condiţii de ascensiune a acestuia la suprafaţă împreună cu fluidele produse.

Procedee de prevenire a trecerii nisipului din strat în gaura de sondă: - aplicarea unui ritm scăzut de extracţie a fluidelor, prin reglarea

parametrilor de funcţionare a sondei, încât viteza de deplasare în strat a fluidelor să fie mai mică decât viteza critică de antrenare a nisipului;

- introducere în gaura de sondă de filtre: • metalice; • cu pietriş;

- consolidarea nisipului în zona de strat din jurul găurii de sondă prin: • injecţie de nisip cuarţos;

32

• injecţie de răşini epoxidice sau alte materiale plastice.Extragerea normală a nisipului din sondă, atunci când aceasta iese din

strat odată cu fluidul necesită folosirea unor echipamente speciale de extracţie cum ar fi: pompe speciale cu cilindrul mobil, pompe telescopice, pompe acţionate cu prăjini tubulare sau extracţia prin circulaţie de gaze – ţiţei,

4.5.3. Metode de curăţire a nisipului din sonde

Cu toată gama de procedee de care se dispune în prezent pentru prevenirea înnisipării sondelor şi, mai ales, datorită aplicării adesea necorespunzătoare a acestor procedee există încă un număr de cazuri în care înnisiparea se produce şi de aceea este necesar de a recurge la efectuarea unor operaţii de curăţire Curăţirea dopurilor de nisip din sonde se poate realiza:

• cu linguri - cu clapă; - cu piston; - hidropneumatice.

• prin circulaţie cu fluide de spălare; • cu dispozitive speciale.

a. Curăţirea nisipului cu lingura

Această metodă de curăţire a nisipului acumulat pe talpa sondei se aplică la sondele cu presiuni de strat mici, unde nu se poate realiza circulaţia fluidelor şi pentru curăţirea dopurilor de nisip de înălţime mică (sub 10 m).

a.1. Lingura de curăţat cu clapă (fig.4.24) este alcătuită dintr-un burlan cu diametrul puţin mai mic decât diametrul coloanei de exploatare, cu o lungime de 6 – 7 m. La partea inferioară are o clapă care se deschide de jos în sus, iar la partea superioară o reducţie,în care se montează o geală de producţie.

După forma burlanului de la partea inferioară de sub clapetă (şiu) se disting două tipuri de linguri cu clapă:

- tip A cu şiul cilindric (fig.4.23 a); - tip B cu şiul ascuţit (fig.4.23.b).

. a . b.

33

Fig.4.23. Linguri cu clapă

Lingura tip B se utilizează la curăţirea dopurilor compacte datorită şiului sub formă de baionrtă ce asigură o desprindere mai uşoară a nisipului din dop.

Operaţia de curăţire a nisipului se face prin introducerea în sondă a lingurii cu clapă împreună cu o geală cu un cablu de diametru de 15 – 18 mm dând bătăi în podul de nisip prin ridicarea şi coborârea repetată a lingurii pe o înălţime de 5 – 10 m.

Nisipul desprins din dopul de nisip pătrunde în lingură şi este reţinut de clapetă în timpul extragerii lingurii din sondă.

Lingura se descarcă la suprafaţă prin aşezarea pe un bolţ aflat în haba de descărcare care împinge clapeta spre interior.

Pentru a verifica dacă lingura avansează se marchează pe cablu un semn cu sfoară, în momentul când lingura se ridică de pe podul de nisip. Acest semn serveşte ca reper pentru măsurătorile ulterioare a podului de nisip.

a2. Lingură de curăţit cu piston (fig.4.24) asigură o curăţire mai eficientă şi mai rapidă a dopurilor compacte din sondele cu nivel mic (sub 100 m) decât lingurile obişnuite cu clapă.

Fig.4.24 . Lingură de curăţit cu piston O astfel de lingură folosită în şantierele noastre constă dintr-un corp

cilindric de oţel în interiorul căruia se află un piston, acţionat de cablu cu care se face lansarea lingurii în sondă. Pistonul are o formă tubulară şi este prevăzut la partea superioară cu o supapă în formă de disc. Când lingura ajunge la talpă, se trage de cablu, pistonul se ridică în lingură creând un efect de aspiraţie în spaţiul de sub el.Ca

Cablu de lansare

Supapă disc

Piston

Corpul lingurii

Supapă cu clapă

34

urmare a acestui efect, spaţiul eliberai de piston se va umple cu nisip din zona de talpă, care va fi reţinut în corpul lingurii de supapa de la capătul de jos al lingurii şi adus la suprafaţă.

Lungimea acestor linguri este de 7,5 – 9 m, iar diametrul de 2 1/2 - 7 in. Deasupra lingurii se montează o tijă grea.

a3: Linguri cu cameră de aspiraţie.

Lingura prezentată schematic în figura 4.25 a şi b este alcătuită dintr-un corp cilindric de oţel prevăzut la partea inferioară cu o supapă cu clapă şi la partea superioară cu o geală.

Dispozitivul de declanşare asigură etanşarea, respectiv punerea în comunicaţie a camerei de aspiraţie şi a camerei de încărcare prin comanda unei supape cu bilă.

a. b.

Fig. 4.25. Linguri cu cameră de aspiraţie

Dispozitivul de declanşare se compune dintr-o piesă specială cu şanţ care se poate deplasa pe o anumită cursă limitată de un opritor din peretele lingurii.

Pe partea opusă opritorului, fixat tot în peretele lingurii se află un prag pe care poate culisa un deget mobil împins în locaşul piesei speciale şi un resort.

Geală

Corp Piesă specială

Supapă cu clapă

Dispozitiv de declanşare

Cameră de aspiraţie

Cameră de încărcare

Supapă cu bilă

Piesă cu şanţ

Opritor

Prag Resort

Deget mobil

Manşon

35

Introducerea lingurii în sondă se face cu un cablu, la care se ataşează o geală prin intermediul unei reducţii.

În timpul introducerii în sondă, supapa cu bilă este închisă, în spaţiul de deasupra acesteia fiind o presiune egală cu presiunea atmosferică.

Când se ajunge cu lingura pe talpă, geala continuă să se deplaseze în jos pătrunzând în corpul lingurii. La un moment dat atinge piesa specială pe care o deplasează brusc în jos, provocând astfel şi deschiderea supapei cu bilă deci punerea în comunicaţie a celor două camere.

Diferenţa de presiune dintre cele două camere permite pătrunderea lichidului din camera inferioară cu viteză în camera superioară. În locul său pătrunde lichidul din sondă, care antrenează o anumită cantitate de nisip din talpa sondei, care este reţinută în lingură de supapa cu clapă.

Supapa cu bilă rămâne deschisă până ce lingura este adusă la suprafaţă şi când este armată din nou, prin împingerea degetului mobil deasupra pragului opritor cu ajutorul unui cui prin orificiul practicat în corpul lingurii.

Golirea lingurii la suprafaţă se realizează învârtind manşonul de la capătul de jos al lingurii, pentru a descoperi fereastra prevăzută în corpul lingurii la partea inferioară.

Pe corpul lingurii este montat un dispozitiv de reglare, care are rolul de a asigura scurgerea excesului de presiune şi de a menţine lingura, după încărcare, la o presiune de 1− 2 bari (necesară pentru golire la suprafaţă).

b. Curăţirea prin spălare a dopurilor de nisip din talpa sondei sau din ţevile de extracţie

Operaţia de curăţire a dopurilor de nisip de înălţime mare, sau situate la adâncimi mai mari şi în coloane cu diametre mari, se execută prin spălare. De asemenea operaţia de spălare se aplică la sondele cu caracter semieruptiv sau la sondele care necesită luarea unor măsuri speciale de siguranţă.

Circulaţia pentru spălare se execută cu agregate de pompare mobile şi mai rar cu pompe de intervenţie fixe.

Pentru spălarea dopurilor de nisip din sondele de producţie se foloseşte de obicei ţiţei şi,numai în anumite cazuri, apa sau noroiul.

Spălarea cu apă ar fi cea mai ieftină metodă, dar prezintă dezavantajul că poate colmata stratul.

Spălarea prin circulaţie cu apă se utilizează: - la sondele cde gaze; - la sondele de ţiţei cu apă multă; - la sondele la care stratul urmează să fie cimentat, pentru a deschide alte

orizonturi productive.Spălarea cu noroi se aplică la sondele eruptive cu presiuni mari, la care

operaţia de omorâre s-a făcut cu noroi.După modul cum se execută circulaţia fluidelor în strat se disting trei

sisteme de spălare:• spălare prin circulaţie directă, când lichidul de spălare este pompat prin

ţevi şi iese prin spaţiul inelar dintre coloana de exploatare şi ţevile de extracţie;

• spălare prin circulaţie indirectă, când lichidul de spălare este pompat prin spaţiul inelar dintre coloana de exploatare şi ţevile de extracţie şi iese împreună cu nisipul prin ţevile de extracţie;

36

• spălarea prin circulaţie combinată, când se lucrează alternativ cu circulaţie directă şi indirectă.

b1. Spălarea dopurilor de nisip prin circulaţie directă

Instalaţia utilizată pentru spălarea directă este schematizată în figura 4.26 şi cuprinde la suprafaţă o pompă de spălare şi un cap de injecţie (cap hidraulic de tip uşor). Legătura între ele se realizează prin intermediul unui încărcător şi al unui furtun elastic

În sondă se află coloana de ţevi de extracţie introdusă până deasupra dopului de nisip, ataşată la capul de injecţie şi suspendată în cârlig.

Pompa circulă fluidul de spălare din haba H1 prin furtun, cap hidraulic, ţevi de extracţie şi fluidul se ridică împreună cu nisipul antrenat din talpa sondei prin spaţiul inelar, fiind adus la suprafaţă în haba H2.

După ce s-a înaintat cu o bucată de ţeavă sau un pas, se opreşte circulaţia, se lasă ţevile în pene sau în elevator, se dă la o parte capul hidraulic şi se adaugă o altă bucată de ţeavă de extracţie la care se montează din nou capul hidraulic şi se continuă spălarea.

Fig.4.26. Schema instalaţiei pentru spălare prin circulaţie directă.

În timpul cât este oprită circulaţia, pentru adăugarea bucăţii de avansare, nisipul care se află în suspensie în lichidul din spaţiul inelar se poate depune şi poate prinde ţevile de extracţie. De aceea, înainte de adăugarea unei bucăţi, trebuie făcută circulaţie timp de 15 – 20 minute pentru a asigura evacuarea unui volum de fluid cu nisip echivalent cu volumul spaţiului inelar.

H2 H1

P

37

Realizarea unei circulaţii directe continue, deci evitarea pauzelor de circulaţie din timpul adăugării bucăţii de avansare, se poate asigura folosind mufele speciale cu supapă de tipul celei prezentate în figura 4.27.

Fig 4.27. Mufă cu supapă

Ţeava de refulare a pompei sau a agregatului de pompare este prevăzută cu două furtunuri, având fiecare câte un ventil (1 şi 2). Aceste ventile sunt racordare la ţeava de refulare (fig. 4.28).

Fig. 4.28. Schema legăturilor pentru circulaţie directă continuă

Când s-a avansat cu o bucată de ţeavă şi când mufa specială a acelei bucăţi a ajuns pe elevator (sau deasupra broaştei cu pene) se racordează cel de-al doilea furtun la mufa cu supapă în locul dopului de la mufa specială, care se îndepărtează şi se începe pomparea prin această mufă, deschizând ventilul 2 şi închizând ventilul 1 de la refularea pompei (fig. 4.28).

Clapeta mufei speciale este deplasată de curentul de fluid şi se aşează pe scaunul ei obturând trecerea fluidului în sus. În acel moment se poate deşuruba capul hidraulic şi se înşurubează o altă bucată de ţeavă de extracţie pentru avansare, prevăzută şi ea cu mufă specială. Când legătura la capul hidraulic (de

Corpul mufei

Clapetă retractabilă

DopScaunul clapetei

38

spălare) este terminată, circulaţia fluidului prin mufa specială se opreşte prin închiderea ventilului 2 de la acest furtun şi deschiderea ventilului 1 de la furtu-nul ce face legătura cu capul hidraulic. În acest caz clapeta obturează ieşirea laterală a mufei speciale şi în locul furtunului se poate monta un dop.

Avantajul spălării directe constă în faptul că există posibilitatea montării unor ajutaje la capătul inferior al ţevilor de extracţie, realizând astfel un jet puternic de spălare.

Dezavantajele acestei metode de circulaţie sunt următoarele:- viteză mică de ascensiune a lichidului cu nisip, datorită secţiunii mari

pe care o prezintă spaţiul inelar. Realizarea unor viteze corespunzătoare de deplasare a nisipului în curentul ascendent necesită folosirea unor pompe cu debit mare;

- uzura coloanei de exploatare datorită frecventelor curăţiri prin deplasarea nisipului în spaţiul inelar al sondei;

- necesitatea circulaţiei suplimentare, fără avansare, înainte de adăugarea unei noi bucăţi de manevră, dacă nu se utilizează mufele speciale cu supapă.

b2. Spălarea dopurilor de nisip prin circulaţie indirectă

Pentru a înlătura dezavantajele prezente la spălarea prin circulaţie directă se foloseşte spălarea indirectă.

Instalaţia pentru spălare indirectă (fig. 4.29) se compune din acelaşi utilaj ca şi la spălarea directă, având în plus la gura sondei un dispozitiv de etanşare a spaţiului inelar (coloana de exploatare – ţevi). În acest scop se poate utiliza un prevenitor de erupţie cu bacuri, care în timpul spălării este închis pe ţevi. Etanşarea spaţiului inelar se poate realiza şi cu un dispozitiv de spălare cu garnituri deformabile (fig.4.30).

39

Fig.4.29. Schema instalaţiei pentru spălare prin circulaţie indirectă.

Fig.4.30. Dispozitiv de spălare cu garnituri deformabile.

Acest dispozitiv se compune dintr-un corp, prevăzut cu o flanşă la partea inferioară pentru fixarea pe coloană, cu o legătură laterală pentru introducerea lichidului de spălare şi un capac cu patru braţe. Prin înşurubarea capacului în

Corp

Flanşe

Legăturăde alimentare

Capac

Garnitură de cauciuc

Conus

H2 H1

P

40

corpul dispozitivului se strânge o garnitură de cauciuc aşezată pe un conus cu scopul de a realiza etanşarea spaţiului dintre ţevi şi coloană.

Cu ajutorul pompei, fluidul de spălare este tras dintr-o habă şi introdus în spaţiul inelar prin legătura laterală de la dispozitivul de spălare şi iese împreună cu nisipul prin ţevile de extracţie.

Se realizează circulaţia şi avansarea până când bucata de manevră ajunge cu mufa superioară la nivelul dispozitivului de spălare.

Coloana de ţevi se suspendă cu elevatorul pe capacul dispozitivului şi se eliberează chiolbaşii, timp în care continuă circulaţia fluidului de spălare.

Noua bucată de manevră prinsă în alt elevator este adusă cu capătul inferior lângă dispozitiv, având montat la capătul superior o lulea pentru dirijarea fluidului evacuat din sondă spre batal.

Pomparea lichidului se întrerupe câteva minute pentru a demonta luleaua de la ţevile de spălare, apoi se înşurubează în mufa acestora noua bucată de manevră. După ce s-au angajat 3 – 4 spire se porneşte din nou circulaţia, se termină de înşurubat bucata de manevră, se dă la o parte elevatorul de pe capacul dispozitivului şi se continuă pomparea.

Avantajul acestei metode constă în faptul că viteza ascendentă a fluidului ce antrenează nisipul este mare, chiar în cazul unui debit de circulaţie mic, din cauza secţiunii mici a ţevilor de extracţie şi, deci, timpul de curăţire a nisipului este mai mic decât la spălarea directă. În timpul adăugării unei noi bucăţi de manevră nu mai există pericol de prindere a ţevilor de spălare.

b3. Spălarea dopurilor de nisip prin circulaţie combinată.

Prin utilizarea acestui sistem de spălare se combină avantajele celor două metode şi anume: spălarea directă este folosită pentru afânarea dopului de nisip, fiind folosit jetul de fluid care iese prin dispozitivul ataşat la partea inferioară a coloanei de ţevi de extracţie, iar spălarea inversă este folosită pentru aducerea lichidului cu nisip la suprafaţă, beneficiind de o viteză de ascensiune mai mare şi deci un timp mai scurt de curăţire a dopului de nisip.

Schema legăturilor pentru realizarea spălării nisipului prin circulaţie combinată se poate realiza conform figurii 4.31 sau 4.32.

Fig. 4.31. Schema legăturilor pentru spălarea combinată

1 2

3 4

P H1 H2

41

În schema din fig. 4.33 pentru realizarea circulaţiei directe, robinetele 1 şi 4 sunt deschise, 2 şi 3 sunt închise.

Nisipul evacuat din talpă împreună cu fluidul de spălare trece prin spaţiul inelar prin ventilul 4 la haba de decantare H2.

La circulaţia inversă robinetele 3 şi 2 sunt deschise,1şi 4 sunt închise. Fluidul cu nisip trece prin ţevi, prin ventilul 2 şi ajunge la haba H2.

La spălarea mixtă, în afară de prevenitor, la gura sondei este necesară o claviatură mai complexă.

Pentru a realiza spălarea combinată în schela de producţie Băicoi s-a folosit un dispozitiv special (fig. 4.34) sub forma unui pătrat cu câte un ventil pe fiecare latură care se leagă la coloana sondei şi la furtunul de la capul hidraulic.

Fig.4.32. Schema legăturilor la dispozitivul special cu patru ventile pentru spălarea combinată. Pentru realizarea circulaţiei directe, ventilele 1 şi 3 sunt deschise, iar ventilele 2 şi 4 sunt închise. Pentru circulaţia indirectă ventilele 2 şi 4 sunt deschise şi ventilele 1 şi 3 sunt închise.

b4. Spălarea dopurilor de nisip din interiorul ţevilor de extracţie

La sondele eruptive în cazul înfundării cu nisip a ţevilor de extracţie se recurge la spălarea nisipului din ţevi montând deasupra capului de erupţie un prevenitor.

Pentru a realiza spălarea se utilizează o garnitură de ţevi de extracţie cu diametru mic de 1 1/2 in sau 1 1/4 in, după cum ţevile de extracţie înnisipate sunt de 3 1/2 in sau 2 7/8 in. La partea inferioară a ţevilor de extracţie cu care se face spălarea, se fixează o mufă prevăzută cu dinţi ca o freză sau o sapă mică ascuţită.

Ca fluid de circulaţie se utilizează de obicei noroi. Sensul circulaţiei fluidului va fi cel direct, adică se introduce fluidul prin

ţevile de spălare centrale, iar evacuarea acestuia împreună cu nisipul antrenat din dop se realizează prin spaţiul inelar dintre ţevile cu diametru mic şi cele normale (de 2 7/8 in sau 3 1/2 in). Spălarea se face înaintând bucată cu bucată şi rotind ţevile de spălare (de 1 1/2 in sau 1 1/4 in) cu petaşca.

În momentul în care spălarea s-a realizat până la sabot, dacă spaţiul inelar este liber, se observă o creştere a presiunii în coloană, datorită pătrunderii

H2 H1

P

1

2

3

4

42

noroiului în ea. Se închide conducta de refulare a noroiului din spaţiul inelar al ţevilor de extracţie şi se procedează la omorârea sondei.

Dacă ţevile de extracţie sunt prinse în nisip şi acesta s-a ridicat şi în spaţiul inelar ţevi – coloană de exploatare, se recurge la perforarea ţevilor sau la tăierea garniturii de ţevi. După tăiere se închide prevenitorul pe garnitura de introducere a cuţitului şi se pompează noroi prin ţevile de extracţie în coloană.

4.5.4. Elemente de calcul pentru spălarea dopurilor de nisip.

Pentru ridicarea nisipului de la talpa sondei la suprafaţă este necesar ca viteza ascendentă a lichidului de spălare să fie mai mare decât viteza de cădere a particulelor de nisip.

va > w vr = va – w (4.4)

unde: vr este viteza de ridicare a nisipului din dop; va – viteza curentului ascendent al fluidului de spălare; w – viteza de cădere a particulelor de nisip în fluidul de spălare aflat în

stare de repaus.Această viteză este în funcţie de diametrul şi densitatea particulelor de

nisip şi de vâscozitatea şi densitatea lichidului utilizat la spălare.Formula Stokes pentru curgere în regim laminar:

(4.5)

Formula Rittinger pentru regim de curgere turbulent:

(4.6)

în care: w este viteza de cădere a particulelor de nisip, cm/s;dn – diametrul particulei de nisip, cm;ρn – densitatea nisipului, g/cm3;ρ1 – densitatea lichidului de spălare, g/cm3; μ – vâscozitatea dinamică a lichidului de spălare, P; ν – vâscozitatea cinematică a lichidului de spălare, St; g – acceleraţia gravitaţională, cm/s.

