Легко ли добыть нефть. КРС: ИВЭ - третий глаз бурильщика⁠⁠

Как я говорил уже раньше, бурение и капитальный ремонт скважин сильно отличаются друг от друга. Бурение, конечно, сложнее, но и технологическая оснащенность у него несопоставима. В бурении есть химик (растворщики)и, телеметристы, приезжают геофизики и тд. и тп., а в КРС есть бурильщик и два помбура, нередко оба тупые и сильные. Поэтому контролировать внутрискважинные работы в КРС иной раз сложнее, чем в бурении. Стоит бурильщик за палкой и только по косвенным признакам может понять, что происходит у него в скважине. Нет, конечно при желании можно тупого и сильного спустить в скважину, чтобы он проверил, что там происходит, но как вы понимаете, такое возможно только в шутливых роликах.

А в реальности он может только рассчитывать на себя, на свой опыт, можно сказать – чутье. Ну а также по тому, как ведет себя скважина, по косвенным признакам понять (как я написал выше), понять, что происходит и что надо сделать. Например, спускает труду и раз, она не идет. Все понятно, нет прохода по стволу скважины. Или уперся в забой, или вообще там посторонний предмет, который мешает проходу. Или начал подъем, а труба не тянется вверх. Все, инструмент застрял. Только вся беда в том, что на глазок это определить не так уж просто, а, еще точнее, почти всегда невозможно. Или уже поздно, все заканчивается аварией.

Поэтому нужен какой-то прибор, по которому бурильщик может определять, что происходит с инструментом в скважине. И такой прибор существует, называется он ИВЭ –индикатор веса электронный. Именно ориентируясь на его показатели бурильщик, зная о той технологической операции, которая совершается, понимая, что происходит с инструментом, который он спускает, бурильщик может понять, что происходит в скважине.

Как уже понятно из названия, ИВЭ замеряет вес спускаемой/поднимаемой трубы и оборудования. Не массу, а именно вес – силу, которая действует, в нашем случае, на подвес. Как мы знаем со школы, сила – величина векторная, в нашем случае она направлена к забою скважины. Сила, как известно, измеряется в ньютонах. Но ньютон – это очень мало. Масса только одного метра самой используемой НТК 73 мм диаметром равна 9,2 килограмма, соответственно вес составляет примерно 92 ньютона. Поэтому ИВЭ измеряет вес либо в килоньютонах, либо в тонна-силах. Килоньютон равен силе, которую создает 101.97 килограмма, а тонна-сила – 1019.7 килограмма.

ИВЭ состоит из трех частей. Первая часть – это датчик усилия.

В теме про СПО я уже писал, что подвижность крюкоблока обеспечивает буровая лебедка. Ее вращение через талевую систему обеспечивает поступательное движение крюкоблока и подвешенной к нему колонны труб (Легко ли добыть нефть. КРС: Вира/майна)
Талевая система имеет два конца: ходовой, который прикреплен к барабану лебедки, и неподвижный (мертвый), закрепленный неподвижно. Именно к неподвижному концу и прикрепляется датчик усилия с помощью специальных хомутов (скоб). Принцип его действия прост и напоминает всем известный со школьной парты прибор – пружинный динамометр

Если кто помнит школьную физику, тот помнит, что сила измеряется от степени деформации упругого деформируемого элемента – пружины. Тоже самое и тут, только измеряют деформацию не пружины, а стального троса талевой системы.

Данные о растяжении/сжатии троса передаются собственно на сам прибор (переносной блок памяти), где они записываются в память, могут передаваться онлайн беспроводным способом, а также показатели выносятся на выносное табло, которое устанавливается так, чтобы показатели были всегда видны бурильщику

Переносной блок памяти

Выносное табло

К ИВЭ кроме датчика усилий можно подключать еще различные датчики, всего их возможно до 17, соответственно можно регистрировать до 17 параметров. В реальности же почти всегда в КРС он отображает только время и вес, иногда – скорость движения трубы и крутящий момент гидравлического ключа. Про буровую не скажу, не дивлюсь, что все там работает как часы.