Pentru particule sferice coeficientul dinaintea radicalului din relaţia 4.6 se evaluează la 30 – 40.

O serie de experienţe efectuate de mai mulţi cercetători au determinat valorile practice ale vitezelor de cădere ale particulelor de cuarţ în apă. Valorile medii ale vitezelor de cădere în apă ale granulelor de nisip de anumite dimensiuni sunt trecute în tabela 4.2.

Tabelul 4.2. Viteza de cădere a particulelor de nisip în apă

43

Diametrul granulelor de nisip (mm)

0,3 0,25 0,2 0,1 0,01

w(cm/s) 3,12 2,53 1,95 0,65 0,007

Timpul de ridicare a nisipului spălat de la talpă la suprafaţă:

(4.7)

unde: H este adâncimea la care se află dopul de nisip.Numărul de manevre n necesare pentru curăţirea dopului de nisip din

sondă (numărul de bucăţi de avansare):

, . (4.8)

unde: hdop este înălţimea dopului de nisip din coloana de exploatare;lpas – lungimea unui pas sau a unei bucăţi de manevră.

Durata curăţirii dopului de nisip:

. (4.9)

La spălarea dopurilor de nisip se produc o serie de pierderi hidraulice, care depind de adâncimea sondei, de diametrul coloanei de exploatare, de dimensiunile ţevilor de spălare, de valoarea debitului de spălare, de proprietăţile fluidului de spălare şi de cantitatea de nisip în curentul ascendent.

Pierderile hidraulice produse la spălarea dopurilor de nisip

a. Spălarea prin circulaţie directă.

a1. Pierderile de presiune prin frecare în ţevile de spălare:

(4.10)

în care: λ este coeficient de frecare stabilit grafic sau analitic funcţie de regimul de curgere a fluidului de spălare ;

di – diametrul interior al ţevilor de extracţie; vd – viteza curentului descendent al lichidului de spălare în ţevi;

g – acceleraţia gravitaţională.

(4.11)

unde: qinj este debitul pentru pomparea lichidului de spălare;

a2.Pierderile de presiune prin frecare în spaţiul inelar.

44

(m H2O) (4.12)

unde: φ este coeficientul de pierderi de presiune prin frecare, când în curentul ascendent de lichid este prezent nisip;

φ = 1,12 – 1,2 când se deplasează lichid de spălare şi nisip; φ = 1 când se deplasează numai lichid de spălare;

D – diametrul interior al coloanei de exploatare; de – diametrul exterior al ţevilor de spălare;

va – viteza curentului ascendent de lichid de spălare în spaţiul inelar.

(4.13)

a3. Pierderea de presiune necesară pentru a compensa diferenţa de presiune statică, (existentă la baza coloanelor de lichid din cele două spaţii din sondă, datorită prezenţei nisipului în curentul ascendent de lichid) se determină cu relaţia lui Apresov:

(4.14)

în care: m este coeficientul de porozitate al dopului de nisip; A – suprafaţa secţiunii transversale a coloanei în care se află dopul de

nisip; l – înălţimea dopului de nisip curăţit în timpul înaintării cu o bucată

de manevră sau un pas de ţevi;a – suprafaţa secţiunii transversale a spaţiului prin care se deplasează

amestecul de lichid şi nisip în curentul ascendent (în cazul spălării prin circulaţie directă a reprezintă secţiunea spaţiului inelar);

ρn – densitatea nisipului;ρl – densitatea lichidului de spălare;w – viteza de cădere a particulelor de nisip în lichidul de spălare;va – viteza de deplasare a lichidului în curentul ascendent.

a4. Presiunea minimă exercitată asupra dopului de nisip în timpul operaţiei de spălare directă.

. (4.15)

în care: H – adâncimea la care se face spălarea dopului; h2 – pierderea de presiune prin frecare în spaţiul inelar, m H2O;

h3 – pierderea de presiune pentru compensarea diferenţei de presiune statică, m coloană de H2O.

b. Spălarea prin circulaţie inversă.

b1. Pierderile de presiune prin frecare în spaţiul inelar (coloana de exploatare – ţevi de spălare).

45

, (4.16)

unde: (4.17)

b2. Pierderile de presiune prin frecare în ţevile de spălare:

( 4.18)

unde:

. (4.19)

b3. Pierderea de presiune pentru compensarea diferenţei de presiune statică:

, (4.20)

în care: a’ este suprafaţa secţiunii interioară a ţevilor de extracţie prin care are loc deplasarea fluidului de spălare şi a nisipului ( a’ = At);

Celelalte mărimi au aceeaşi semnificaţie ca la spălarea directă.De remarcat faptul că viteza ascendente de la spălarea directă are aceeaşi

valoare cu viteza descendentă de la spălarea indirectă va = vd` şi vd = v`a. b4. Presiunea minimă exercitată asupra dopului de nisip în timpul

operaţiei de spălare indirectă:

(4.21)

La spălarea indirectă, când evacuarea lichidului cu nisip se face prin ţevile de extracţie, presiunea pe talpă p` este mai mare decât la spălarea directă (p’ > p), deoarece pierderile de presiune prin frecare în ţevile de extracţie h’2

sunt mai mari decât cele din spaţiul inelar h2 (de la spălarea directă).Valoarea presiunii obţinută cu relaţiile (4.14) şi (4.20) dă indicaţii asupra

diferenţei care există între presiunea exercitată de coloana de fluid în sondă în timpul spălării la nivelul stratului productiv şi presiunea fluidelor care saturează acest strat. Pe această bază pot fi luate măsuri corespunzătoare pentru a evita inundarea stratului cu lichid de spălare sau reintroducerea temporară a nisipului în strat.

4.5.5. Procedee speciale de curăţire a nisipului din sondele de producţie

La sondele care prezintă un grad mare de receptivitate, curăţirea nisipului nu se poate realiza prin circulaţie datorită pierderii lichidului de spălare în strat.

46

În aceste cazuri se utilizează pentru curăţirea nisipului fie fluide de spălare cu densitate mică, fie dispozitive construite pe principiul ejectorului.

Procedeele din prima categorie folosesc ca fluid de spălare un lichid gazeificat cu o valoare a raţiei gaze – lichid corespunzătoare sau spume, care să permită realizarea unei presiuni pe talpă corespunzătoare condiţiilor impuse de caracteristicile stratului.

Procedeele din categoria a doua se bazează pe utilizarea dispozitivului de curăţire de tipul unui ejector. Acest dispozitiv se introduce în sondă până la adâncimea la care se află dopul de nisip cu ajutorul a două coloane de ţevi concentrice. Lichidul de spălare pompat cu presiune prin spaţiul inelar dintre cele două coloane de ţevi ajunge la ejector, trece prin ajutajul acestuia şi intră cu viteză mare sub forma unui jet în camera de amestecare, producând un efect puternic de aspiraţie. Astfel este aspirat în camera de amestec prin ferestrele laterale fluid din sondă împreună cu nisip. Din camera de amestec, în care se unesc cele două jeturi, intră în difuzorul ejectorului şi de aici amestecul format din lichidul motor, lichidul din sondă şi nisipul antrenat se ridică la suprafaţă prin interiorul coloanei centrale de ţevi.

În cazul folosirii procedeelor de spălare se poate produce o inundare a stratului productiv de către fluidul de spălare sau chiar împingerea unei cantităţi de nisip din sondă în strat, care va reveni în sondă în momentul repunerii acesteia în funcţiune.

Pentru a evita aceste neajunsuri şi a asigura o curăţire normală a sondelor cu adâncime mare se folosesc dispozitive speciale cu acţiune directă de curăţire şi colectare a nisipului sub formă de dop la o anumită adâncime în sondă.

Un dispozitiv care poate curăţa dopurile de nisip din sonde la adâncimi de 3000 – 4500 m denumit hidroelectrobur acţionează asupra dopului de nisip cu un jet de spălare trimis de o pompă centrifugă. Nisipul antrenat de către lichid este adus în colectorul dispozitivului după umplerea căruia se face manevra de extragere şi descărcarea de nisip la suprafaţă.

Introducerea dispozitivului în sondă se face cu ajutorul unui cablu electric, care serveşte şi la alimentarea motorului de acţionare a pompei centrifuge.

Întrebări

4.1. Definiţi operaţiile de intervenţii la sondele de producţie.4.2. Care sunt operaţiile de intervenţii specifice sondelor în erupţie

natu- rală şi artificială? 4.3. Care sunt operaţiile de intervenţii specifice sondelor în pompaj cu

prăjini? 4.4. Care sunt principalele scule de manevră utilizate în operaţiile de

intervenţii ale sondelor de producţie şi precizaţi rolul fiecăreia.4.5. Definiţi operaţia de omorâre a unei sonde .4.6. Când se recomandă apa ca fluid de omorâre?4.7. Când se recomandă un fluid de foraj pentru omorârea unei sonde? 4.8. Care sunt proprietăţile unui fluid de foraj folosit pentru omorârea

unei sonde?4.9. Care sunt avantajele omorârii unei sonde prin ţevile de extracţie?4.10. Când se recomandă omorârea unei sonde prin coloană?

47

4.11. În ce constă omorârea sondelor prin lubricare şi când se utilizează acest procedeu de omorâre?

4.12. Când se aplică omorârea prin perforarea ţevilor de extracţie?4.13. Explicaţi influenţa principalilor parametrii care conduc la separarea

şi depunerea parafinei în echipamentul de adâncime al unei sonde.4.14. Care sunt mijloacele de prevenire a depunerii parafinei în sondele

de extracţie?4.15. Care sunt elementele componente ale unei instalaţii de

deparafinare folosită la o sondă de producţie?4.16. Cum se procedează la deparafinarea ţevilor de extracţie din

sondele în erupţie naturală când se utilizează o instalaţie de tip uşor?

4.17. Cum se realizează deparafinarea coloanei de ţevi de extracţie din sondele în erupţie artificială?

4.18. Cum se realizează deparafinarea mecancă a coloanei de ţevi de extracţie din sondele în pompaj cu prăjini?

4.19. Cum se curăţă parafina de pe prăjinile de pompare? 4.20. Cum se deparafinează ţevile de extracţie aflate în sondă. cu agenţi

termic? 4.21. Cum se realizează deparafinarea cu solvenţi a coloanei de ţevi de

extracţie din sondele în pompaj cu prăjini şi ce solvenţi se utilizează pentru dizolvarea parafinei?

4.22. Cum se deparafinează un cap de erupţie montat la sondă?4.23. Cum se deparafinează conductele de amestec care transportă ţiţeiul

de la sondă la parcul de separatoare?4.24. Când se aplică curăţirea nisipului cu lingura?4.25. Ce tipuri de linguri se folosesc pentru curăţirea nisipului din

sondele de extracţie?4.26. Cum se realizează curăţirea nisipului prin spălare cu circulaţie

directă şi care sunt avantajele şi dezavantajele acestei metode de circulaţie a fluidului de spălare în sondă?

4.27. Cum se realizează curăţirea nisipului prin spălare cu circulaţie indirectă şi care sunt avantajele şi dezavantajele acestei metode de circulaţie a fluidului de spălare în sondă?

4.28. Să se expliciteze presiunea pe talpa sondei în timpul operaţiei de spălare prin circulaţie directă?

4.29. Să se expliciteze presiunea pe talpa sondei în timpul operaţiei de spălare prin circulaţie indirectă.

4.30. Cum se realizează curăţirea dopurilor de nisip din sonde prin spălare combinată?

4.31. Cum se realizează curăţirea dopurilor de nisip din interiorul ţevilor de extracţie?

48

5

OPERAŢII DE REPARAŢII

LA SONDELE DE PRODUCŢIE

Cauzele care conduc la operaţiile de reparaţii a sondelor de producţie pot fi grupate în două categorii:

A. Cauze generate de zăcământB. Cauze tehnice propriu – zise (defecţiuni în gaura de sondă).Exploatarea stratului productiv pune problema efectuării unei reparaţii la

sonde fie în cazul epuizării, fie în cazul inundării stratului.

5.1. Epuizarea stratelor productive

Epuizarea unui strat ca rezultat firesc al exploatării poate apare mai târziu sau mai devreme, după cum exploatarea s-a desfăşurat raţional (cu folosirea optimă a energiei de zăcământ) sau nu şi limita economică admisibilă s-a atins fie fără, fie cu aplicarea unor metode secundare de exploatare. În acest caz, exploatarea din stratul respectiv nemaifiind rentabilă, sonda poate fi utilizată în continuare prin retragerea la un alt strat productiv în ipoteza existenţei unui astfel de strat neexploatat.

Pentru aceasta, stratul la a cărui exploatare s-a renunţat se cimentează, umplând cu ciment coloana perforată situată în dreptul său. După pauza de cimentare şi controlul ei se realizează perforarea stratului superior, care urmează a fi pus în exploatare.

5.2. Inundarea stratelor productive

Lipsa unui aflux normal de ţiţei din formaţiunea productivă în sondă (în afara cauzei contaminării formaţiunii) se atribuie frecvent inundării stratelor de ţiţei cu apă sau gaze. Acestea provin fie din apa de talpă ca urmare a avansării normale sau a înaintării neuniforme în cazul unui regim de lucru forţat al sondei, fie din alte strate situate mai sus sau mai jos de stratul productiv, sub forma unor intercalaţii existente în complexul productiv.

5.2.1. Inundarea stratelor cu apă

În cazul unui zăcământ sub formă de boltă anticlinală sondele plasate mai jos pe structură se pot inund cele dintâi, iar ritmul de inundare variază în raport direct cu regimul de exploatare. Într-un regim normal de exploatare apa sărată de sinclinal înaintează pe un front larg apărând la început în procente mici în sondă, ca apoi să crească treptat.

La o sondă cu regim de exploatare forţat, apa înaintează spre sondă sub formă de unghi ascuţit (con sau apofiză) şi avansarea creşte până la inundarea completă a sondei.

49

O sondă de extracţie poate prezenta o raţie mare apă – ţiţei datorită mai multor cauze. Vor fi prezentate în continuare cele mai caracteristice.

a) Conuri de apă şi apofize

În cazul adoptării unor ritmuri mari de extracţie a ţiţeiului din sonde, apare o tendinţă de a se crea o zonă cu presiune anormal de scăzută în jurul găurii de sondă. Dacă astfel de sonde sunt situate în apropierea contactului apă – ţiţei, apa va tinde să avanseze rapid prin zona de ţiţei şi va pătrunde în sondă.

Fig. 5.1. Formarea conului Fig.5.2. Avansarea apei de apă la strate orizontale la stratele înclinate

La o sondă care exploatează strate de grosimi mari şi aproape orizontale, apa sărată înaintează la baza stratului pe o zonă întinsă şi apare în procente mici în ţiţei ridicându-se treptat, pe măsură ce înlocuieşte ţiţeiul exploatat. La o exploatare intensivă, apa sărată va urca în zona de ţiţei, străpungând planele de stratificaţie după direcţia axului sondei şi va forma un con de apă (fig.5.1). Înălţimea la care se ridică vârful conului este cu atât mai mare, cu cât creşte debitul sondei, iar dacă acesta depăşeşte o anumită limită (Qcritic), atunci conul de apă se ridică brusc până la capul stratului, barând intrarea ţiţeiului în sondă.

Pentru a preveni inundarea sondei cu apă, se menţine debitul sondei sub limita critică sau se face un dop de ciment în talpă.

La stratele înclinate (fig.5.2) avansarea apei se poate produce de-a lungul planelor de stratificaţie ale formaţiunii sub forma unor limbi de apă numite apofize. Prin aceste canale cu saturaţie mare în apă, adiacente la sondă, se produce treptat inundarea cu apă a sondei.

b) Drenarea inegală a stratelor din complex

În mod frecvent zăcămintele de hidrocarburi sunt formate din strate productive cu permeabilităţi diferite, separate de intercalaţii impermeabile, astfel încât procesul de drenare a ţiţeiului se face independent şi neuniform de la un strat la altul (fig. 5.3).

Stratul productiv cu permeabilitatea mai mare se goleşte mai repede de ţiţei decât celelalte, permiţând pătrunderea apei, respectiv inundarea stratului. În acest caz se impune o analiză de ordin economic, pentru a stabili dacă este cazul să se execute o operaţie de reparaţie pentru izolarea apei sau se admite să se lucreze cu plusul de cheltuieli corespunzătoare ridicării la suprafaţă a apei

Contactul iniţialapă - ţiţei

ApofizăZonă de apă

Zonă de ţiţei

50

Fig. 5.3..Avansarea apei într-un complex productiv în funcţie de permeabilitate

.Drenarea inegală se poate preveni fie prin închiderea temporară a stratelor cu permeabilitate mare, fie prin adoptarea sistemului de exploatare simultană, dacă situaţia din sondă permite instalarea echipamentului de separare a stratelor pentru ritmuri diferite de extracţie.

c) Cimentări nereuşite şi spărturi în coloană

Sunt cazuri în care inundarea unui strat nu este cauzată de apa de sinclinal, ci provine dintr-un alt strat inundat sau acvifer. Aceasta se întâmplă atunci când cimentarea stratelor productive nu a fost făcută în bune condiţii, când cimentarea coloanei în teren a cedat şi apa dintr-un strat vecin a pătruns în stratul productiv sau când coloana s-a spart în dreptul unui strat inundat.

Prin stabilirea comunicaţiei între stratul de ţiţei şi de apă, ţiţeiul se poate pierde în stratul de apă, când presiunea stratului de apă este mult mai mică decât presiunea stratului de ţiţei, Ţiţeiul din stratul productiv poate trece în stratul de apă printr-o fisură din inelul de ciment(fig. 5.4 a,) sau o parte din ţiţeiul din gaura de sondă poate trece în stratul de apă printr-o spărtură din coloană cum este schematizat în figura 5.4.b.

.

Fig. 5.4. Pătrunderea ţiţeiului în stratul de apă cu presiune mai mică

Kmic

Kmare

Kmediu

Kmic

Avansarea apei

Strat de apă

Strat de ţiţei

Apă

Ţiţei

51

Fig. 5.5. Pătrunderea apei în stratul de ţiţei cu presiune mai mică..

Stratul de ţiţei este invadat treptat de către apa din stratul acvifer, când acesta din urmă are o presiune mai mare (fig. 5.5) până la inundarea totală.

În cazurile menţionate, operaţia de reparaţie trebuie să asigure închiderea accesului apei în stratul productiv prin recimentarea stratelor deschise sau prin repararea coloanei avariate.

5.2.2. Inundarea cu gaze

În faza iniţială de producţie, o sondă se poate inunda cu gaze sau poate produce de la început cu o raţie mare, dacă ea este plasată sus pe structură şi deschide zona de gaze libere a zăcământului. Această sondă trebuie oprită din exploatare sau exploatată intermitent, pentru a reduce raţia de gaze şi a evita astfel scăderea neraţională a energiei zăcământului, scădere care ar putea afecta exploatarea sondelor amplasate mai jos pe structură.

Sondele plasate mai jos pe structură pot şi ele să ajungă să producă cu o raţie mare gaze − ţiţei, dacă sunt exploatate într-un regim forţat.

Dacă încercările de reducere a raţiei gaze – ţiţei prin diminuarea ritmului de exploatare (micşorarea duzei) sau prin producerea intermitentă nu dau rezultatele aşteptate, atunci sonda respectivă trebuie închisă.

Obiectul unor reparaţii la sondă îl poate constitui apariţia gazelor în sondă în cantitate mare fie din capul de gaze, fie dintr-un alt strat de gaze cu presiunea mare, care comunică cu stratul de ţiţei prin inelul de ciment neetanş sau printr-o spărtură a coloanei de exploatare în dreptul stratului de gaze.

a. Conuri şi canalizări de gaze

În zonele apropiate de capul de gaze, la o mărire a ritmului extracţiei fluidelor din sonde, are loc o avansare intensă a gazelor din capul de gaze fie în direcţia normală planelor de stratificaţie formând un con de gaze (fig. 5.6), fie de-a lungul planelor de stratificaţie, canalizându-se prin zona de ţiţei spre sondă sub forma unei apofize (fig. 5.7).

Viteza cu care se produc aceste fenomene depinde de mărimea şi variaţia permeabilităţii rocii magazin.

Ţiţei

Apă

papă > pţiţei

52

Fig. 5.6.Con de gaze Fig.5.7. Apofiză de gaze

b. Strate cu permeabilităţi diferite

În cazul unui complex productiv care cuprinde mai multe strate cu permeabilităţi diferite, exploatate în acelaşi timp, se poate întâmpla ca prin expansiune, gazele să ajungă mult mai repede în sondă prin stratele cu permeabilitate mai mare, realizând la sondă o raţie gaze – ţiţei mare cu mult înainte ca stratele să fie drenate complet. (fig. 5.8).

Fig. 5.8. Avansarea gazelor la strate înclinate în funcţie de permeabilitate

c. Aflux mare de gaze. Aflux mare de gaze într-o sondă de ţiţei poate avea loc când între stratul

de gaze cu presiune mare şi cel de ţiţei cu presiune mică se realizează o comunicaţie datorită unei cimentări nereuşite, ceea ce permite pătrunderea gazelor în stratul de ţiţei şi de aici în sondă (fig. 5.9. a).

Ţiţei

Cap de gaze

Ţiţei

Gaze

kmic

kmare

kmediu

Contactul iniţial gaze - ţiţei

53

a. b.

Fig.5.9. Comunicarea gazelor cu stratul de ţiţei

Prin inelul de ciment neetanş în cazul existenţei unei spărturi în coloană în dreptul stratului de gaze cu presiune mare, gazele vor avea acces în gaura de sondă. Urmărind producţia sondei la suprafaţă se constată o creştere a raţiei gaze – ţiţei şi o scădere treptată a debitului de ţiţei. Aceste gaze pot conduce chiar la întreruperea afluxului de ţiţei (fig.5.9.b).

5.2.3. Măsuri de remediere aplicate stratelor inundate

Înainte de a trece la înlăturarea defectelor menţionate, este necesar de a determina sursa de unde provine fluidul nedorit (apă sau gaze) şi adâncimea la care are loc fenomenul. Acest lucru se realizează prin înregistrările efectuate prin termometrie, diagrafii de producţie sau cu aparatele de luat probe sub presiune în gaura de sondă.

Depistarea stratelor inundate prin termometrie se bazează pe variaţia temperaturii. Astfel se observă o creştere a temperaturii în cazul unei viituri de apă şi o scădere a temperaturii în cazul unei viituri de gaze.

La stabilirea sursei unei viituri de apă pentru a vedea dacă apa vine din zăcământul exploatat sau din altă sursă, se face comparaţia între conţinutul de cloruri din apa produsă de sondă şi acela al apei din formaţiunea productivă cunoscută. Dacă se constată că sursa de apă se află în complexul productiv, porţiunea de unde provine apa se poate stabili prin producerea în mod separat a fiecărui interval perforat, dacă există condiţii pentru fixarea pacherelor.

Pentru a efectua probarea selectivă a mai multor strate se poate folosi un ansamblu format dintr-un dop de coloană Baker tip C, fixat sub stratul ce urmează a fi probat şi un pacher mecanic fixat deasupra stratului respectiv. Fiecare strat izolat în acest mod se testează prin pistonare.

Dacă se dispune numai de un pacher (de obicei de tip hidraulic prevăzut cu valvă de circulaţie) se procedează la testarea stratelor pornind de jos în sus:

- Se fixează pacherul deasupra stratului inferior şi se pune stratul în producţie prin pistonare.

- Se determină calităţile fluidului produs de stratul inferior. - Se dezarmează pacherul şi se fixează deasupra stratului următor, după

care se face punerea în producţie prin pistonare a ambelor strate.

Strat de ţiţei

Inel de ciment neetanş

Spărtură în coloană

Strat de gaze

Gaze

Strat de ţiţei

54

Prin diferenţiere se determină calităţile celui de al doilea strat. Se procedează astfel în continuare până la stratul superior.Limitarea acţionării fluidelor nedorite, ca elemente de inundare, impune

luarea unor măsuri de închidere a eventualelor spărturi din coloană, măsuri de blocare a canalizării fluidelor prin inelul de ciment prin repararea cimentării sau crearea unor bariere.

a. Înlăturarea defecţiunilor de etanşare a inelului de ciment.

Pentru blocarea trecerii fluidelor de la un interval la altul datorită neetanşeităţii inelului de ciment provenită fie dintr-o cimentare iniţială nereuşită, fie ca urmare a unei deteriorări ulterioare în urma unor operaţii de tratare a stratului, se procedează la injectarea în porţiunea defectă a unui material de consolidare şi anume ciment, material plastic sau amestecuri speciale ţiţei – ciment.

În cazul refacerii cimentării primare este necesar să se determine volumul din interiorul şi din spatele coloanei de exploatare care trebuie să fie umplut cu pastă de ciment conform figurii 5.10

Fig.5.10. Elemente necesare pentru determinarea volumului pastei de ciment

Volumul pastei de ciment (amestec apă – ciment) care trebuie introdus în

sondă pentru cimentare se calculează cu relaţia:

(5.1)

în care: Ds este diametrul interior al coloanei exterioare sau al găurii de sondă; De – diametrul exterior al coloanei de exploatare ; Di – diametru interior al coloanei de exploatare; K – coeficient care ţine seama de neuniformitatea diametrului găurii

de sondă: • în cazul recimentării în teren, K = 1,1 – 1,3; • în cazul cimentării între coloane K = 1;

H1 – înălţimea pastei de ciment în spatele coloanei de exploatare;

De

Ds

H1

h

55

h – înălţimea dopului de ciment în interiorul coloanei de exploatare.b. Blocarea trecerii fluidelor de inundare prin deschiderile din coloană

Acest procedeu constă în realizarea unor bariere instalate în gaura de sondă sau bariere realizate în stratul productiv.

Se poate realiza o barieră în gaura de sondă prin:

b1. Instalarea unui dop solid în coloana de exploatare.

Pentru a realiza un dop în coloană se procedează la o simplă operaţie de cimentare în talpă pentru închiderea apei de talpă sau a apei din zona inferioară a intervalului perforat. Dopurile mai pot fi alcătuite din pietriş cu un capac de ciment sau material plastic.

b2. Instalarea unor pachere de izolare dă rezultatele bune în cazul combaterii inundării, dacă în coloană există condiţii de etanşare a pacherelor la adînczmea dorită.

c. Barieră realizată în stratul productiv

La acele formaţiuni în care între stratul productiv şi apa de talpă se află o intercalaţie impermeabilă, aşa numita barieră naturală, nu se mai formează conuri de apă.Acest lucru a condus la ideea realizării unor ecrane impermeabile în mod artificial.

Ecranele artificiale se realizează sub contactul gaze – ţiţei (fig.5.11 a şi b) sau deasupra contactului apă – ţiţei (fig. 5.12) prin injecta rea unor substanţe cu caracter izolant cum ar fi: ţiţei cu vâscozitate mare, ciment,sau răşini.

a. b. Fig. 5.11. Izolarea conului de gaze prin injecţie de ţiţei vâscos . a. prin spaţiul inelar; b. prin ţevile de extracţie.

Se recomandă ca înaintea injectării substanţei izolante să se efectueze o fisurare hidraulică, astfel încât fisura orizontală creată în jurul sondei va devini locaşul în care va pătrunde substanţa izolatoare formând un ecran impermeabil.

Pentru injectarea materialului de blocare în strat, la sondă se va utiliza un pacher, care etanşează în coloană la o adâncime ce este funcţie de adâncimea la care dorim realizarea ecranului impermeabil.

În figura 5.11. este schematizat procedeul de izolare a conului de gaze. Injecţia ţiţeiului vâscos în strat se poate face prin spaţiul inelar prin perfo-

raturile existente în coloană şi rămase libere după fixarea packerului sau prin perforaturi special realizate în acest scop. Se poate realiza injecţia materialului

Barieră artificială

Ţiţei Ţiţei

56

de blocare şi prin ţevile de extracţie, dacă utilizăm un dop de coloană şi un packer după cum se observă în schema de echipare a sondei din figura 5.11.b..

Procedeul formării unui blocaj la contactul apă – ţiţei poate fi urmărit schematic în figura 5.12. Se fixează un pacher la nivelul contactului apă – ţiţei şi se pompează simultan în strat un agent de blocare prin interiorul ţevilor şi ţiţei prin spaţiul inelar în zona de ţiţei pentru a preveni înaintarea agentului de blocare în sus spre zona saturată cu ţiţei.

Un procedeu asemănător foloseşte două soluţii care reacţionează când vin în contact şi formează un blocaj al porilor în strat în zona în care se întâlnesc.

Fig.5.12. Crearea unui blocaj la contactul apă – ţiţei

d. Procedeul realizării unui blocaj selectiv.Acest procedeu se bazează pe injectarea în intervalul productiv deschis a

unor substanţe care au proprietatea de a schimba caracteristica de umectare a pereţilor porilor aflaţi în zona inundată astfel încât aceştia să nu mai fie umectaţi de apă ci de către ţiţei. În acest scop se folosesc substanţe tensioactive, care prin compoziţia lor determină schimbarea caracteristicii de udare a rocii, făcând-o umezitoare faţă de ţiţei şi favorizează, de asemenea, divizarea apei în particule mici.

5.3. Operaţii de cimentare la sondele de producţie.

Principalele operaţii de cimentare la sondele de producţie se fac pentru:- izolarea totală sau parţială a unui strat productiv, pentru reducerea

raţiei apă – ţiţei sau a raţiei gaze – ţiţei;- izolarea unui strat inferior în scopul încercării altor strate superioare;- recimentarea spaţiului inelar, în cazul cimentărilor primare, nereuşite.

Cimectarea este realizată prin aducerea laptelui de ciment la nivelul zonei care trebuie consolidată, cu ajutorul lingurii sau prin ţevile de extracţie.

5.3.1. Cimentarea cu lingura

Zonă de apă

Ţiţei

Zonă de ţiţei

57

La sondele cu adâncime mică (până la 1500 m), care deschid strate foarte permeabile, ceea ce face imposibilă circulaţia şi menţinerea sondei plină, se aplică pentru izolarea stratului productiv cimentarea cu ajutorul lingurii.

În unele cazuri, când intervalul perforat este mare, pentru a nu folosi prea mult lapte de ciment, fiind nevoie de mai multe marşuri cu lingura de cimentare şi existând pericolul prinderii lingurii, se va umple coloana sondei în dreptul perforaturilor cu nisip. Peste acest nisip se face un dop de humă pentru izolare şi apoi un alt dop de piatră pentru deschiderea supapei lingurii.

a. b. Fig. 5.13. Lingură de cimentare

Cel mai simplu model de lingură utilizată pentru cimentare este schematizat în figura 5.13.a.

Operaţia de cimentare se desfăşoară astfel: - Se umple lingura cu lapte de ciment la suprafaţă;- Se introduce lingura în sondă cu cablu de manevră;- Se realizează descărcarea laptelui de ciment din lingură prin ferestrele

practicate în partea inferioară. când se ajunge cu lingura pe podul de piatră de la talpa sondei.

- Se lasă sonda în pauză 24 ore;- Se controlează oglinda de ciment cu o lingură de curăţat şi o geală;- Se verifică etanşeitatea cimentului.În momentul când placa de reazem se află pe podul de piatră prin

construcţie supapa rămâne deschisă datorită unui sistem de blocare cu arc, care este prezentat în detaliu în schema 5.13.b. Acest sistem de blocare este necesar pentru a permite descărcarea completă a lingurii de lapte de ciment, când se va ridica de pe talpa sondei.

Dacă oglinda de ciment este tare, se umple sonda cu lichid şi dacă aceasta se menţine plină, cimentarea a reuşit.

Placă de reazem

Canal circular

Corpul supapei lingurii

Cep de blocare

Tija supapei

58

Pentru a verifica etanşeitatea dopului de ciment se poate face o probă de golire: se extrage lichid din sondă pe o anumită adâncime şi dacă nivelul nu creşte, înseamnă că cimentarea este bună. În caz contrar se repetă operaţia.

5.3.2. Cimentarea prin ţevile de extracţie

Aducerea laptelui de ciment, la nivelul perforaturilor care urmează a fi cimentate, prin ţevile de extracţie se face după cum este cazul, fie prin cădere sub greutatea proprie (cimentare liberă), fie prin împingere cu pompa agregatului de cimentare.

Densitatea laptelui de ciment se alege in funcţie de adâncimea sondei.

a. Cimentarea liberă

Acest mod de cimentare înseamnă realizarea unui dop de ciment la talpa sondei fără a utiliza agregatele de cimentare.

Sondele la care se aplică această cimentare au adâncimi sub 1000 m, iar necesarul de lapte de ciment nu depăşeşte în general 500 litri. Este posibilă cimentarea liberă numai dacă gaura de sondă se menţine plină.

Când este nevoie de mai mult ciment, în sondă se va realiza un dop de nisip pentru astuparea perforaturilor, apoi se cimentează.

Pentru realizarea operaţiei de cimentare liberă se procedează astfel:- Se prepară laptele de ciment într-o habă.

- Se toarnă laptele de ciment printr-o pâlnie montată în capul ţevilor de extracţie şi acesta va curge prin ţevi sub propria greutate. Ţevile de extracţie trec printr-un prevenitor, având capătul superior cu 3 – 5 m mai sus decât conducta de evacuare de la coloană, iar capătul inferior (sabotul), cât mai aproape de talpă.

- Se închide parţial ventilul de la conducta de evacuare de la coloană, pentru ca pâlnia să se menţină plină în timpul turnării laptelui de ciment în ea şi pentru avansarea uniformă a acestuia sub forma unui dop compact.

- Se introduce apă în cantitate suficientă în urma laptelui de ciment, astfel că atunci când laptele de ciment a ajuns la talpă, coloanele de lichid să se situeze la acelaşi nivel atât în ţevi, cât şi în spaţiul inelar.

- Se retrag ţevile de extracţie cu sabotul la adâncimea la care trebuie să fie oglinda, urmând ca excesul de lapte de ciment să fie spălat cu apă.

Spălarea se realizează legând ţevile de extracţie sau coloana la o sursă de apă – un hidrant. Dacă presiunea la hidrant este mică şi evacuarea laptelui de ciment prin coloană prezintă riscuri, se renunţă la spălare, iar dopul de ciment se frezează ulterior.

- Se lasă sonda în pauză cca. 24 ore pentru prizarea cimentului, - Se încearcă rezistenţa oglinzii de ciment, apăsând cu ţevile de extracţie

cu o greutate de cca. 3 tone.- Se face proba de etanşeitate a cimentării prin golirea găurii de sondă

sub nivelul static prin pistonare. Dacă nivelul de lichid se menţine constant în sondă înseamnă că cimentarea a reuşit.

b. Cimentarea la nivel

Această cimentare se aplică la sondele la care stratul productiv care urmează să fie cimentat este la o adâncime peste 1500 m şi este foarte

59

permeabil. Deci cimentarea la nivel se aplică atunci când gaura de sondă nu se poate menţine plină din cauza permeabilităţii mari şi nu este posibilă circulaţia.

Pentru a obţine o circulaţie în sondă se încearcă o colmatare utilizând un noroi tratat în mod adecvat ca să fie foarte vâscos. Fluidul se preparat cu bentonită, geluri sau cu var stins în cantitate de 2000 – 3000 l ,

- Se introduce în sondă fluidul preparat prin ţevile de extracţie cu ajutorul pompelor.

- Se aşteaptă cca. 10 ore pentru colmatare. - Se ridică ţevile până ajung cu sabotul deasupra pachetului de noroi şi se

încearcă circulaţia. Dacă nu se va obţine circulaţie, operaţia se repetă de 2 – 3 ori, încercându-se colmatarea cu diverse materiale fibroase.

Se aplică cimentarea la nivel dacă încercările de colmatare a stratului nu dau rezultate,.

Operaţia de cimentare în acest caz decurge astfel:• Se pompează lapte de ciment cu o densitate de 1800 – 1850 kg/m3 prin

ţevile de extracţie care au sabotul aproape de talpă. Cantitatea de lapte de ciment este cu 20 – 30% mai mare decât cea necesară pentru formarea oglinzii la punctul dorit.

• Se introduce o cantitate de apă care să asigure aducerea laptelui de ciment la talpă şi menţinerea lui în această zonă. Pentru echilibrul presiunilor se ţine seama de nivelul de lichid iniţial al sondei. • Se retrag ţevile de extracţie cu aproximativ 100 m deasupra dopului de ciment.

• Se închide sonda pentru prizarea cimentului.• Se controlează oglinda şi se frezează dacă este prea sus, sau se reface

cimentarea dacă este necesar. • După ce oglinda este la nivelul dorit, se face proba de etanşeitate a

cimentării.

c. Cimentarea cu oglindă fixă

Acest tip de cimentare se aplică la sondele la care nu există dificultăţi în legătură cu realizarea circulaţiei de fluide.

Este indicat ca volumul minim al laptelui de ciment să nu fie mai mic de 1,25 – 1,5 m3, iar densitatea laptelui de ciment să fie de 1850 – 1950 kg/m3.

Succesiunea fazelor unei operaţii de cimentare cu oglindă fixă este următoarea:

• Se introduce un dop de apă de 200 – 300 l cu rolul de a împiedica contaminarea laptelui de ciment cu noroiul existent în sondă.

• Laptele de ciment preparat într-o habă este tras cu pompa agregatului de cimentare şi împins în sondă prin ţevile de extracţie.

• Se introduce din nou un dop de apă pentru separaţie. • Se pompează o cantitate de noroi încât să realizeze împingerea

cimentului la talpă la nivelul corespunzător.• Se retrag ţevile de extracţie până deasupra punctului unde se doreşte să

fie oglinda. • Se închide prevenitorul de erupţie pe ţevile de extracţie.• Se începe circulaţia inversă (coloana de exploatare – ţevi de extracţie)

pentru curăţirea excesului de lapte de ciment din sondă.După evacuarea surplusului de lapte de ciment se recomandă continuarea circulaţiei.

• Se retrag ţevile de extracţie cu cca. 100 m deasupra oglinzii dorite.

60

• Se închide sonda pentru pauza de priză a cimentului.• Se coboară ţevile de extracţie pentru a controla poziţia oglinzii.• Se verifică rezistenţa oglinzii de ciment, lăsând o greutate de 3 – 5 tone

prin intermediul ţevilor de extracţie. • Se realizează proba de etanşeitate prin presiune sau prin golire.În timpul pompării laptelui de ciment în sondă şi apoi în timpul

circulaţiei pentru eliminarea surplusului de lapte de ciment din sondă, presiunea la pompă prezintă o variaţie destul de mare.

Astfel, la pomparea prin ţevi a laptelui de ciment, cu o densitate mai mare decât a fluidului de circulaţie, presiunea scade. Până când laptele de ciment se ridică în spaţiul inelar la un nivel corespunzător este necesar să se pompeze fluid de circulaţie într-un ritm mai rapid. Apoi presiunea se normalizează.

În timpul circulaţiei inverse, datorită prezenţei laptelui de ciment în curentul ascendent şi datorită densităţii mai mari faţă de a fluidului de circulaţie, presiunea la pompă creşte uneori peste cea normală, fapt de care se ţine seama la alegerea agregatului pentru operaţia de cimentare.

La sondele adânci şi cu coloana de exploatare de diametru mic pentru eliminarea surplusului de lapte de ciment este necesar un timp mare de pompare. Când suprafaţa spaţiului inelar este mică, noroiul greu şi vâscos va înainta încet necesitând presiuni mari şi deci debite mici de pompare. În acest timp s-ar putea ca cimentul să facă priză şi deci să prindă ţevile de extracţie în coloană.

În aceste condiţii se recomandă retragerea ţevilor de extracţie deasupra nivelului de ciment din sondă şi după prizarea cimentului se frezează surplusul de ciment până la oglinda dorită. Durata operaţiei de cimentare în acest caz va fi mai mare, dar se previne un accident cu urmări grave asupra sondei.

d1. Cimentarea sub presiune fără reţinător

Principiul metodei se bazează pe închiderea căilor de acces a apei (din zonele adiacente în gaura de sondă) , a fisurilor din inelul de ciment, prin injectarea sub presiune a laptelui de ciment în strat, care formează cu cimentarea primară o legătură intimă.

Reuşita acestui mod de cimentare este condiţionată de fisurarea formaţiunii cu apă sau soluţii apoase speciale înaintea injectării laptelui de ciment.

Cimentarea sub presiune are aplicabilitate multiplă:• la operaţii de retragere la strate superioare (fig. 5.14);• în cazul inundării stratelor cu apă sau gaze (fig. 5.15); • la operaţiile de recimentare a coloanelor. La gura sondei se montează un prevenitor dublu cu bacuri pentru corpul

ţevilor de extracţie şi legăturile necesare circulaţiei directe şi indirecte.Operaţia de cimentare sub presiune fără reţinător decurge astfel:- Se controlează talpa sondei cu ţevile de extracţie. - Se retrag ţevile de extracţie cu 1 – 2 m deasupra tălpii se stabileşte

circulaţia pentru uniformizarea fluidului din sondă. - Se injectează, prin ţevile de extracţie situate deasupra perforaturilor, un

volum de apă echivalent cu volumul ţevilor.

61

- Se închide ventilul la coloană şi se împinge apa în formaţiune, până ce presiunea de injectare a apei scade la o valoare minimă constantă.

- Se pompează lapte de ciment prin ţevile de extracţie ce au sabotul aproape de talpă.

Volumul laptelui de ciment este variabil de la o operaţie de cimentare la alta, fiind egal cu volumul interior al coloanei de exploatare pe intervalul perforat plus un volum suplimentar, ce reprezintă 2 – 4 volume de coloană pe lungimea perforată în funcţie de receptivitatea stratului:

- Se pompează în urma laptelui de ciment un fluid cu aceeaşi densitate ca a fluidului din spatele ţevilor de extracţie, încât laptele de ciment să fie adus la echilibru.