Теперь давайте посмотрим, как это работает. Видео мое, не очень высокого качества, но я старался, как мог. Начнем с простейшего – спуска трубы

Помбур зацепил трубу элеватором, она движется по беговой и поднимается вверх. Как видим, не отображается ничего, максимум 0,1 тонн-сила (1 килоньютон)

Теперь труба пошла вниз и появился вес, создаваемый подвеской труб. Он плавает, по перед закрытием спайдера отразилось 17,4 тонн-силы. Легко можно подсчитать, что длинна подвески примерно составляет 1891 метр (естественно плюс/минус). Зная вес бурильщик может также определить, что происходит во время спуска. Например вес начал падать, предположим стал не 17,4, а 15. Это говорит о том, что в трубе имеется какое-то сужение, за которые инструмент и цепляется. Например загрязнение парафином, перекос обсадной трубы и тд. Значит перед спуском ЭЦН погонят такую штуку, чтобы отфрезеровать поверхность (если не поможет скребкование.

Райбер конический (конусный фрезер)

Соответственно при подъеме в этом месте вес будет расти. т. к в сужении будет застревать инструмент. Происходят т. н. затяжки. Хотя если сужение значительное, то подъем сразу прекратят, иначе при подъеме велика вероятность аврии с отрывом трубы.

Теперь рассмотрим срыв пакера. Я про них писал, когда была тема про солянокислотные обработки, напомню, что это устройство, нужное для перекрытия части ствола скважины, создания изолированного интервала. Про них я планирую написать отдельный пост, но чтобы было понятно, посмотрите это видео

Как понятно из видео, пакер сажают в стволе скважины, про полной посадке пакера благодаря упирабщимся в стенки механическим якорям и резинового элемента вес должен падать до нуля

Как видим, собственный вес подвески НКТ с пакером был 24 тонн-силы, при посадке пакера уменьшился до 11,2 тонн-силы, но потом механический якорь начал скользить и вес обратно вырос. На 45 секунде слышно, как Равшан и Джамшут обсудили причину непосадки пакера, заново подняли трубу и начали сажать.  Пакер все же посадили, примерно через час, вероятнее всего бригада плохо проскребковала (проскрепировала) этот интервал обсадной колонны (скрепирование - очистка поверхности обсадной трубы с помощью специального скребка - скрепера)

Теперь посмотрим обратную ситуацию - срыв пакера. Дотошности ради надо сказать, что это был стингер для ГРП, но не буду забивать голову неподготовленным читателям. При срыве происходит обратный процесс - трубу начинают поднимать и резиновая манжета и механический якорь выскакивают как пробка. Вес, соответственно, должен сначала вырасти, а потом резко уменьшиться.

Как видим, максимальный вес при натяжке составил 25 тонн-силы, а потом пакер сошел и вес сразу уменьшился до 21,5 тонн-силы.

Все данные по работе сохраняются в переносном блоке памяти, где могут храниться до двух лет. Если у заказчика возникнут вопросы, например при расследовании аварии, он может эти данные просмотреть в виде диаграмм (динамограмм), которые формируются в специализированной программе ASC Manager

Пример диаграммы, сформированной в программе ASC Manager

По этой гистограмме хорошо видно, как проводился подъем инструмента. Он начался в восемь утра и шел до пятнадцати часов. После этого по какой-то причине подъем не проводился до 18:30, после этого до 24:00 была полностью поднята труба. Начальный вес был порядка 26 тонн-силы, т. е подвеска была спущена примерно на 2826 метров, если взять усредненную длину трубы (исходить будем, что все трубы новые), то было спущено порядка 283 штук. Время подъема составило 12,5 часов, скорость подъема составила 22,64 штуки в час. Это меньше, чем положено по регламенту, если был подъем голой трубы или воронки.

Тем, кто прочитал этот бред статью и не умер от скуки - спасибо