- Se retrag ţevile de extracţie cu cca. 50 m deasupra nivelului laptelui de ciment.

- Se închide prevenitorul pe ţevi . - Se pompează fluid, încât nivelul laptelui de ciment să rămână cu 1 – 2

m deasupra perforaturilor. - Se închide sonda şi se lasă în pauză pentru prizarea cimentulu. - Se controlează oglinda şi dacă este cazul se frezează surplusul de ci-

ment până la adâncimea dorită pentru oglindă.

Fig.5.14. Cimentarea sub presiune Fig.5.15. Cimentarea sub presiune a unui strat epuizat a unui strat inundat

În cazul stratelor epuizate, pentru retragerea la un strat superior care prezintă perspective de exploatare, se va aplica o cimentare sub presiune conform schemei din figura 5.14.

În cazul exploatării a două sau mai multe strate productive izolate între ele prin intercalaţii neproductive, prin inundarea unuia dintre ele, se procedează la izolare printr-o cimentare sub presiune.

În figura 5.15 este ilustrat un strat productiv superior care a fost inundat şi pentru izolarea acestuia prin cimentare se procedează astfel:

- Se introduce în sondă un dop de nisip de la talpă până deasupra stratului productiv inferior.

- Se realizează un capac de ciment deasupra nisipului şi după aceea se aplică cimentarea sub presiune a stratului superior.

- Se face o pauză de 48 ore.

Dop deciment

Strat ce urmează a fi perforat

Stratimpermeabil

Strat epuizat

Dop de nisip

62

- Se frezează cimentul din dreptul stratului inundat (superior). - Se face verificarea cimentării prin proba de golire.- Dacă stratul nu mai debitează se frezează capacul de ciment şi dopul de

nisip de sub el. - Se repune sonda în producţie din stratul inferior.Există şi alte procedee de realizare a operaţiei de cimentare sub presiune

fără reţinător, care se pot aplica funcţie de caracteristicile stratului productiv ce urmează a fi izolat, de adâncimea acestuia.

Fig.5.16. Fazele unei variante de cimentare sub presiune

În figura 5.16 sunt redate schematic fazele unui procedeu de cimentare sub presiune.

- Prin interiorul ţevilor de extracţie, care au şiul în baza perforaturilor se pompează cantitatea de lapte de ciment calculată.

- Se pompează apă pentru echilibrarea laptelui de ciment la (fig.5.16.a).- Se retrag ţevile cu şiul în dreptul oglinzii dorite (fig. 5.16.b). - Se închid ţevile de extracţie şi prin coloană se pompează apă cu

presiune, încât laptele de ciment aflat în surplus faţă de nivelul oglinzii dorite (înălţimea Δh) să fie împins în strat.

Apă (noroi) Lapte de ciment

Lapte de ciment

Ciment

Δh

63

După pomparea cantităţii necesare de apă se va deschide ventilul de la ţevile de extracţie şi se începe circulaţia inversă (coloană – ţevi) pentru a se elimina surplusul de lapte de ciment din ţevi (fig. 5.16.c).

- Se opreşte circulaţia când la habă apare apă curată. - Se extrag câteva bucăţi de ţevi, pentru a rămâne coloana de ţevi cu şiul

la 50 – 100 m deasupra nivelului oglinzii de ciment.După 24 ore se controlează tăria cimentului apăsând cu o greutate de cca.

1 tonă, apoi se face proba de etanşeitate a cimentării.

a b

c d

Fig.5.17. Fazele cimentării sub presiune cu oglindă fixă

În figura 5.17 se pot urmări fazele unui alt procedeu de injectare sub presiune a laptelui de ciment pentru obţinerea oglinzii la adâncimea dorită:

- Se pompează laptele de ciment prin interiorul ţevilor de extracţie, care au sabotul la baza perforaturilor, până când nivelul laptelui de ciment urcă în coloană până la nivelul oglinzii dorite (fig. 5.17 a).

- Se închide ventilul la coloană şi se pompează sub presiune restul laptelui de ciment şi apoi un fluid pentru împingerea unei cantităţi de lapte de ciment în strat (fig. 5.17. b).

- Se ridică ţevile cu şiul în dreptul oglinzii dorite şi se începe circulaţia inversă pentru eliminarea surplusului de lapte de ciment (fig. 5.17 c).

- Se ridică ţevile de extracţie cu şiul la 50 – 100 m deasupra nivelului de ciment şi se aşteaptă prizarea cimentului cu sonda închisă( fig. 5.17d).

64

- După 24 ore se încearcă tăria cimentului şi apoi urmează proba de golire pentru verificarea etanşeităţii cimentării.

d2. Cimentarea sub presiune cu reţinător

Penru a proteja coloanele de exploatare a sondelor, la care sunt necesare presiuni mari pentru pomparea laptelui de ciment în strat (peste 200 bari).se pot utiliza nişte dispozitive speciale numite reţinătoare de ciment.

Reţinătorul de ciment nerecuperabil cu declanşare hidraulică este prezentat în figura 5.18.

Acest tip de reţinător de ciment se compune dintr-un corp metalic din fontă sau aluminiu, pentru a permite frezarea lui după terminarea operaţiei. La partea superioară este ataşată o geală pentru circulaţia, prin intermediul unei reducţii cu filet pătrat stânga.

La exteriorul corpului se află simetric dispuse manşoanele conice şi între ele o garnitura de cauciuc. Conusurile sunt fixate de corp cu şuruburi cu o rezistenţă de forfecare corespunzătoare. Pe suprafaţa acestor conusuri pot culisa penele superioare şi penele inferioare. Aceste pene sunt fixate de corpul reţinătorului şi de conusuri cu şuruburi care la un anumit efort se pot forfeca.

Penele superioare prind de jos în sus, iar cele inferioare de sus în jos, astfel că atunci când dinţii acestor pene prind în coloană, reţinătorul nu mai poate fi extras. Pe corpul metalic în dreptul garniturii de cauciuc se află nişte orificii.

La partea inferioară a corpului cilindric se află o carcasă cu o bila de reţinere din bachelită. Bila este îndepărtată de scaunul ei de un braţ, care este solidar cu un manşon. Acest manşon este fixat la partea inferioară a carcasei cu un ştift de forfecare şi la partea superioară are un scaun de etanşare pentru o bila confecţionată din bronz.

65

Fig 5.18. Reţinător de ciment nerecuperabil cu declanşare hidraulicăPentru fixarea reţinătorului în sondă se procedează astfel:- Se şablonează coloana de exploatare cu un şablon cu diametrul cu 4 – 5

mm mai mic decât al coloanei.- Se introduce reţinătorul cu ţevile de extracţie sau prăjinile de foraj până

la adâncimea dorită. - Se face circulaţie de control, apoi se întrerupe pomparea.

- Se lansează prin ţevi o bila de etanşare, ce se va aşeza pe scaunul manşonului , apoi se reia pomparea încât presiunea să crească foarte încet.

- Prin creşterea presiunii în reţinător, fluidul va trece prin orificiile din copul reţimătorului şi presează asupra garniturii de cauciuc.

- Prin expandare, garnitura de cauciuc împinge în sus manşonul conic superior şi produce forfecarea şuruburilor care fixează atât conusul cât şi penele superioare.

- Prin creşterea presiunii, penele se opresc la pragul superior şi conusul superior continuă să înainteze şi intră sub pene, împingându-le cu dinţii înspre coloană.

- Fluidul din reţinător aflat sub presiune crescândă va forfeca şurubul care ţine manşonul fixat de casetă.

Reducţie

Şuruburi de forfecare

Pene superioare

Şuruburi de forfecare Manşon conic

Corp metalic

Garnitură de cauciuc Orificii

Manşon conic Şuruburi de forfecare

Pene inferioare

Şuruburi de forfecare

Bilă de reţinereCarcasă

Braţ Bilă de bronz

Manşon

Şurub de forfecare

66

- Manşonul împreună cu bila de reţinere şi cu pârghia cad în gaura de sondă; se eliberează bila de reţinere din bachelită care intră în poziţia de funcţionare oprind trecerea lichidului în reţinător de jos în sus.

- Se va ridica garnitura de ţevi şi împreună cu ea şi corpul reţinătorului, ceea ce conduce la forfecarea şuruburilor manşonului conic inferior şi ale penelor inferioare.

- Pragurile inferioare ale corpului reţinătorului apasă asupra penelor inferioară, care culisează pe conusurile inferioare şi prind în coloană.

După ce aceste operaţii au fost terminate, se trece la cimentarea propriu-zisă, care decurge astfel:

- Prin intermediul gealei se circulă fluid în sondă pentru uniformizare.- Se pompează apă prin ţevi, până ce aceasta ajunge în dreptul gealei.- Se închide geala printr-o scurtă manevră în sus a ţevilor de extracţie.- Se injectează apă sub presiune în stratul ce va fi cimentat pentru a se

realiza fisurarea acestuia.- După pomparea apei în strat, cu aceiaşi presiune se începe pomparea

laptelui de ciment.- Se introduce un volum de noroi prin ţevi pentru împingerea laptelui de

ciment în strat.- Se lansează prin ţevi o bila care sub presiunea fluidului din ţevi se

aşează pe scaunul existent la partea superioară a reţinătorului. Aşezarea bilei pe scaun este marcată de creşterea bruscă a presiunii la pompă.

- Bila de reţinere din bachelită care închide orificiul carcasei împiedică revenirea laptelui de ciment din strat sau de sub reţinător.

- Se deschide din nou geala de circulaţie prin lăsarea în jos a ţevilor de extracţie şi printr-o circulaţie inversă se evacuează excesul de lapte de ciment din ţevile de extracţie.

- Se deşurubează geala cu reducţia cu filet stânga din corpul reţinătorului şi se extrag ţevile de extracţie.

- După pauza de priză se va freza reţinătorul cu o freză cu tăiere frontală pentru a nu degrada coloana de exploatare.

- Se spală talpa şi se face proba cimentării.Un alt tip de reţinător este reţinătorul nerecuperabil cu declanşare

mecanică (fig. 5.19). Declanşarea sistemelor de fixare şi de etanşare se execută la acest tip de reţinător printr-un dispozitiv auxiliar separat, cu acţionare mecanică denumit lansator mecanic. Reţinătorul de ciment împreună cu lansatorul se introduc în sondă cu garnitura de ţevi de extracţie sau de prăjini de foraj.

Acest tip de reţinător este alcătuit dint-un corp metalic, la care se înşurubează la partea inferioară un ghidaj. Pe exteriorul corpului se montează garniturile de etanşare sprijinite de inelele extensibile, conul superior şi conul inferior fixate fiecare pe corpul reţinătorului cu câte un ştift de forfecare. În interiorul conului superior se află lansatorul, care se ancorează prin dinţii orientaţi în jos existenţi pe partea superioară a corpului. În acest mod se menţine garnitura în poziţie comprimată. Sub conusul inferior există o pană, care împiedică rotirea acestuia faţă de corp. Pe conusul inferior şi superior se montează bacurile formate din patru sectoare independente, care au la interior patru arcuri lamelare. Bacurile superioare sunt menţinute în poziţia strânsă printr-o brăţară, care se elimină după asamblarea la sondă a reţinătorului cu lansatorul.

67

La partea superioară a corpului există un ştift de forfecare, care se îmbină cu mufa de comandă la cuplarea cu lansatorul. La partea inferioară a reţinătorului este înşurubat un curăţitor, care are rolul de a curăţa coloana de eventuale impurităţi sau aşchii metalice.

Fig.5.19.Reţinător de ciment nerecuperabil cu declanşare mecanică

În interiorul corpului se află o supapa în bucşa elastică etanşată cu o garnitură strânsă între două inel.

Deoarece declanşarea se face prin rotire la dreapta, în timpul introducerii trebuie avut grijă să nu se efectueze rotaţii la dreapta. Pentru siguranţă se recomandă ca la fiecare al cincilea pas introdus să se facă o rotaţie completă la stânga a garniturii ţevilor de extracţie. După ce s-a atins adâncimea de fixare, se ridică reţinătorul cu 60 cm pentru a permite rotirea liberă a piuliţei de comandă de la lansator

Se efectuează zece rotaţii la dreapta pentru a deşuruba piuliţa de comandă şi pentru a elibera de corpul lansatorului manşonul de comandă şi bucşa de fixare a bacului lansatorului se trage de pe gulerul bacului.

Pentru fixarea definitivă a reţinătorului se trage de garnitura de ţevi de extracţie şi se deplasează în ordine conul superior şi bacul ce este presat în peretele coloanei; se foarfecă ştiftul conului şi începe comprimarea garniturii

Bacuri Ştift de forfecare Con superior

Ştift de forfecareLansator

Inele extensibile Garnituri de etanşare

Corp

Ştift de forfecare Con inferior Pană

BacuriBucşă elastică

Inele Garnitură

Ghidaj

Brăţară

68

de etanşare. Se foarfecă şi ştiftul conusului inferior, garnitura se comprimă definitiv şi bacul inferior este împins în peretele coloanei.

B. Cauze tehnice de oprire a sondelor din producţie

În categoria cauzelor tehnice ce conduc la oprirea sondelor din producţie se încadrează toate defecţiunile coloanelor de exploatare şi accidentele care produc înfundarea coloanei sau a spaţiului inelar dintre coloană şi ţevile de extracţie.

Defecţiunile se pot grupa după cauzele care le provoacă astfel:a) Turtirea sau păpuşarea coloanei de burlane, sub diferite forme şi

lungimi este cauzată în general de rezistenţa necorespunzătoare a burlanelor cu o grosime prea mică, de neomogenitatea materialului, alunecărilor de teren, presiuni exterioare mari.

În cazul în care s-a forat cu noroi cu filtraţie mare în marne care se umflă în contact cu apa din noroi, se pot realiza presiuni exterioare mari. Accidente de acest fel se produc destul de des în stratele din baza ponţianului, unde uneori chiar coloanele cele mai groase sunt turtite.

b) Scurgeri din coloană prin spărturi cauzate de: coroziune, frecări cu ţevile de extracţie , presiuni interioare mari, perforări greşite.

Perforarea cu gloanţe de diametru mare poate produce spărturi şi crăpături longitudinale, care slăbesc mult rezistenţa coloanei.

Spargerea coloanei se poate produce şi în urma scăpării unor prăjini, ţevi de extracţie sau burlane şi prin explodarea unei torpile în coloană în mod accidental.

c) Smulgerea din filet a coloanei de burlane se poate datora unei înşurubări slabe la tubare sau a unei înşurubări greşite a coloanei la etanşarea prin niplu de întregire, unui filet greşit executat, unui strat alcătuit din roci neconsolidate care poate devia coloana până la smulgerea ei, sau unor variaţii mari de temperatură.

d) Înfundarea coloanei de exploatare se poate produce prin scăparea în aceasta a unor elemente de echipament cum ar fi ţevi de extracţie, pompe de extracţie cu prăjini de pompare care în cădere provoacă smulgerea din filet a ţevilor de extracţie şi căderea lor împreună cu separatorul de gaze în talpa sondei. De asemenea pot fi scăpate linguri de lăcărit sau curăţit care se înţepenesc în coloană sau se formează un ghem de sârmă sau cablu în cazul ruperii acestora în gaura sondei. În timpul lucrului la sondă pot fi scăpate şi diferite scule sau instrumente care rămân înţepenite în coloană.

e) Înfundarea spaţiului inelar dintre coloană şi ţevile de extracţie se poate produce prin blocarea cu parafină, săruri calcaroase, nisip sau prin scăparea de obiecte mici.

Rezolvarea acestor defecţiuni necesită o serie de operaţii de remediere, care se grupează de obicei astfel:

- reparaţii ale coloanei de exploatare;- instrumentaţii după ţevile de extracţie, prăjini de pompare, cablu de

manevră. scule, instrumente, obiecte rămase în sondă;- resăpări parţiale de sondă.

69

5.4. Repararea coloanelor de exploatare

O defecţiune a coloanei se bănuieşte dacă manevrarea ţevilor de extracţie sau a altor scule prin interiorul ei se face greu, cu tendinţe de înţepenire.

Gradul de deformare al unei coloane de exploatare se poate aprecia în urma unei şablonări atât după modificarea profilului acesteia în secţiune transversală, cât şi după forma şi lungimea afectată de deformare în direcţia axei. La o turtire mai mare în secţiune transversală se poate produce chiar prinderea coloanei de ţevi de extracţie, ceea ce agravează defecţiunea, sau se produce o spărtură în coloana de exploatare, care complică modul de remediere.

La o turtire în direcţie longitudinală, pe o lungime mai mare de 1 m până la 10 m, creşte gradul de dificultate al rezolvării.

Situaţia se complică şi mai mult când coloana turtită este şi deviată.

5.4.1. Repararea coloanelor deformate fără prinderea ţevilor de extracţie.

Sunt cazuri când la o sondă în producţie, în timpul manevrelor cu ţevile de extracţie, indicatorul de greutate arată o tracţiune anormală la intervalele corespunzătoare trecerii fiecărei mufe printr-o zonă deformată a coloanei de exploatare.

Prima operaţie care se execută în astfel de situaţii este controlul interiorului coloanei cu un şablon. Acesta este confecţionat dintr-un burlan subţiat la partea interioară (fig. 5.23.), al cărui diametru exterior este cu 3 – 4 mm mai mic decât diametrul interior al coloanei.

Se lasă o greutate de 3∙104 N asupra şablonului introdus în sondă în zona deformată, ceea ce permite ca şablonul să ia forma spaţiului rămas liber în zona turtirii coloanei.

În unele cazuri, pentru determinări mai precise, se introduc mai multe şabloane, de diametre descrescătoare. Fig.5.20.Şablon a. Repararea coloanelor de exploatare turtite şi păpuşate

Dacă turtirea coloanei nu este prea mare, repararea se face cu birna sau cu valţul cu role.

Birna (fig. 5.21) este un instrument din oţel masiv având o formă de pară, cu câteva şanţuri longitudinale pe suprafaţa sa, care permit circulaţia lichidului. Se introduce în sondă cu prăjinile de foraj sau cu ţevile de extracţie, împreună cu o geală, care are o cursă de 40 – 80 cm.

Repararea coloanei cu birna cu secţiune circulară se face prin bătăi succesive în jos, folosind birne cu diametre din ce în ce mai mari, până la diametrul interior al coloanei.

70

Birna cu secţiune eliptică lucrează prin tragere de jos în sus, mai ales în coloanele în care s-a izolat o viitură de apă şi în care nu se poate lucra prin bătaie pentru a nu strica cimentarea. Datorită formei sale teşite, birna elicoidală poate fi introdusă sub porţiunea turtită,apoi se roteşte încet şi prin tragere în sus va îndrepta coloana.

Repararea coloanei cu birna nu necesită un echipament deosebit , pe când repararea cu valţul necesită o masă rotativă, o prăjină pătrată şi prăjini de foraj rezistente.

Fig,5.21. Birna Fig.5.22. Valţ cu role

Valţul (fig. 5.22) este o piesă de formă cilindro – conică, ce prezintă o serie de role dispuse longitudinal şi ieşite puţin din profilul corpului său. Rândul inferior de role se află pe o porţiune conică având diametrul mai mic decât rândul superior. Valţul se introduce în sondă cu prăjinile de foraj şi se roteşte în porţiunea turtită a coloanei prin intermediul mesei rotative cu o forţă de apăsare de 2∙104 – 2∙105 N, până se constată că acesta nu mai lucrează. Se folosesc în mod succesiv valţuri cu diametre din ce în ce mai mari până se apropie de diametrul interior al coloanei.

b. Repararea coloanelor de exploatare cu diametrul mi , turtite şi necimentate

Pentru coloanele de exploatare cu diametrul mai mic de 5 3/4in şi necimentate, dacă turtirea acestora este mult mai avansată şi nu se mai pot repara. cu birna sau cu valţul, se preferă extragerea coloanei din zona turtită şi înlocuirea bucăţii turtite. Extragerea porţiunii de coloană turtită se poate face prin deşurubare sau tăiere deasupra porţiunii turtite. Pentru deşurubare se foloseşte un rac stânga.

Şanţuri

Corp masiv

Zonă pătrată

Cep

71

După această operaţie se întregeşte din nou a coloana prin înşurubare. În acest scop se foloseşte la capătul de jos al primului burlan un dop de lemn găurit în interior cu o formă ogivală, după cum se vede în figura.5.23, care serveşte drept ghidaj.

După întregire se face proba de etanşeitate. Dacă această probă nu dă rezultate bune, se face ci- mentarea unei porţiuni din spaţiul inelar.

c .Repararea coloanelor concentrice turtite

Când turtirea coloanei de exploatare este o consecinţă a turtirii coloanei exterioare cimentată în teren, repararea este mai complicată. În primul rând trebuie să se stabilească gradul de turtire şi dacă nu este accentuat se încearcă îndreptarea prin birnuire sau vălţuire.

Dacă turtirea este mai avansată şi repararea cu birna sau cu valţul nu dau rezultate se recurge la frezarea porţiunii de coloană turtite şi apoi manşonarea coloanei.

Frezele utilizate în astfel de operaţii sunt de tipul freze burlan (fig.5.24) şi de tipul freze masive într-o gamă variată de forme şi dimensiuni (fig.5.25).

Freza care dă cele mai bune rezultate este freza burlan cu dinţi frontali (fig. 5.24.a). Se utilizează burlane lungi, pentru un ghidaj mai bun şi cu diametrul cât mai apropiat de diametrul coloanei. Frezarea se face cu o turaţie mică a mesei rotative (15 – 25 rot/min) şi cu o apăsare redusă (0,5 – 1 tf ≈ 104

N). La începutul frezării, până când freza îşi formează un prag în burlanul

turtit, se lucrează cu o turaţie redusă (10 – 15 rotaţii/min) şi cu o apăsare foarte mică, arătată de indicatorul de greutate.

Fig.5.24. Freza tip burlanCând freza şi-a format un prag, avansarea începe să se producă, însă nu

cu mai mult de 30 – 50 cm/zi. Când freza nu mai avansează, ea este extrasă şi înlocuită. Uzura frezei

reprezintă o indicaţie asupra mersului operaţiei.Frezarea cu un burlan simplu, fără dinţi dă uneori rezultate mai bune, mai

ales când partea interioară a capului burlanului se încarcă cu material dur, pe o înălţime de 10 cm micşorându-se astfel posibilitatea de îngrădire.

După frezarea porţiunii turtite din coloană cu freza tip burlan, atunci când acesta ajunge în partea inferioară a porţiunii turtite a coloanei, urmează operaţia de rectificare şi lărgire a părţii frezate cu o freză tronconică cât mai

Fig.5.23. Dopde ghidaj

Şper

a. c.

b.

.Pinten

72

apropiată de diametrul coloanei. După această operaţie se consolidează coloana cu un manşon.. Frezele masive, cele mai utilizate, pot fi urmărite în figura 5.25. Ele sunt confecţionate din oţel special, au dinţii cementaţi şi sunt prevăzute cu orificii axiale sau laterale pentru circulaţie.

Caracteristica frezelor pentru frezat în oţel constă în faptul că au dinţii mărunţi şi numeroşi. Pentru frezarea coloanelor turtite nu sunt indicate frezele cu dinţi laterali, pentru că acestea pot intra uşor în partea opusă turtirii şi pot sparge coloana.

Frezarea a două coloane concentrice turtite dă rareori rezultate pozitive; de cele mai multe ori frezele se angajează în burlanul turtit sub un unghi prea mare şi pătrund în teren. În acest caz singura soluţie este resăparea sondei, dacă este rentabilă şi condiţiile tehnice o permit.

Frezările se execută aproape întotdeauna cu noroi în gaura de sondă, menţinându-se o circulaţie activă pentru a antrena la suprafaţă pilitura de oţel rezultată din frezarea coloanei.

5.4.2. Repararea coloanelor cu defecţiuni sub formă de spărturi

Prezenţa unei spărturi, crăpături în pereţii coloanei de exploatare provoacă mari neajunsuri pentru exploatarea sondei. Prin aceste deschideri accidentale se strecoară în sondă o serie de fluide nedorite: apă, gaze sau alte materiale din strat care împiedică funcţionarea normală a sondei.

După ce poziţia lor a fost determinată prin şablonări se trece la remedierea acestor defecţiuni prin umplerea cu ciment, material plastic sau un amestec ţiţei – ciment. Materialul de etanşare este plasat prin deschiderea respectivă în exteriorul coloanei printr-un procedeu de presare la presiune mai mică decât presiunea maximă admisibilă impusă de rezistenţa coloanei.

Se face o pauză pentru a se realiza priza materialului de etanşare, apoi se curăţă surplusul de material din interiorul coloanei prin frezare şi se face proba de etanşeitate pentru a verifica eficacitatea operaţiei de reparaţie.

În cazul sondelor cu presiune mare, reparaţia se va face prin instalarea în interiorul coloanei, în dreptul spărturii sau crăpăturii, a unui manşon metalic fixat şi etanşat în poziţia respectivă prin cimentare. Când defecţiunea se află la o adâncime relativ mică şi deci coloana nu este cimentată, se poate recurge la tăierea coloanei de sub spărtură cu un cuţit burlan şi înlocuirea burlanelor deteriorate. În acest scop, burlanul introdus în sondă se echipează la capătul inferior cu un dispozitiv special de etanşare de tip coruncă, astfel încât conectarea cu secţiunea coloanei aflată în sondă să ofere o etanşeitate corespunzătoare.

73

a. b. c.

Fig. 5.25. Freze masive cu dinţi laterali şi frontali a. freze conice; b. freze cilindro-tronconice; c. freze cilindrice

74

Turtirea coloanelor de exploatare în dreptul perforaturilor, respectiv spargerea lor în această zonă sau a coloanelor pierdute se întâmplă frecvent, în special în stratele cu nisipuri neconsolidate. Spargerea unei coloane în porţiunea perforată este constatată prin apariţia viiturilor de nisip, a unor bucăţile de rocă şi ciment în gaura de sondă, care pot opri exploatarea sondei.

Procedeul de reparare al coloanelor perforate este în funcţie de diametrul coloanei şi de posibilitatea viitoare de exploatare.

Dacă turtirea provocată de o spărtură nu este prea pronunţată şi permite să se introducă deasupra frezei o prăjină grea, turtirea se rectifică prin frezare cu freze masive. Se utilizează freze ascuţite cu diametru mic, cu dinţi pe partea conică (fig.5. 25. a) înşurubate la prăjina grea.

Se corectează coloana turtită până când freza trece dedesuptul zonei turtite, mărindu-se apoi treptat dimensiunea frezei. După rectificarea coloanei la un diametru egal sau cu câţiva milimetri mai mic decât diametrul ei iniţial se introduce un manşon de dimensiune adecvată, perforat în dreptul stratului, fixat la partea superioară cu un packer cu plumb.

La coloanele unice în general cu diametru mai mare la care spărtura este pronunţată se poate utiliza şi o freză burlan sau un burlan simplu cu diametrul cât mai apropiat de al coloanei. După ce coloana a fost pătrunsă de freză, se rectifică fereastra cu freze masive potrivite şi se sapă în teren cu o sapă dreaptă până la baza stratului, după care se face tubarea cu o coloană pierdută perforată în dreptul stratului şi etanşată la partea superioară cu un pacher cu plumb.cum se poate urmări în figura 5.30 a.

Dacă coloana pierdută are diametrul mic şi prin frezare s-a pătruns în teren, sau dacă s-a intrat în teren sub un unghi mai mare, tubarea altei coloane perforate nu mai este posibilă, fiind preferabilă resăparea sondei cu ajutorul unei pene speciale, printr-o fereastră practicată imediat deasupra stratului.

5.4.3. Repararea coloanelor smulse sau rupte

Smulgerea sau ruperea coloanelor fixate în teren se poate produce uneori,

atunci când întinderea lor, în timpul tubării, a fost prea mare, sau înfiletarea a fost slabă, dar de multe ori este provocată de împingerea terenului în porţiuni mai slabe sau care nu au fost cimentate.

Prima operaţie care se execută în asemenea cazuri este introducerea unui model cu plumb (fig. 5.32), cu diametrul cât mai apropiat de diametrul coloanei, pentru a determina poziţia capului de jos al coloanei smulse sau rupte şi eventuala ei dezaxare.

Dacă dezaxarea este mică, se poate introduce la început un manşon, prevăzut la partea inferioară cu un dop de formă ogivală pentru ghidare, care se cimentează la adâncimea la care s-a produs smulgerea

. Manşonul se sprijină pe o oglindă de ciment, realizată în partea inferioară a coloanei.

După cimentarea manşonului şi prizarea cimentului se frezează cimentul din interior şi dopul manşonului şi se face proba de etanşeitate a cimentării.

Dacă dezaxarea între cele două capete de coloană este mare, operaţia devine mai grea. Distanţa dintre cele două capete de coloană se poate determina prin carotaj electric, sau cu un instrument constituit din două lame, denumit cârlig (fig.5.26). Acest instrument se introduce cu ţevile de extracţie, până deasupra capului de burlan de jos (determinat precis cu un model).

75

La extragere, lamele îndoite se prind de partea ruptă superioară a burlanului. În acel moment, acul indicatorului de greutate arată o creştere a greutăţii şi se notează adâncimea la care s-a produs.

Lamele se îndreaptă printr-o tracţiune mai mare, apoi se extrage instrumentul.

Dacă distanţa dintre capetele coloane-lor este mică, îndreptarea coloanei de jos se poate ace cu o sapă ascuţită prelung şi cu marginile rotunjite sau cu o birnă lungă şi cu o conicitate redusă.

După îndreptarea coloanei se introduce manşonul cu dop de ghidaj ogival la partea inferioară şi se cimentează. În cazul în care capul de jos al coloanei rupte sau smulse nu se mai găseşte, sonda nu mai poate fi reparată. Fig.5.26.

5.4.4. Repararea coloanelor turtite cu ţevile de extracţie prinse

În timpul exploatării sondelor. coloanele se turtesc mai mult şi prind ţevile de extracţie.

Prima operaţie care se execută este manevra coloanei de ţevi de extracţie prinse. Prin manevră se înţelege tracţiunea garniturii de ţevi de extracţie până aproape de limita rezistenţei admisibile a materialului şi slăbirea acestei tracţiuni până la 5 – 10 tf (5∙104 – 1∙105 N) sub sarcina normală.

Sunt cazuri în care ţevile de extracţie pot fi manevrate pe lungimea unei bucăţi, ceea ce înseamnă că deformarea coloanei de exploatare prezintă o deschidere ceva mai mică decât diametrul mufei, fără a prinde corpul ţevilor. În astfel de situaţii degazarea se poate obţine printr-o rotire a ţevilor de extracţie cu masa rotativă, trăgând în acelaşi timp cu 2 – 3 tf (2∙10 4 – 3∙104 N) până când mufa îşi face loc prin porţiunea turtită.

Dacă garnitura se alungeşte şi se scurtează, adică punctul de prindere nu cedează, se poate slăbi tracţiunea mai mult.

În coloanele cu diametre mici (5 3/4 in) şi la adâncimi mici se poate lucra cu greutatea maximă. Dacă nici astfel nu se poate degaja garnitura, trebuie determinat punctul de prindere. Adâncimea de prindere se .determină prin calcule, pe baza datelor obţinute prin întinderea garniturii la anumite sarcini, sau prin şablonarea ţevilor de extracţie.

Şablonarea ţevilor de extracţie se face cu un şablon de tablă subţire, introdus cu cablu şi o prăjină grea. Dacă ţevile au suferit o deformaţie, ca urmare a turtirii coloanei, şablonul se opreşte în acel punct şi se deformează, indicând adâncimea la care sunt prinse ţevile.

Dacă ţevile de extracţie sunt complet blocate, după determinarea adâncimii la care au fost prinse, ele se taie imediat deasupra punctului de prindere, după care se extrag şi se începe reparaţia propriu − zisă a coloanei.

Pentru a obţine indicaţii asupra situaţiei la nivelul capătului de ţeavă tăiată (poziţia sa în sondă şi diferenţa de adâncime între capătul de ţeavă şi

76

zona de blocaj), se execută operaţii de recunoaştere, respectiv modelare şi şablonare.

În cazul existenţei unei blocări cu nisip, pentru a efectua spălarea nisipului din jurul ţevilor, se foloseşte un burlan de spălare, care se introduce în sondă cu o garnitură de prăjini de foraj de 2 7/8 in sau 3 1/2 in, care îmbracă ţevile de extracţie, putând efectua fie o spălare simplă (circulaţie şi avansare), fie o spălare combinată cu frezare.

În funcţie de gradul de compactitate al nisipului, burlanul de spălare va fi echipat la partea de jos cu o freză corespunzătoare (fig. 5.24 a).

Dacă ţevile de extracţie sunt lipite de peretele coloanei de exploatare, făcând dificilă îmbrăcarea lor de către burlanul de spălare, acesta se echipează la partea de jos cu un pinten (fig. 5.24 c), care permite aducerea capătului ţevilor spre centrul coloanei.

Dacă ţevile sunt lipite de peretele coloanei şi nisipul este compact, se recomandă să se folosească un burlan tăiat la partea de jos sub un unghi ascuţit (şper) care se poate urmări în figura 5.24 b). După ce se avansează prin spălare pe toată lungimea burlanului de spălare, acesta se extrage şi se execută o operaţie de deşurubare a porţiunii de ţevi de extracţie degajate de nisip, folosind o garnitură de instrumentaţie alcătuită din prăjini stânga şi un dispozitiv de prindere şi deşurubare.

În cazul prinderii ţevilor de extracţie în coloana de exploatare, în zona unde s-a deformat, se procedează la frezarea coloanei în porţiunea defectă, fie în jurul capătului de ţeavă tăiat, utilizând o freză burlan, fie frezând simultan şi ţevile utilizând o freză cilindrică cu dinţi frontali. La un moment dat, în timpul frezării, ţevile de extracţie se desprind din punctul de prindere şi cad la talpa sondei. Operaţia se continuă până la frezarea completă a coloanei.

După rectificarea coloanei frezate cu freze tronconice de diametru mai mare; se instrumentează pentru extragerea ţevilor de extracţie căzute, apoi se manşonează coloana în dreptul porţiunii frezate.

Dacă ţevile au fost prinse prin turtirea numai a coloanei întregite sau a coloanei de exploatare în zona necimentată, iar coloana exterioară cimentată este bună, pentru remediere se recurge la o simplă instrumentaţie.:

- se taie ţevile de extracţie imediat deasupra nivelului la care sunt prinse, - se deşurubează coloana şi se extrage o dată cu ţevile de extracţie; - se întregeşte coloana

5.4.5. Manşonarea coloanelor reparate

Coloanele turtite, care au fost reparate, în majoritatea cazurilor necesită o consolidare a porţiunii în care s-a lucrat. Aceasta se realizează printr-un manşon de burlane, având diametrul cât mai apropiat de al coloanei reparate.

Manşonul este alcătuit din mai multe burlane cu mufe din corp, lungimea sa depăşind porţiune de coloană reparată cu 15 – 20 m atât deasupra cât şi dedesupt. La partea inferioară manşonul este prelucrat sub formă de şiu, cu un mic pinten care îl împiedică să se rotească în timpul fixării. La partea superioară este prevăzut cu filet pentru legătura cu capul de lansare, care la rândul său se ataşează la garnitura de manevră prin intermediul unei geale de fixare.

77

Înainte de introducerea manşonului în sondă se face un dop de ciment în coloană, pe care să se sprijine manşonul.

Operaţia de fixare a manşonului se desfăşoară în următoarea succesiune:- Se introduce manşonul până la dopul de ciment cu garnitura de ţevi de

extracţie.

Fig.5.27.Manşunarea unei coloane reparate

- Se verifică oglinda dopului de ciment.- Se ridică manşonul aproximativ 1 m şi se începe cimentarea sa. - Se pompează o cantitate de noroi, calculată astfel încât laptele de

ciment să ajungă în spaţiul inelar şi în ţevile de extracţie la acelaşi nivel, dar să depăşească cu 15 – 20 m capul special al manşonului.

- Se lasă manşonul pe oglinda de ciment,urmărind indicatorul de greutate Pentru a avea siguranţa de funcţionare a gealei, se ridică din nou

manşonul, până când se constată la indicatorul de greutate o creşte, apoi se coboară 20 – 25 cm, pentru deschiderea gealei.

- Se deşurubează geala, prin rotire la dreapta cu ajutorul masei rotative.- După pauza de priză se frezează cimentul până la baza manşonului cu o

sapă cu vârf ascuţit.- Se face proba de presiune a coloanei. Operaţia de reparare a coloanei se consideră terminată după frezarea

dopului de ciment realizat iniţial în sondă, curăţind coloana la interior.

5.4.6. Întregirea coloanei pierdute

Uneori, la sondele care au coloane pierdute, se avariază coloana superioară. După repararea acesteia urmează să se consolideze coloana. Dacă din motive tehnice şi de exploatare nu este posibilă manşonarea coloanei, se va face întregirea până la suprafaţă a coloanei pierdute (fig. 5.28). Etanşarea în

Ţevi de extracţie

Cap de lansare

Manşon

Coloana reparată

Pinten

Dop de ciment

78

punctul de legătură se face fie prin packerul cu plumb (fig. 5.28.a), fie prin cimentare (fig. 5.28.b), în funcţie de gradul de etanşare necesar.

Dacă presiunea în coloană sau presiunea de lucru nu este mare, se utilizează packerul cu plumb (fig. 5.29).

a. b. Fig.5.28, Întregirea coloanelor pierdute a. cu packer cu plumb; b. prin cimentare.

Pacherul cu plumb se înfiletează la primul burlan al coloanei care se tubează şi se coboară încet până ce coloana de întregire intră în capul coloanei

Coloană

de întregire

Pacher cu plumb

Coloană pierdută

Ciment

20 – 30m

79

pierdute. Ghidarea este realizată de dopul din capătul inferior al pacheru- lui. Când inelul de sprijin ajunge pe conicitatea capului coloanei pierdute se foarfecă şuruburile de cupru şi lăsând o parte din greutatea coloanei introduse (circa 4 – 5 tf ≈ 4∙104 - 5∙104

N) asupra inelului superior se comprimă garniturile. Proba de etanşeitate se face prin presiune în spaţiul inelar. La sondele la care există presiuni mari sau la care coloana reparată trebuie bine consolidată, se face întregirea prin cimentarea spaţiului inelar. Coloana de întregire se introduce cu o piesă specială conică care intră în capul coloanei pierdute (fig.5.28. b) Coloana de întregire se ridică cu 0,5 – 1 m , se cimentează cu o cantitate de lapte de ciment calculată astfel încât o parte să ajungă în spaţiul inelar la înălţimea stabilită, iar în coloană să rămână 20 – 30 m ciment peste punctul de întregire.

Fig.5.29. Packer pentru coloana de întregire

coloana în capul coloanei pierdute şi se etanşează la suprafaţă. După pauza de priză a cimentului se frezează cimentul, se face proba de presiune şi se repune sonda în producţie.

Fixarea şi etanşarea coloanei pierdute în teren sau într-o altă coloană se face în mod diferit, după cum aceasta este introdusă perforată sau neperforată, pentru exploatarea unuia sau mai multor strate simultan.

După repararea unei coloane perforate – coloană unică (fig. 5.30 a) sau coloana pierdută (fig. 5.30. b), pentru a o consolida se introduce în interiorul ei o coloană pierdută perforată. Partea de jos şi cea de deasupra porţiunii perforate se completează cu burlane neperforate. Această coloană pierdută se sprijină în partea inferioară pe oglinda veche de ciment, iar la partea superioară i se ataşează un pacher cu plumb cu acţionare mecanică.

În exploatarea sondelor prin coloană pierdută, sunt cazuri în care coloana prin care urmează să producă ulterior şi alte strate superioare se defectează în dreptul stratului perforat din care produce sonda

Mufa de burlan

Corp Inel superior

Inel de etanşare

Inele de distanţare

Inel inferior Şurub de forfecare Inel de sprijin

Inel de etanşaredin cauciuc (plumb)

Şurub cap înecat

Ghidaj de lemn

Inele de distanţare

Coloana pierdută

80

. a. b.

Fig. 5.30 Tubarea de coloane pierdute, perforate

După repararea coloanei turtite, urmează să se tubeze o nouă coloană pierdută perforată, însă etanşarea acesteia nu se poate face în interiorul primei coloane pierdute, pentru a nu acoperi stratele încă neexploatate.

Coloană unică perforată

Strat productiv

Pacher cu plumb

Coloană defectă

Pacher cu plumb

Coloană perforată reparată

81

Fig,5.31 Tubarea şi etanşarea unei coloane pierdute într-o coloană pierdută şi reparată.

În acest caz sunt două variante: a) Dacă stratele superioare nu permit, din anumite considerente geologice

şi tehnologice, exploatarea simultană a stratelor superioare cu cele inferioare, se tubează o coloană pierdută, perforată numai în dreptul stratului de jos şi etanşă deasupra capului primei coloane pierdute, în coloana precedentă cum se poate urmări în figura 5.31. a.

2) Dacă stratele pot fi exploatate simultan, se perforează mai întâi stratele superioare din coloana pierdută existentă în sondă, apoi se introduce o coloană pierdută, perforată în dreptul stratelor productive şi se etanşată cu un pacher cu plumb în coloana precedentă (fig. 5.31 b).

În prima alternativă există posibilitatea de a extrage coloana pierdută prin deşurubare, după ce stratul inferior a fost epuizat şi trebuie cimentat. Procedând astfel se evită perforarea prin două coloane la punerea în exploatare a stratelor superioare, perforate ce nu reuşeşte totdeauna în coloane mici.În cazul sondelor adâncite sau resăpate, unde au fost străbătute mai multe strate, a căror exploatare trebuie să se facă separat, se face izolarea acestora precum şi etanşarea în coloana precedentă a coloanei pierdute prin cimentarea ei pe toată lungimea.

Fixarea unei coloane pierdute se realizează după lungimea ei astfel:• coloană pierdută scurtă (sub 100 m) se va sprijini pe talpa sondei;• coloană pierdută mai lungă de 100 m se fixează în coloana precedentă

cu un agăţător de coloană, pentru a evita flambarea şi îngenuncherea sub greutatea proprie.

Coloană pierdută

Strat exploatat cu coloană

defectă

Dop de ciment

Packer cu plumb

Coloană pierdută perforată

Strate perforate

82

6.

6. INSTRUMENTAŢII

6.1. Aspecte generale

Lucrările de instrumentaţii sunt operaţiile care se execută pentru rezolvarea unor accidente tehnice în urma cărora au rămas în gaura de sondă anumite echipamente, scule, dispozitive.

Aceste accidente se datoresc unor defecte de fabricaţie a echipamentelor şi dispozitivelor utilizate la sonde, folosirii unor scule necorespunzătoare şi mai ales neatenţiei sau lipsei de pregătire a personalului operator în timpul lucrărilor de intervenţii sau reparaţii.

Accidentele tehnice se pot produce atât la sondele în producţie, având drept urmare încetarea exploatării acestora, cât şi la sondele în intervenţie sau în reparaţie.

Cele mai frecvente accidente tehnice se produc la materialul tubular din sondă şi anume:

• scăparea în gaura de sondă a unor prăjini de foraj sau ţevi de extracţie datorită unor elevatoare sau broaşte cu pene defecte sau manipulate greşit, a ruperii sau a defectării frânei de la troliu;

• smulgerea din filet a ţevilor de extracţie sau a prăjinilor de foraj, din cauza înşurubărilor incomplete;

• ruperea garniturii de ţevi de extracţie în cazul solicitărilor mari la tracţiune în cazul prinderii în gaura de sondă, sau solicitărilor mari la torsiune, în cazul frezării cimentului sau depunerilor de nisip;

• prinderea prăjinilor de foraj sau a ţevilor de extracţie în coloană, datorită unei cimentări greşite, viiturilor de nisip sau a unor materiale căzute şi înţepenite în spaţiul inelar.

La aceste accidente se mai pot adăuga: scăparea în gaura de sondă a prăjinilor de pompare, scăparea sau înţepenirea în gaura de sondă a lingurilor de curăţat sau de lăcărit, ruperea cablului de lăcărit sau de manevră, rămânerea în gaura sondei a unor sape, freze sau alte instrumente din cauza ruperii racordurilor sau a uzurii filetelor.Prima operaţie care se execută la aproape toate instrumentaţiile este modelarea, care constă în determinarea sau imprimarea formei capului materialului scăpat şi a poziţiei pe care o ocupă în coloană. În acest scop se folosesc modele cu plumb (fig. 5.35 a şi c) sau cu parafină (fig. 5.35 b).

Modelul cu plumb se introduce în sondă cu ţevi sau cu prăjini, imprimarea făcându-se printr-o apăsare de 4 – 6 tf. Modelul trebuie să aibă un diametru cu 5 – 10 mm mai mic decât diametrul coloanei. În ceea ce priveşte poziţia de imprimare, modelul poate fi cu imprimare frontală, când interesează situaţia în secţiune transversală (fig. 5.35 a) sau cu imprimare laterală (fig. 5.35 c) când sunt necesare detalii asupra stării laterale a coloanei pe o anumită adâncime.

La adâncimi mici se utilizează modelul cu parafină (fig. 5.35 b) care imprimă mai adânc forma capului materialului tubular rămas în gaura sondei. Acesta se introduce cu cablul având deasupra o geală şi o prăjină grea, cu care se dă o singură bătaie asupra modelului.

83

Pentru reuşita operaţiei de instrumentaţie va trebui ca înainte de a fi introdus în sondă dispozitivul de prindere cu care se face instrumentaţia să fie

Fig.5.32. Modele cu plumb şi parafină

supus la suprafaţă la o probă de prindere, folosind pentru aceasta o piesă asemănătoare ca formă şi dimensiune cu cea după care se instrumentează.

În general garnitura de instrumentare trebuie să fie mai rezistentă decât garnitura după care se instrumentează, pentru a se putea realiza în punctul de prindere cu instrumentul respectiv tracţiunea maximă admisibilă asupra garniturii rămase în gaura de sondă.

Practic se poate atinge cirxa 75 – 80% din efortul corespunzător limitei de curgere a materialului.

6.2. Instrumentaţii după materialul tubular

Pentru recuperarea materialul tubular rupt, deşurubat sau smuls, rămas în gaura de sondă, având capul nedeformat şi spaţiul inelar suficient de mare, se utilizează corunci.

Coruncile sunt scule de instrumentaţie care prind la exteriorul materialului tubular din sondă prin intermediul unor bacuri dinţate ce se împănează pe suprafaţa materialului tubular prin alunecarea lor pe suprafeţe înclinate sub acţiunea forţei axiale de întindere.

Coruncile se execută în diferite game constructive pentru toate dimensiunile nominale ale materialelor tubulare ce se utilizează în gaura de sondă. După examinarea amprentei pe suprafaţa frontală a modelului utilizat se stabileşte tipul coruncii şi anexele ce pot fi folosite. Dintre anexe se pot enumera: garnituri de etanşare, care asigură circulaţia după instrumentaţie, siguranţa contra rotirii, dispozitive de ghidare şi corectare a capului rupt.

Plumb

Secţiunea A-B

Parafina

Cui de fier Plumb

A B

a. b.

c.

84

Sunt prezentate scheme şi câteva detalii constructive şi de manevrare a tipurilor de corunci cu aplicabilitate frecventă în operaţiile de instrumentaţie.

Corunca normală – tip N (fig. 5.33) pentru prins prăjini de foraj şi ţevi de extracţie nu este de tip declanşabil, dar se poate totuşi degaja prin rotire.

Fig. 5.33. Coruncă cu bacuri normale

Ea este alcătuită dintr-un tub de oţel prevăzut cu un locaş conic în care se fixează bacurile acţionate de un arc.

Bacurile au dinţii de prindere sub forma unui filet stânga sau dreapta.Mişcarea de rotaţie în interiorul corpului este blocată de o pană

longitudinală. Corunca este prevăzută cu o garnitură de cauciuc, care etanşează pe prăjini sau ţevi şi permite efectuarea circulaţiei.

Acest tip de coruncă se introduce în sondă cu prăjinile de foraj sau ţevile de extracţie. Când ajunge deasupra capului rupturii, se manevrează manual sau cu masa rotativă, încât să se centreze capul materialului tubular rupt. Se coboară apoi garnitura de instrumentaţie cu corunca.

Bacurile coruncii sunt ridicate în porţiunea mai largă de către bucata ruptă, care pătrunde apoi sub bacuri. Arcul împinge bacurile în jos şi astfel la ridicarea garniturii de instrumentaţie materialul tubular rupt este prins în bacurile coruncii ce se află în locaşul conic.

Pentru degajare, dacă garnitura rămasă în sondă nu se poate extrage, se va roti corunca în sensul filetării prăjinilor de instrumentaţie. Deoarece dinţii

Racord

Corp de oţel

Arcuri

Bacuri

Garnitură de cauciuc

Pălărie de ghidare

85

bacurilor formează un filet în sens invers, bacurile execută o mişcare de deşurubare pe bucata de material tubular prins până se eliberează de aceasta.

Corunca tip MI Ivănescu

În figura 5.34 este ilustrată o coruncă cu declanşare automată prin simplă manevră în jos. Ea se compune dintr-un corp cilindric care are la partea superioară un racord 2, pentru legătura cu garnitura de instrumentaţie.

În interiorul corpului corunca are un declanşator cu şanţuri în zigzag, unul lung şi unul scurt.

Printr-o uşoară presare a manşonului pentru ghidarea bacurilor pe capul superior al materialului tubular din sondă şi apoi prin tragere în sus, ştifturile de ghidare intră într-un şanţ lung. Bacurile alunecă pe partea conică a corpului şi prind capătul ţevii de extracţie sau al prăjinii de foraj.

Când trebuie dezgăţată corunca este suficientă o apăsare a garniturii de instrumentaţie pe coruncă şi apoi o ridicare a acesteia, pentru ca ştifturile de ghidare cu manşonul de ghidare a bacurilor să rămână suspendate într-un şanţ scurt în declanşator.

Fig.5.34. Coruncă Ivănescu (tip MI)

Racord

Declanşator cu garnituri

Manşon

Corp cilindric

Bacuri

86

Dimensiunile principale ale coruncilor normale (tip N) şi a coruncilor tip M.I sunt redate în tabelul 5.1.

Tabelul 5.1. Corunci tip N şi tip MI pentru ţevi de extracţie:Diametruexterior

mm

Coloanaprin care

trecein

Prinde SarcinaCorp ţeavă

Cap îngroşat

Mufa pentru corp tf

neîngroşat îngroşat

924 1/2 1,66 1,66 1,66

1,90 1,90 1,90 1,90 202 3/8 - - -

1151,90 1,90 1,90 1,90

5 5/8 2 3/8 2 3/8 2 3/8 2 3/8 302 7/8 2 7/8 - -

1262 3/8 2 3/8 2 3/8 2 3/8

6 5/8 2 7/8 2 7/8 2 7/8 2 7/8 403 1/2 - - -

1402 3/8 2 3/8 2 3/8 2 3/8

7 2 7/8 2 7/8 2 7/8 2 7/8 503 1/2 3 1/2 3 1/2 -

1522 3/8 2 3/8 2 3/8 2 3/8

7 5/8 2 7/8 2 7/8 2 7/8 2 7/8 50 4 4 - -

1803 1/2 3 1/2 3 1/2 3 1/2

9 5/8 4 4 4 4 754 1/2 4 1/2 4 1/2 4 1/2

Tabelul 5.2. Corunci de tipul BM pentru ţevi de extracţie

Dimensiunea

nominalăin

Filet de legătură

in

Materialul prins (in)Ţevi de extracţie

Corp ÎngroşareMufă

neîngroşatăMufă

îngroşată3 5/8 1,9 1,05 – 2,063 1,05 – 1,9 1,05 – 1,9 1,05 – 1,6

4 2 3/8 2 3/8 2 3/8 2 3/8 -4 1/2 2 7/8 N 2 7/8 2 7/8 2 3/8 2 3/8

5 3 1/2 L 3 1/2 3 1/2 2 7/8 2 7/85 1/2 3 1/2 L 4 4 3 1/2 L 2 7/8

6 3 1/2 L 4 1/2 - - 3 1/2 6 3/4 4 1/2 L - 4 1/2 4 47 1/2 4 1/2 L - - 4 1/2 4 1/2

8 1/16 4 1/2 L - - - 4 1/2

Corunca cu bacuri multiple

În figura 5.35 este prezentată o coruncă pentru prinderea materialului tubular prevăzută cu două rânduri de bacuri pentru prinderea corpului ţevilor de extracţie şi a mufelor de legătură.

87

În corpul cilindric al coruncii sunt strânse bucşele tronconice prin înfiletarea corpului cu garnituri de etanşare la reducţia de legătură . Bacurile expandabil sunt ridicate la contactul cu capul rupt al materialului tubular din sondă şi apoi sunt presate pe acesta de bucşa de ghidare şi arcul elicoidal. Corunca este prevăzută cu pene de siguranţă de ghidare a bacurilor în sus şi în jos şi contra rotirii, cu freză de corectare şi o pălărie de ghidare.

Corunca cu bacuri spirale (fig. 5.36) este o coruncă fără declanşare. Bacul spiral este o bandă metalică elastică răsucită în elice cu suprafaţa exterioară înclinată. El se montează în locaşul spiral din corpul coruncii.

Angajarea coruncii pe corpul ţevii sau prăjinii se face prin rotire şi lăsare în jos, când bacul este împins în sus pe suprafaţa elicoidală şi se deschide. Pentru prindere se opreşte rotirea şi se trage în sus. În acest moment bacurile sub acţiunea frecării îşi înfig dinţii în peretele materia-lului tubular.

Fig.5.36 .Coruncă cu bacuri spirale

Fig.5.35. Coruncă cu bacuri multiple

Reducţie

Racord

Arc

Corp

Bucşă de ghidare

6

Corp cilindric

Inel superior

Bacuri expandabile

Arc

Bucşe tronconice

Inel inferior

Pene de siguranţă

Freză

Garnitură de etanşare

Pălărie de ghidare

88

Corunca cu lame şi corunca cu clapăÎn cazul ţevilor de extracţie rupte, care au fost atacate de coroziune nu se

poate realiza prinderea cu corunca cu bacuri şi se va utiliza corunca cu lame sau corunca cu clapă.

Corunca cu lame este construită dintr-un burlan cu perete gros prevăzut la partea inferioară cu mai multe lame în îndoite spre centrul burlanului. Corunca se introduce pe ţevile de extracţie până când lamele ajung sub prima mufă şi apoi se trage de coruncă cu garnitura de instrumentaţie.

.

a. b.

Fig.5.37 .Corunci cu clapă

Corunca cu clapă (fig. 5.37). Are la partea inferioară în locul lamelor una sau două clape, menţinute în poziţie de prindere de către un arc.

Mecanismul de prindere este format din clapa ce este apăsată în jos de către un arc şi un scaun montat în faţa clapei, încât la prindere, tăişul clapei şi partea de sus a scaunului sunt în acelaşi plan cum se observă în figura 5.37.

Prăjina sau ţeava prinsă în coruncă se sprijină cu mufa ei într-o parte pe tăişul clapei şi în partea opusă pe scaun.

Cu această coruncă se poate realiza şi deşurubarea când materialul tubular nu este prins în coloană.

În coloana de diametru mic, cu un spaţiu inelar mic între coloană şi ţevile de extracţie, corunca nu poate fi utilizată, neputându-se prinde materialul tubular scăpat sau rupt rămas în gaura de sondă. În astfel de cazuri se utilizează alte instrumente pentru prinderea pe faţa interioară a materialului tubular şi anume racul când capătul este liber la interior şi nu este deformat sau dornul în cazul existenţei unor deformaţii ale acestui capăt şi a unor depuneri de nisip, ciment la interior.

Racii sunt scule de instrumentaţie care servesc pentru prinderea la interior a materialului tubular rupt, deşurubat, smuls rămas în gaura de sondă, permiţând manevrarea cu sau fără circulaţie, pentru a fi degajat sau extras la

Prăjină cu filet

Corpul coruncii

Resort

Clapă Prăjină Scaun

Pălănie

Mufă

Reducţie din corp

Corpul coruncii

Resort Clapă

Pălărie

Lingură de lăcărit

89

suprafaţă. Racii se pot folosi şi pentru deşurubarea materialului tubular.Aceste scule se introduc în sondă cu ţevi de extracţie sau prăjini de foraj.

Sistemul de armare, fixare şi eliberare în şi din capul de instrumentat variază după construcţia racului.

Racul declanşabil (fig. 5.38) este o sculă pentru instrumentat pe interiorul ţevilor de extracţie rămase în sondă cu posibilităţi de declanşare în cazul când acestea nu se degajează. El se compune din corpul 2, prevăzut cu trei şanţuri drepte şi trei praguri conice, pe care lucrează fălcile cu bacuri de prindere 4. La partea superioară se înşurubase mufa de legătură 1, iar la partea inferioară se montează un cap de ghidaj 6.

La partea inferioară corpul racului este prevăzut cu arcurile lamelare 5, care freacă pe interiorul ţevilor.

Înaintea introducerii racului se modelează capul ţevilor rămase în sondă şi se şablonează interiorul lor pentru a verifica dacă se poate lucra cu racul.

Se introduce racul cu garnitura şi când se ajunge în dreptul ţevilor se lasă uşor pe interiorul acestora până când mufa superioară a racului se aşează pe capul lor. Se ridică apoi 25 – 35 cm şi se roteşte o jumătate de tură la dreapta (sau la stânga).

Fig. 5.38. Rac declanşabil Fig. 5.39. Rac nedeclanşabil pentru ţevile de extracţie (mort) pentru ţevile de extracţie

Mufă de legătură

Corp

3

Bacuri de prindere Arcuri lamelare

Cap de ghidare

Cep

Piiedică

Corp

Ţeavă de extracţieBacuri

Calotă sferică

90

Prin frecarea lamelor de interiorul ţevii, colivia cu bacurile rămâne pe loc, iar rotaţia corpului aduce feţele de prindere ale bacurilor în dreptul acestora şi le împinge la exterior împănându-le pe ţevi. Dacă ţevile nu se degajează şi racul este „dreapta”, se desgaţă, lăsând garnitura în jos şi rotind o jumătate de tură la stânga.

Este important ca la angajarea racului să se lase un spaţiu de 25 – 35 cm din lungimea lui afară din ţeavă de la sondă, deoarece în caz contrar el nu se mai poate deforma şi rămâne blocat în sondă.

Racul nedeclanşabil (mort) – fig. 5.39 – se utilizează pentru instrumentat material tubular, rămas în sondă, când există siguranţa că acesta nu este prins.

Cu acest rac se operează prin simpla coborâre a racului pe interiorul ţevilor din sondă şi apoi ridicarea garniturii, moment în care bacul alunecă pe corpul racului şi se împănează în ţeavă. Dacă garnitura cu care s-a introdus este stânga, după angajare se execută deşurubarea.

Dimensiunile principale ale racului pentru ţevile de extracţie sunt date în tabela 5.4.

Dimensiunea nominală a

raculuiFiletul de legătură

Diametrul exterior al

corpului raculuiLungimea racului

in in mm Mm1,9 2 3/8 REG

dr. sau stg.38,2 1200

2 3/80 45 1405

2 7/82 7/8 REGdr. sau stg.

56 1340

3 1/2 3 1/2 REGdr. sau stg.

67 16904 80 1730

4 1/24 1/2 REGdr. sau stg.

96 2000

Dornurile (fig. 5.40) sunt scule de instrumentaţie care servesc pentru prinderea prin tăiere de filet în interiorul materialului tubular rămas în sondă atunci când:

- capătul superior al garniturii rămase în sondă este deformat şi nu permite intrarea unui rac;

- spaţiul inelar dintre materialul tubular după care se operează şi coloana nu permite instrumentarea cu o sculă la exterior;

Dornurile se utilizează pentru prinderea în prăjinile de foraj şi în racordurile speciale ale acestora, în ţevile de extracţie şi în mufele lor, în prăjinile grele, în prăjinile de foraj pentru sondeze şi în niplurile lor de legătură.

Un dorn are o formă tronconică alungită şi este filetat la dreapta sau la stânga pe întreaga suprafaţă, pasul fiind de 3 mm. Are pe suprafaţa sa şanţuri longitudinale care uşurează ţinerea filetului. De obicei aceste şanţuri se umplu cu plumb pentru a realiza etanşarea între dorn şi materialul tubular din sondă când este necesară circulaţia de noroi.

Diametrul, lungimea şi conicitatea dornului variază după garnitura care urmează a fi prinsă.

În figura 5.40 a. este reprezentat un dorn normal de prindere în corpul materialului tubular – prăjină de foraj, prăjină grea sau ţeavă de extracţie.

91

În figura. 5.40 b. este reprezentat un dorn de prindere în corpul materialului tubular când în capul rupt există racordul special al prăjinilor de foraj, mufa sau niplul. În coloanele de diametru mare, pentru a se evita pătrunderea dornului alături de ţevile de extracţie din sondă se ataşează la acesta o pălărie cu pinten pentru ghidare (fig. 5.40 c.).

Dornurile se introduc în gaura de sondă cu prăjina dreaptă când este necesar de a extrage o garnitură rămasă în gaura sondei sau cu prăjini stânga când urmează să se extragă prăjinile de foraj sau ţevile prin deşurubare.

Instrumentarea cu dornul constă din introducerea acestuia cu prăjinile corespunzătoare, circularea fluidului deasupra capului rupt, eventual centrarea acestuia cu pălăria de ghidare. Se opreşte circulaţia şi după introducerea vârfului dornului de capul rupt se apasă cu aproximativ 20 – 30 KN simultan cu rotirea lentă a garniturii de foraj. După tăierea filetului se porneşte circulaţia şi se întinde de garnitura de prăjini până la forţa admisă de aceasta.

După ţevile de extracţie scăpate sau rupte în gaura de sondă se instrumentează cu dorn dreapta numai în coloanele cu diametru mic, unde nu se poate instrumenta cu corunca sau cu racul şi unde există certitudinea că materialul tubular din gaura de sondă poate fi extras uşor. Când se lucrează cu acest dorn se interpune între acesta şi garnitura de prăjini cu care se instrumentează un racord de siguranţă.

Dornul are dezavantajul că nu este o sculă declanşabilă .Din cauză că se lucrează cu apăsare, cu el se deşurubează în general numai câte o bucată sau două bucăţi din garnitură. Din acest motiv este indicat să se utilizeze dornul numai pentru extragerea primei bucăţi deformate şi apoi să se încerce continuarea operaţiilor cu racul declanşabil.

Fig. 5.40.Dornui a. dorn normal; b. dorn de prindere prin racorduri; c .dorn cu manşon şi pălărie de ghidare.

92

Dimensiunile principale ale dornurilor pentru ţevile de extracţie sunt date în tabelele 5.3 şi 5.4.

Tabela 5.5 Caracteristicile tehnice ale dornurilor pentru ţevi de extracţie.

Dimensiunea nominală a dornului şi prinderea capului racord d1 x d2

Dimensiunile Prinderea corpului ţevii de extracţie

Diametrul pălărieid l

in mm mm mm in mm

1,66 - 30 x 48 55,9 1,660 761,90 - 63,5 550 1,900 83

2 3/8 REG 79,4

2 3/8 REG 34 x 59 77,8 1,900 952 3/8 REG 34 x 59 79,4 700 2,0632 7/8 REG 34 x 59 93,2 2 3/8 1022 7/8 REG 34 x 59

2 7/8 REG 40 x 70 93,2 2 3/8 1142 7/8 REG 40 x 70 95,2 8003 1/2 REG 40 x 70 114,3 2 7/8 1263 1/2 REG 40 x 70 108

3 1/2 REG 54 x 85 114,3 2 7/8 1262 1/2 REG 54 x 85 108 880 3 1/2 1383 1/2 FH 54 x 85 117,5

Tabela 5.4Caracteristicile tehnice ale dornurilor pentru prinderea mufei

Dimensiunea nominală a dornurilor pentru prinderea mufei

Dimensiuni principale

Prinde mufa – ţeava de extracţie

d lin mm mm mm mm in

2 3/8 REG stg dr 41 x 49 79,4 42,2 1,6602 3/8 REG stg dr 45 x 53 79,4 42,2 1,6602 3/8 REG stg dr 47 x 55 79,4 47,3 1,9002 3/8 REG stg dr 52 x 60 79,4

40048,3 1,900

2 3/8 REG stg dr 59 x 67 79,4 60,3 2 3/82 3/8 REG stg dr 64 x 72 79,4 60,3 2 3/82 7/8 REG stg dr 71 x 79 95,2 73,0 2 7/82 7/8 REG stg dr 76 x 84 95,2 73,0 2 7/8

3 1/2 REG stg dr 86 x 94108 88,9 3 1/2

3 1/2 REG stg dr 92 x 100,5

Tutele (fig.5.41) sunt scule de instrumentaţie nedeclanşabile care servesc pentru prinderea prin tăiere de filet pe exteriorul materialului tubular rămas în gaura de sondă.

93

O tută este construit dintr-un corp cilindric, care are la partea superioară o mufa pentru prinderea la garnitura de instrumentaţie. La interior este prevăzută cu filet stânga sau dreapta tăiat longitudinal prin patru sau şase canale. Aceste canale uşurează tăierea filetului şi ajută la degajarea şpanului. Pentru asigurarea circulaţiei fluidului de foraj, aceste canale sunt umplute cu plumb, cum se vede în figura 5.41 b, ce reprezintă o secţiune transversală prin tută.

La partea inferioară tutele pot fi prevăzute cu dinţi pentru frezare ca în figura 5.41 a sau cu filet cilindric exterior, în care se îmbină un şiu. dinţat (fig. 5.41 c) în scopul strângerii aşchiilor sau cu o pălărie cu pinten pentru ghidare (fig. 5.41 d).

Filetul tutelor ca şi al dornurilor este triunghiular, în conformitate cu standardele ISO, iar pentru prăjinile de foraj şi prăjini grele sunt realizate şi filete de tipul Buttress.

Tutele de diferite lungimi şi conicităţi se utilizează mai ales în cazurile în care la partea superioară materialul tubular rămas în sondă este deformat, astfel încât nu se poate prinde cu alt instrument sau este corodat şi nu poate suporta eforturi mari la locul de prindere.

Pentru instrumentaţie tuta se introduce pe capul materialului tubular dinsondă până în punctul unde secţiunea interioară a corpului ei are un diametru

a.

Fig. 5.41. Tută

a. secţiune longitudinală; b. secţiune transversală;

94

c. freză; d. pinten de ghidare.egal cu diametrul capătului materialului tubular. Apoi se rotesc prăjinile cu care s-a introdus tuta în sensul în care sunt tăiate filetele pe corpul tutei. În acest caz tuta va tăia un filet pe peretele exterior al materialului tubular din sondă. Continuând rotirea prăjinilor cu filet stânga, prăjinile sau ţevile din gaura de sondă se vor deşuruba acolo unde înşurubarea a fost mai slabă. Bucăţile deşurubate (prăjini sau ţevi) rămân suspendate în tută şi sunt extrase împreună cu aceasta.

După ce s-a extras prin deşurubare cu tuta o parte din garnitura rămasă în sondă, se utilizează alte scule de instrumentaţie care se pot fixa şi degaja din materialul prins şi anume corunca sau racul.

Tabela 5.7. Caracteristicile tehnice ale tutelor pentru ţevile de extracţie.

Dimensiunea nominală tută racord cap - fund

Diametru

exterior

Materialul prins

CorpÎngroş

areMufă

C.N. C.I. M.C.in mm x mm mm in in in in in

1,66 REG 45 x 38 58 1,66 - - - -1,9 REG 51 x 44 67 1,9 - - - -

2 3/8 REG 50 x 39 80 - 1,9 - - -2 3/8 REG 58 x 48 80 2 1/16 1,9 1,9 1,66 1,92 3/8 REG 68 x 56 90 2 3/8 - - 1,9 2 1/162 7/8 REG 81 x 60 100 2 7/8 2 3/8 - 2 3/8 2 3/8

3 1/2 FH(REG) 98 x 96 123 3 1/2 3 1/2 3 1/2 2 7/8 2 7/84 1/2 FH(REG) 112 x 96 146 4 4 3 1/2 2 7/8 2 7/84 1/2 FH(REG) 124 x 108 148 4 1/2 4 1/2 4 1/2 4 3 1/24 1/2 FH(REG) 136 x 123 162 - - 4 1/2 4 -4 1/2 FH(REG) 145 x 133 172 - - 4 1/2 -

Racordurile de siguranţă sunt scule care asigură protecţia garniturilor de foraj sau ţevi de extracţie în timpul operaţiilor de instrumentaţii.

Când se lucrează cu scule nedeclanşabile (tută, dorn, rac mort), pentru evitarea blocării garniturilor cu care se instrumentează în caz de nereuşită a operaţiilor, se intercalează între acestea şi scula respectivă un racord de siguranţă.

În principiu, racordurile de siguranţă constau din două piese etanşate între ele.care se îmbină printr-un filet cu pasul mare Cuplul este asigurat prin forma suprafeţelor de contact ale celor două piese.

În figura 5.42 sunt prezentate două tipuri de racorduri de siguranţă:1. Racord cu zăvor şi arc elicoidal (fig. 5.42 a); 2. Racord cu suprafeţe de blocare (fig. 5.42 b). Ambele racorduri constau dintr-un corp, o mufa, şi garniturile de etanşare

. Filetul racordului cu zăvor are profil trapezoidal, iar cel al racordului cu suprafeţe de blocare are forma dinţilor de fierăstrău.

La racordul cu zăvor se înfiletează întâi mufa de legătură la corpul prevăzut cu garniturile de etanşare, apoi se introduc arcul şi mufa zăvor. Ansamblul se înfiletează complet într-o mufa. Către partea finală a acestei înşurubări, arcul şi mufa zăvor sunt comprimate. La eliberare arcul împinge mufa zăvor realizând blocarea celor două piese principale (corp şi mufă).Zăvorul este de fapt o cuplă cu bacuri frontale care prin forma

95

suprafeţelor în contact asigură cuplarea, respectiv blocarea numai în sensul filetului.

a. c.

Fig. 5.42. Racorduri de siguranţă a . cu zăvor şi arc elicoidal; b. cu suprafeţe de blocare; c. filet.

La racordul de siguranţă cu suprafeţe de blocare cepul se înşurubează în mufă realizându-se o dublă blocare pe suprafeţele profilate (frânte sau ondulate şi pe flancurile filetului. Prin înfiletare piesele sunt împinse una către cealaltă.

Diametrul exterior este egal cu diametrul racordului special al prăjinilor de foraj sau al mufei ţevilor de extracţie cu care se introduce în sondă, iar diametrul interior este egal cu diametrul interior al acestora.

Dacă materialul tubular prins în gaura sondei, după care s-a instrumentat cu dornul, tuta sau alt instrument nu se poate degaja, se deşurubează racordul de siguranţă, în sensul invers al filetului garniturii cu care este introdus, rămânând în sondă numai partea inferioară a racordului de siguranţă.

Eliberarea racordului de siguranţă în sondă, în special a celui cu dublu blocaj, se face prin rotire cu una la trei turaţii la stânga, (funcţie de adâncimea sondei) lăsând o greutate pe racord de 10 – 20 kN.

Extragerea ţevilor de extracţie, prinse în coloană într-un timp mai scurt şi fără pericolele de complicare a instrumentaţiei, posibile la o deşurubare (deşurubarea din mai multe locuri, smulgerea garniturii în timpul extragerii din filete deşurubate parţial) se poate realiza prin tăierea acestora deasupra locului

Mufă zăvor

Arc

Corp

Mufă

Garnitură de etanşare

Corp

Garnitură de etanşare

Mufă

96

de prindere. Această operaţie se poate realiza prin interior sau din exterior cu cuţite pentru tăiat material tubular.

Cuţitul pentru tăiat prin interior lucrează prin apăsare şi forţa de apăsare este menţinută constant printr-o geală şi o anumită lungime de prăjină grele, iar alegerea secţiunii de tăiere se face printr-un detector de mufe.

Elementele caracteristice ale unui cuţit pentru tăiat din interior sunt dispozitivul de armare şi centrare, dispozitivul de fixare şi dispozitivul de tăiere.

Dispozitivul de armare şi centrare este acelaşi ca la raci sau la pachere fiind format din centrori cu lame sau patine şi arcuri elicoidale.

Dispozitivul de fixare este format din bacuri care glisează pe planuri înclinate asigurând împănarea prin manevrare în sus.

Dispozitivul de tăiere este compus din trei lame tăietoare decalate la 1200, asigurându-se astfel echilibrarea forţelor de apăsare pe peretele de tăiat.

În figura 5.43 este reprezentat în secţiune longitudinală un cuţit pentru tăiat prin interior.

Fig,5.43. Cuţitul pentru tăiat prin interior La racordul special se asamblează prăjinile grele la partea

superioară, iar la partea inferioară se înfiletează corpul prevăzut cu trei pene longitudinale. Pe acest corp sunt montate în ordine arcul, manşonul lamelar ,

Racord special

Corp Arc

Manşon lamelar

Manşon de ghidare Inel de frecare Inele

Bacuri

Brăţară

Inel cu urechi

Corp de acţionare

Lamelele centrorului

Cap de acţionare

Piese de ghidare Bolţuri

Lamele tăietoare

Inele

Şurub

97

manşonul de ghidare , lamele tăietoare articulate cu nişte bolţuri în piese de glisare şi inelul de frecare. La capătul inferior al corpului este înfiletat capul de acţionare asigurat cu un şurub. Toate aceste piese se rotesc în timpul operaţiei de tăiere.

Dispozitivul de fixare este alcătuit dintr-un ansamblu de inele, bacuri, brăţări şi inelul cu urechi. Sistemul de armare este compus din corpul de acţionare împreună cu lamelele de arc ale centrorului. Capul de acţionare este înfiletat la corpul de acţionare printr-un filet cu pasul mare.

Garnitura, compusă în ordine din cuţit, detectorul de mufe, prăjinile grele şi geală, se introduce cu garnitura de prăjini de foraj sau ţevi de extracţie până la adâncimea unde se intenţionează tăierea garniturii prinse în sondă.

Lamele detectorului de mufe şi lamele centrorului freacă de pereţii interiori ai garniturii prinse.

Se ridică uşor cuţitul până ce se observă la indicatorul de greutate o mărire bruscă a greutăţii. În această poziţie detectorul are lamele blocate în spaţiul mărit din racordurile speciale sau mufa de legătură, iar geala este deschisă complet.

Garnitura se roteşte lent cu 5 – 8 rotaţii la dreapta, simultan cu coborârea. În această situaţie lamele centrorului sunt blocate din cauza frecării; manşonul de acţionare şi bacurile nu se rotesc. Capul de acţionare , fixat printr-un şurub se deşurubează din corpul de acţionare , separând partea rotitoare de cea fixă. Bacurile iau contact cu pereţii garniturii prinse. Garnitura de instrumentaţie în coborâre împinge suportul bacurilor sub bacuri, presându-le puternic în pereţi. Rotirea dintre cele două părţi se face pe cele două inele de fricţiune.

După împănarea şi imobilizarea bacurilor se opreşte coborârea. Corpul interior al cuţitului avansează numai sub greutatea constantă a prăjinilor grele, deschizând puţin geala şi împingând în jos lamele tăietoare care glisează pe penele longitudinale şi pe planurile înclinate ale manşonului de ghidare. Lamele tăietoare sunt împinse pe pereţi.

Menţinerea secţiunii de tăiere în acelaşi plan, simultan cu avansarea cuţitului în perete este asigurată de forţele radiale provocate de forţa axială a prăjinilor grele combinate cu forţa axială constantă a arcului ce acţionează asupra manşonului lamelar.

Circulaţia fluidului, necesară răcirii şi evacuării şpanului, se realizează prin spaţiul inelar cuprins între cuţit şi interiorul garniturii prinse în teren.

În tot timpul operaţiei de tăiere, garnitura prinsă în teren se menţine sub tensiune. Terminarea tăierii se semnalează prin micşorarea bruscă a greutăţii garniturii prinse.

Extragerea cuţitului din sondă se efectuează prin ridicarea garniturii, operaţie care conduce la săltarea suportului de sub bacuri şi eliberarea bacurilor.

Dacă este necesară o nouă tăiere într-o secţiune inferioară, se coboară garnitura în dreptul acesteia, repetându-se aceleaşi faze de detectare a mufei, anclanşarea bacurilor şi tăiere.

Cuţitul pentru tăiat din exterior, fig. 5.44 se compune dintr-un racord de legătură cu burlanul de îmbrăcare a capătului materialului tubular de tăiat, un corp şi pălăria de ghidare . În interior sunt montate în ordine distanţierul, ghidajul cu arcurile lamelare nituite pe ghidaj, inele, arcul , ghidajul cu lamele care oscilează în bolţurile 13 în pastilele 14. Ghidajul este fixat cu

98

ştifturi de forfecare şi blocat înainte de introducerea în sondă cu un şurub de fixare.

Cuţitul se introduce în sondă cu garnitura de prăjini de foraj sau ţevi de extracţie şi burlane de lungime cel puţin egală cu lungimea materialului de tăiat. Prin rotire şi coborâre lentă, pălăria ghidează cuţitul pe capătul materialului tubular ce trebuie tăiat.

În general, lungimea materialului de tăiat nu depăşeşte 100 – 200 m.

Fig.5.44. Cuţitul pentru tăiat din exterior

În apropierea secţiunii de tăiere se ridică cuţitul până ce arcurile lamelare se opresc sub o mufă a materialului tubular din sondă. Oprirea se semnalează la suprafaţă la indicatorului de greutate.

Se ridică puţin garnitura de prăjini, moment în care se foarfecă ştifturile , iar arcul împinge ghidajul pe capetele lamelor, care vor lua contact cu peretele materialului tubular de tăiat.

Racord

Distanţiere

Arcuri lamelare Nituri Ghidaj

Corp Inele Inele Arc

Ghidaj

Ştifturi de forfecare

Lamele

Bolţuri

Pâlnie de ghidare

Şurub de fixare

99

Cu o sarcină suplimentară până la greutatea proprie a garniturii de prăjini, menţinută cât mai constantă şi cu turaţie de 10 – 15 rot/min se începe operaţia de tăiere.

În cursul operaţiilor de ghidare, fixare şi tăiere, fluidul de foraj este în circulaţie, în scopul evacuării şpanului şi a răcirii lamelor tăietoare.

Terminarea tăierii se semnalează prin unele trepidaţii şi prin micşorarea forţei de întindere a garniturii de prăjini sau ţevi de extracţie. Tronsonul tăiat rămâne prins în cuţit

Geala

Geala este o sculă de instrumentaţie folosită la diferite operaţii cum ar fi: tăierea materialului tubular cu cuţite prin interior, filetări cu dornul sau tute sau la deşurubări cu racul. Ea se intercalează între garnitura de prăjini sau ţevi de extracţie şi scula de instrumentaţie.

În cazul operaţiei de tăiere a materialului tubular, geala trebuie să asigure avansarea, rotirea şi circulaţia necesare acestei operaţii. Pentru aceasta ea este alcătuită din două piese tubulare telescopice prevăzute de-a lungul cursei de glisare cu canale şi ghidaje sau caneluri etanşe.

În figura 5.45 este reprezentată o geală mecanică liberă utilizată la operaţii de instrumentaţie şi la lansarea coloanelor pierdute. Partea superioară este alcătuită dintr-o reducţia 1 prevăzută cu mufa specială (4 1/2 U) pentru îmbinarea cu prăjinile grele şi este înfiletată la mantaua 2. La partea de jos a mantalei se înfiletează piuliţa din două jumătăţi 3. Mandrina 4 are la un capăt cepul special 4 1/2 in, iar la celălalt capăt un piston prevăzut cu garnituri de etanşare 5 pentru ambele sensuri.

Reducţie

6

2

Piston cu garnitură de etanşare

6 Piuliţă

Mandrină

100

Fig.5.45. Geală

Telescoparea părţii superioare, în partea inferioară se realizează prin glisa-rea piuliţei pe corpul mandrinei cuprins între piston şi umărul capului special.

Pentru funcţionarea liberă la operaţiile de instrumentare cu avansare a sculei (dorn, tută, rac, cuţit), geala se deschide parţial. Pentru aceasta se suspendă în cârlig numai greutatea garniturii de instrumentaţie până la geală şi apoi se coboară lent pe scula de instrumentaţie, urmărind indicatorul de greutate. În momentul când coborârea continuă însă acul indicatorului a rămas imobilizat, se frânează troliul. Se continuă coborârea până aproape de închiderea gealei.

Cu această geală se pot da lovituri de sus în jos realizând o manevră corespunzătoare a garniturii de prăjini sau ţevi de extracţie din sondă pe o cursă limitată şi acţionând brusc frâna troliului.

Geala hidraulică utilizată la instrumentări cu garnitura de prăjini de foraj, la operaţiile de carotaj, probări strate, devieri de gaură de sondă, spălări dă lovituri numai de jos în sus.

Detectoarele de mufe se asamblează deasupra cuţitului de tăiat prin interior în scopul localizării zonelor de îmbinare ale materialului tubular de tăiat evitând astfel zonele îngroşate ale capetelor sau mufele de legătură.

Detectarea constă în frecarea unor lame de arc sau lame opritor, în contact permanent cu suprafaţa interioară a materialului tubular de tăiat. În zona de tăiere prin ridicarea garniturii de instrumentaţie, lamele sunt oprite în spaţiul liber din dreptul primei mufe întâlnite, semnalând aceasta la indicatorul de greutate.

Fig. 5.46.Detector de mufe cu lame

Racord special tip cep

Lamele de arc

Manşon

Ştifturi de forfecare

Cămaşă exterioară

Corp

Racord special tip cep

101

În figura 5.46 este reprezentat schematic detectorul de mufe cu lame. Acesta este compus dintr-un corp pe care culisează un manşon prevăzut cu patru lamele din oţel de arc. Corpul este prevăzut la capete cu racorduri speciale tip cep. De manşon este fixată o cămaşă exterioară prin ştifturi de forfecare.

Un capăt al lamelor este liber şi arcuit spre exterior, iar celălalt capăt este nituit în interiorul manşonului.

Prin tragerea garniturii de lansare a cuţitului, ştifturile se foarfecă, iar prin ridicarea cămăşii, lamele sunt retrase în interiorul ei, permiţând extragerea garniturii şi cuţitului.

6.3. Instrumentaţii după prăjini

În cazul ruperii prăjinilor de pompare sau deşurubării acestora, sonda nu mai produce, dar ţevile de extracţie rămân pline cu lichid şi unitatea de pompare dezechilibrează sau se opreşte.

Se va trece la intervenţia propriu – zisă pentru rezolvarea ruperii.După ce se fac operaţiile de pregătire a sondei pentru manevre se lasă

garnitura de prăjini în jos. Din constatări rezultând o deşurubare se va efectua o probă de înşurubare. Dacă se constată întregirea garniturii de prăjini, atunci trebuie întărită înşurubarea ţinându-se seama că odată cu strângerea cepului respectiv se mai pot strânge şi alte îmbinări din garnitură.

Pentru ca operaţia să nu provoace accidente din cauza torsionării garniturii în timpul strângerii, este indicat să se folosească pentru strângerea de siguranţă cheia circulară (fig. 5.47).

Fig. 5.47.Cheie circulară

Folosirea acestei chei este necesară la operaţiile de deşurubare a prăjinilor de pompare, când garnitura de prăjini este prinsă în nisip în ţevile de extracţie sau când se extrag concomitent prăjinile de pompare şi ţevile de extracţie.

Prin construcţia sa, cheia se poate folosi la toate dimensiunile de prăjini de pompare.

Dacă nu se obţine un rezultat favorabil, la testarea de înşurubare a garniturii de prăjini de pompare, se extrag prăjinile de pompare până la ruptură pentru a se constata locul unde s-a produs.

Prinderea capătului liber de prăjini de pompare rămas în gaura de sondă se face cu ajutorul unei corunci corespunzătoare (fig. 5.48 a, b, c), ale căror bacuri pot prinde file pe corpul prăjinii fie sub mufa acesteia. Aceste tipuri de

102

corunci sunt de tipul declanşabil, deci ele se extrag întotdeauna după instrumentaţie, pentru înlocuirea bucăţii rupte.

Corunca declanşabilă universală D.U. (fig. 5.48 c) are un grad înalt de operativitate şi realizează o prindere sigură fie pe corpul, fie pe mufa prăjinii de pompare. Această coruncă cuprinde bacuri cu dinţi 3, pentru prinderea prăjinilor de corp şi bacuri de fricţiune 6, pentru prinderea sub mufa prăjinii. Corunca poate fi introdusă cu ambele bacuri sau numai cu unul singur.

Se construiesc şi corunci cu trei rânduri de bacuri, pentru prinderea mai multor dimensiuni de prăjini de pompare, spre exemplu 3/4, 7/8, 1 in. Aceste tipuri de corunci (cu bacuri multiple BM) au bacurile expandabile, tronconice la exterior, care alunecă pe bucşe tronconice introduse în corpul coruncii

La interior bacurile sunt prevăzute cu dinţi elicoidali cu trei începuturi, ceea ce asigură o degajare rapidă de sondă a coruncii se face cu o garnitură de prăjini de pe corpul prăjinii de pompare. Degajarea se realizează prin rotirea la dreapta a garniturii de instrumentaţie.

Dacă ruperea se produce în zona pătratului pentru cheie se va instrumenta fie cu o coruncă cu un singur bac, fie cu o coruncă cu clapă (fig. 5.40 a) cu diametru corespunzător. Introducerea în pompare.

În cazul unei sonde cu debit mare de ţiţei, pentru a micşora timpul neproductiv pe care îl reprezintă operaţia de extragere a prăjinilor din sondă, se recurge uneori la folosirea unei corunci speciale nedeclanşabile, cu care se realizează prinderea capătului

103

Fig.5.48rupt, respectiv întregirea garniturii de prăjini fără înlocuirea bucăţii ruptă de prăjină.

Angajarea coruncii de întregire pe corpul prăjinii rupte se face astfel: se lasă greutatea pe coruncă, capul prăjinii rupte încercând să intre în coruncă ridică puţin bacurile, care comprimă un arc, până când prăjina intră în interiorul lor. După intrarea corpului prăjinii în bacuri se întinde garnitura, arcul se va destinde şi împinge bacurile în locaşul conic din partea inferioară a coruncii. Acestea sunt astfel forţate să se strângă pe prăjină şi să solidarizeze corunca cu restul garniturii rămase în sondă. După întregire se continuă funcţionarea sondei în mod normal.

Coruncile de întregire nu sunt indicate la sondele adânci, în care se apreciază că în urma şocului produs în momentul ruperii s-au slăbit legăturile la mufe, existând pericolul deşurubării lor ulterioare şi nici la sondele care produc ţiţei parafinos.

6.4. Instrumentaţii după cabluri

Sunt frecvente cazurile când în urma unor manevre cu ajutorul cablului, acesta împreună cu instrumentul respectiv să rămână în gaura sondei, din cauza ruperii cablului sau a smulgerii lui din racordul de legătură.

Atunci când se constată că un instrument introdus cu cablu nu mai poate fi extras din sondă, fiind prins în coloană sau în nisip, trebuie mai întâi să se încerce degajarea acestuia prin simple tracţiuni repetate şi sporite până la limita admisibilă a cablului respectiv, ţinându-se seama şi de starea acestuia.

104

Dacă nu se reuşeşte degajarea în acest fel, se exercită cu ajutorul macaralei o tracţiune mai puternică, însă inferioară celei corespunzătoare rezistenţei la rupere a cablului.

Cablul trebuie bine prins de macara, astfel încât să nu se rupă din punctul de legătură cu acesta. De asemenea, în timpul tracţiunii cablul nu trebuie să fie curbat, deoarece s-ar produce tensiuni inegale în viţele cablului. În acest scop se utilizează şarniere speciale pentru cablu.

Şarnierele (fig. 5.49) sunt constituite din două plăci de oţel, cu grosime de 30 – 35 mm fiecare, care se strâng cu 6 – 10 şuruburi după caz. În lungul acestor plăci se execută spre interior un şanţ longitudinal, cu secţiunea semicirculare, cu un diametru (d) mai mic cu circa 1 mm decât diametrul cablului de prins.

Fig- 5.49. Şarniare pentru cablu

După ce sunt strânse cele două plăci pe cablu prin intermediul şuruburilor, pe ele se montează chiolbaşii sau un gânj din cablu gros în locaşurile speciale, făcându-se astfel legătura cu macaraua. În acest mod, efortul de tracţiune asupra cablului este perfect axial.

În cazul în care nu se poate degaja în acest fel, trebuie evitată ruperea lui prin tracţiune, întrucât aceasta conduce la căderea lui în sondă, la degradarea sa şi pentru extragere necesită o instrumentaţie dificilă.

De aceea, este preferabilă tăierea cablului cât mai aproape de instrumentul prins şi dacă se poate chiar de la racordul cablului cu acest instrument. În acest scop se folosesc cuţite speciale pentru tăiat cablu prezentate în fig. 5.53 şi fig. 5.54, care se introduc în sondă cu ţevi de extracţie sau prăjini de pompare.

Cuţitul pentru tăiat cablul prin lovire (fig. 5.50) este alcătuit dintr-un corp cilindric , care are la partea superioară o tijă cu cep de legătură , o mufă specială prevăzută cu o deschidere laterală 3 , prin care se introduce cablul de tăiat. La partea inferioară este un ciocan tubular sub forma unei tije de ghidare, care face legătura cu nicovala tubulară . În interiorul acesteia lucrează pistonul 7 de la cutia cuţitelor 12. Nicovala tubulară este prevăzută cu un canal longitudinal 6, de 40 – 50 mm, în care se plimbă un şurub care este prins de pistonul cutiei şi îi permite să se deplaseze în lungimea canalului.

105

La partea inferioară se află un canal în formă de cerc cu două şuruburi cu cap ascuns, pentru menţinerea cuţitelor la poziţia de deschidere, ca să nu taie cablul în timpul introducerii. Pistonul cutiei cuţitelor este prins de nicovala tubulară, în poziţia de deschidere, cu un şurub de cupru 8. Capacul 13 protejează cuţitele şi este prins de cutia cuţitelor cu două şuruburi.

Pentru a realiza tăierea cablului se trece capătul cablului de la tobă prin gaura mufei cuţitului, după care acesta se introduce în sondă cu prăjini de pompare sau cu ţevi de extracţie alunecând pe cablu până deasupra dispozitivului rămas în sondă.

Cu ajutorul unei geale, montate deasupra cuţitului se dau câteva lovituri care se transmit ciocanului tubular şi nicovalei tubulare. Prin forfecarea şurubului de cupru, forţa se va transmite mai departe asupra cuţitelor. Aceste cuţite sunt împinse spre interior şi taie cablul.

Fig.5. 50.

Acest cuţit se compune dintr-un corp cilindric, prevăzut cu orificiu exteriore 2La partea inferioară este practicată o fereastră în care se montează cuţitul 3 ce se poate roti în bolţul 4. Cuţitul este menţinut închis de un bolţ 5 şi un resort 6. Bolţul şi resortul sunt închise în locaşul lor de capacul 7. La partea superioară a corpului cuţitului se înşurubează reducţia 8, terminată cu un cep de prăjină de pompare de 3/4 in şi care are o gaură laterală 9 prin care trece cablu. Cu acest cuţit introdus de asemenea cu prăjini de pompare sau cu ţevi de extracţie se lucrează prin tracţiune. După tăiere cablul se extrage din sondă, urmând să se instrumenteze după dispozitivul rămas în sondă (garnitura de deparafinare, sau

Cep

2

Mufă specială

Corp

Ciocan tubular

Canal longitudinal Piston Şurub

Nicovală tubularăCanal circular Cutia cuţitelorŞurub cu cap ascunsCapac

106

pistonare, lingură de curăţit etc.), utilizând de obicei o coruncă pentru prinderea pe racordul de la partea superioară a garniturii respecti

Fig.5. 51. Cuţitul pentru tăiat cablul prin tracţiune

Furca cu pană este o sculă folosită pentru suspendarea cablului la gura sondei în timpul operaţiilor de lăcărit, curăţat, pistonat sau cu ocazia unei instrumentaţii, când este nevoie să se introducă pe cablu un cuţit, o coruncă.

Furca cu pană (fig. 5.52) se compune dintr-o placă masivă în corpul căreia este practicat un canal conic, cu o ieşire laterală pentru cablu. Împănarea cablului în furcă se face cu ajutorul unei pene.

Sunt situaţii când cablul de manevră a unui dispozitive se rupe în urma unei tracţiuni pentru degajarea dispozitivului prins.

Fig.5.52. Furca cu pană Pentru instrumentaţia pentru cablul rămas în sondă se utilizează cârligul

sau ghimparul. Cârligul are forma din figura 5.53 şi este prevăzut cu un taler care evită

pătrunderea unei porţiuni mari de cablu deasupra cârligului şi înţepenirea acestuia în sondă.

Reducţie

Canal pentru cablu

Corp Capac

Resort

Bolţ Bolţ

Fereastră Cuţit

Cablu Pană

107

Fig.5.53.Cârlig pentru cablu Fig, 5 54. Ghimpare

a. cu două braţe; b. cu ghimpi şi taler.

Ghimparul cu un braţ (fig. 5.54 a) este alcătuit dintr-un corp masiv de oţel care are la partea superioară un racord la care se înfiletează garnitura de instrumentaţie (ţevi de extracţie sau prăjini de foraj). El are de-a lungul corpului mai mulţi ghimpi tăiaţi din corp sau sudaţi şi îndreptaţi cu vârful în sus. Ghimpii sunt astfel aşezaţi, încât în deschizăturile dintre vârful lor şi corpul ghimparului să poată intra cablul după care se instrumentează. Ghimparul este prevăzut la partea superioară cu un taler – un disc de oţel – cu grosimea de 6 – 15 mm, sudat sau înşurubat, al cărui diametru este astfel ales, încât să nu permită trecerea cablului din sondă printre el şi coloană.

Ghimparul cu două braţe este reprezentat în fig. 5.54 b şi are corpul desfăcut în două braţe, tăiate conic la partea inferioară şi prevăzute în interior cu ghimpi de oţel cu vârful în sus.

Dacă operaţia de instrumentaţie cu cârlig sau ghimpar nu dă rezultat, cablul fiind înghemuit în coloană, se va instrumenta cu tirbuşonul (fig. 5.55).

Tirbuşonul necesitând un cuplu de răsucire, se introduce numai cu ţevile de extracţie, sau cu prăjinile de foraj.

Este indicat să nu se facă operaţii de instrumentaţie după cablu cu scule introduse tot cu cablu, deoarece există riscuri foarte mari de complicare a lucrărilor.

6.5. Instrumentaţii după scule sau obiecte mărunte scăpate în gaura de sondă

108

În cursul operaţiilor de intervenţii sau de reparaţii la sonde sunt frecvente cazurile când se rup sau se deşurubează şi rămân în gaura sondei diferite instrumente sau scule.

În cursul operaţiilor de intervenţii sau de reparaţii la sonde sunt frecvente cazurile când se rup sau se deşurubează şi rămân în gaura sondei diferite instrumente sau scule.

Astfel pot rămâne în sondă linguri de lăcărit sau de curăţat, sape, freze, bacuri de corunci, role, aparate de măsurat presiune sau temperatura de fund. De asemenea, sunt cazuri când de la suprafaţă cad în gaura sondei diferite obiecte mici cum ar fi: chei, ciocane, dălţi, bacuri de cleşti, pene pentru broaşte, care vor împiedica desfăşurarea normală a operaţiilor la sondă.

În cazul în care se cunoaşte obiectul rămas în gaura sondei se va introduce instrumentul adecvat pentru prins. Când nu se ştie ce obiect a căzut în sondă, trebuie să se facă o modelare cu modelul cu plumb sau parafină pentru a determina obiectul şi poziţia lui.

Pentru a extrage sape sau freze rămase în gaura de sondă se va folosi tuta sau dornul.

Fig.5.55. Păianjeni

Dacă frezele sau sapele sunt mici şi sunt culcate în coloană se va folosi păianjenul (fig. 5.56).

Acesta este constituit dintr-un burlan, care are la partea inferioară pe o distanţă de 30 – 60 cm tăiate în corpul său o serie de ferestre în formă de triunghi ascuţit care formează braţele păianjenului.

Se introduce burlanul păianjen până deasupra piesei din sondă şi se îmbracă această piesă prin rotaţie. Când braţele ajung la oglinda de ciment sau pe un pod tare, se lasă o greutate de 10 – 20 KN continuându-se rotaţia. Braţele se îndoaie şi se apropie către centru, închizând piesa respectivă în burlan.

Dacă talpa nu este suficient de tare, instrumentaţia cu păianjenul nu dă rezultatele aşteptate. În acest caz se poate utiliza un burlan conic (fig. 5.60), un

Cep cu filet

Burlan

Braţe

109

burlan spintecat (fig. 5.61), un burlan cu ghimpi (fig. 5.62), sau un burlan cu şanţuri de fricţiune (fig. 5.63).

Fig.5.56. Burlan conic Fig.5.57 Burlan spintecat

Fig.5.58 Burlan cu ghimpi Fig.5.59. Burlancu şanţuri de fricţiune

În cazul instrumentaţiilor după obiecte mici se obţin rezultate bune prin utilizarea frezelor magnetice.

Freza magnetică (fig. 5.64) are la partea superioară o reducţie 1 de care se prinde corpul cilindric 2. În interiorul corpului se găseşte magnetul permanent 3, care etanşează prin garniturile 7. Magnetul este străbătut de o ţeavă de circulaţie 5, fixată în reducţie şi prevăzută la exterior cu o garnitură. La extremitatea inferioară a magnetului este montată o placă de protecţie 6. Corpul cilindric este prevăzut pentru protecţie la partea inferioară cu o bucşă din material izolant 4. Când se va introduce în sondă, se scoate izolatorul şi se înşurubează în locul lui ghidajul 8, freza 9 sau reţinătorul cu clicheţi 10.

110

Freza magnetică se introduce în sondă cu o garnitură de ţevi de extracţie sau prăjini de foraj şi se operează de obicei cu circulaţie inversă.

Fig.5.61..Freze magnetice

În unele cazuri se foloseşte un magnet permanent puternic sau un electromagnet, prevăzut cu baterie locală de alimentare.

Un nou tip de freză magnetică de construcţie mai recentă este schematizată în fig. 5.65. Acest tip de freză magnetică este compusă din reducţie, corpul feromagnetic cu coroana de freză, un element inelar magnetic şi consecutiv plasaţi în corp magneţi şi elemente polarizate cu poli de acelaşi semn, slăturaţi. Este echipată cu o tijă magnetică tubulară care creşte eficacitatea utilizării frezei datorită majorităţii forţei de ridicare şi îmbunătăţirii efectului de curăţire a tălpii sondei de obiectele metalice.

Magneţii şi elementele polarizate sunt amplasaţi pe această tijă formând cu corpul un spaţiu inelar, iar corpul în partea superioară are orificii radiale.

6.6. Resăpări de sonde

Resăparea unei sonde se realizează atunci când toate încercările efectuate în vederea reparării coloanei sau a rezolvării accidentului din gaura de sondă nu au reuşit.

Această operaţie datorită cheltuielilor mari pe care le implică se va face pe baza unei analize temeinice din punct de vedere tehnic şi a unui calcul de rentabilitate.

Uneori, coloana fiind avariată la suprafaţă, având în vedere riscurile destul de mari pe care le prezintă resăparea la o adâncime mare, se renunţă la aceasta în favoarea săpării unei sonde noi.

Reducţie

Corp Magnet permanent

BucşăPlacă de protecţie

Garnituri Ţeavă de circulaţie

Ghidaj

Reţinător cu clicheţi

Freză

111

Alegerea uneia din variante este în funcţie şi de diametrul coloanei avariate. O resăpare se face mai uşor şi cu mai multe şanse de reuşită, într-o coloană cu diametru mai mare de 7 in şi este foarte problematică şi uneori chiar imposibilă în coloane de 5 3/4 in.

Operaţia de resăpare se începe deasupra punctului unde s-a produs turtirea, ruperea, smulgerea sau înfundarea coloanei, executându-se cu ajutorul penelor de deviere fixate în coloană fie prin cimentare fie cu bacuri de oţel.

O pană de deviere cu fixare prin cimentare (fig. 5.66) este construită din burlane de foraj foarte groase sau dintr-un bloc masiv de oţel, care are o pantă cu un unghi între 2030` şi 3030`, cu o secţiune de semilună la partea superioară ajungând la o secţiune de semilună la partea superioară ajungând la o secţiune circulară la partea inferioară unde se termină suprafaţa înclinată.

112

113

BIBLIOGRAFIE

1. Cristescu, M.: Stimularea productivităţii sondelor, Aplicaţii, Editura Universităţii Petrol – Gaze din Ploieşti, 2004.

2. Cristescu, M., Teodorescu, C.C.: Stimularea productivităţii sondelor

prin acidi-zare , Editura Universităţii din Ploieşti, 2004.

3. Cristescu, M.: Tehnologia extracţiei petrolului, Universitatea Ploieşti, 1993.

4. Cristian, M., Socol, S., Constantinescu, A.: Creşterea productivităţii şi receptivităţii sondelor, Editura Tehnică, Bucureşti, 1982.

5. Crowe, C. W.: Resevoir Stimulaţion, Chapter17, Principles of Acid Fracturing,1993.

6. Dumitrescu, V., Dima, A., Cristescu, C., Proorocu, E.: Agenda I.F.F.O.S.P., Ploieşti, Ediţia III, 1988.

7. Economides, M., Nolte, K. G., Resevoir Stimulaţion Chapter 11, Post- Treatment Evaluation and Fractured Well Performance, 1993.

8. Elbel J., L.: Resevoir Stimulaţion Chapter 9, Considerations in Fracture Design, 1993

9. Gdanski, R.D.: Fluosilicate Solubilities Affect HF Acid Compositions, SPE Production Facilities, November, 1994.

10. Gdanski, R.D., Shuchart, C.: Fluids Technology – Hf Acid Blends Based On Formation Conditions Eliminate Precipitation Problems, Hart’s Petroleum Engineer International, March 1997.

11. Naceur, K. B., Economides, M.: Resevoir Stimulaţion Chapter 18, Acid Fracture Propagation and Prodiuction, 1993

13. Nolte, G., Economides, M: Resevoir Stimulaţion, Chapter 7 Fracturing Diagnosi Using Pressure Analysis, 1993

14. Piot, B.M., Perthuis, H.G.:Resevoir Stimulaţion Chapter 14 – Matrix Acidizing of Sandstones, Dowell – Schlumberger, 1993

15. Piot, B.M.,Lietard, O., M.: Resevoir Stimulaţion Chapter 12 -Nature of Formation Damage, 1993

114

16. Prouvost, L.P., Doerler, N.: Reservoir Stimulation Chapter 15 – Fluid Placement and Diversion in Sandstone Acidizing, 1993

17. Popescu, C., Coloja, M., P.: Extracţia ţiţeiului şi a gazelor asociate, Editura Tehnică, Bucureşti, 1993.

18. Popescu, C.: Echipament de extracţie şi operaţii de interventii si reparatii la sonde, Bucureşti, 1973

19. Sădeanu, E.I.:Aplicarea şi urmărirea proceselor de creştere a factorului de recuperare a petrolului din zăcăminte, Editura Didactică şi Pedagogică , Bucureşti, 1991.

20. *** Proppant selection guide, Dowell Schlumberger.

115