Тартание скважины что это
15RosNeft.ru Добыча и транспортировка нефти
Nav view search
Навигация
Тартание скважин
Технология способа заключается в многократном спуске в скважину желонки. Желонка – это длинный цилиндр ограниченного диаметра с тарельчатым клапаном в нижней донной части и скобой сверху. К скобе крепится канат. Спускоподъемные операции осуществляются с помощью лебедки или какого-либо другого оборудования. Длина желонки может достигать 15 метров, а наружный диаметр не должен превышать 70 % внутреннего диаметра обсадной колонны. Дальнейшее увеличение диаметра желонки приводит к резкому увеличению гидравлических сопротивлений при спускоподъемных операциях. Тартание следует применять в скважинах, из которых не ожидается фонтанирования, поскольку скважины не имеют колонны НКТ и устьевой арматуры.
Назначение тартания – понижение уровня столба раствора в скважине с одновременным очищением скважины от загрязняющего материала (осевшая порода, глинистый и цементный растворы и т.п.). Пустая желонка на канате опускается на забой. При упоре штока клапана о дно скважины, где скопился загрязняющий материал, клапан открывается, и происходит интенсивное всасывание в желонку раствора (жидкости) вместе с загрязняющим материалом. Возможность удаления из скважины загрязняющего материала – основное достоинство тартания. Тартанием можно не только осваивать скважины, но и эксплуатировать их механизированным способом. На протяжении десятков лет этим способом добывалась нефть из скважин в XIX и XX веках.
Тартание является малопроизводительным трудоемким способом, характеризующимся низким коэффициентом полезного действия и относительно высокими энергетическими затратами. Интенсивному износу подвергаются канат, обсадная колонна и собственно желонка. У устья скважины должна находиться специальная емкость, в которую при каждом подъеме сливается содержимое поднятой из скважины желонки. Применяться тартание может в неглубоких скважинах, когда пластовое давление существенно меньше гидростатического. В скважинах с наличием сероводорода применение желонки не допускается.
ТАРТАНИЕ
Смотреть что такое «ТАРТАНИЕ» в других словарях:
Тартание — (от азерб. дартмаг тянуть, вытягивать * a. bailing; н. Schopfen; ф. curage, puisage; и. achi cadura) способ извлечения из скважины на поверхность жидкости (нефти, рассола, воды) или смеси её со шламом при помощи Желонки. Т., являвшееся… … Геологическая энциклопедия
ТАРТАНИЕ — ТАРТАНИЕ, тартания, мн. нет, ср. (от тюрк. tartmaq тащить, вытаскивать) (горн.). Добыча нефти вычерпыванием при помощи особых ведер. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова
Тартание — ср. 1. Устаревший способ извлечения нефти из буровой скважины при помощи большого ведра с клапаном, подвешенного на стальном канате Толковый словарь Ефремовой. Т. Ф. Ефремова. 2000 … Современный толковый словарь русского языка Ефремовой
тартание — сущ., кол во синонимов: 1 • извлечение (45) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов
тартание — оттартывание — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность Синонимы оттартывание EN bailing … Справочник технического переводчика
Тартание — (от азерб. дартмаг тянуть, вытягивать) извлечение жидкости из скважины с помощью желонки (См. Желонка) на тросе или канате. Т. применяется при ударно канатном бурении для очистки забоя от шлама, а также для освоения нефтяных и водяных… … Большая советская энциклопедия
ТАРТАНИЕ — (от азерб. дартмаг тянуть, вытягивать) извлечение жидкости из скважины при помощи желонки (длинного узкого цилиндрич. сосуда с клапаном в ниж. части), опускаемой в скважину на стальном канате. Т. применяется гл. обр. при ударно канатном бурении… … Большой энциклопедический политехнический словарь
тартание — тарт ание, я … Русский орфографический словарь
Разновидности освоения нефтяных скважин
Освоение скважин – это ряд действий, направленных на их развитие и обеспечение постоянной продуктивной работы, которую можно ожидать в соответствии с условиями месторождения. Поскольку после вскрытия пластов и установки обсадных труб поверхности могут быть затянуты слоем глины, скважину необходимо осваивать для удаления корки. Также освоение может потребоваться, если ударные волны, которые влияют на пласты при перфорации ствола, вызвали создание области с чрезмерно низким показателем проницаемости.
Главной задачей освоения скважин является восстановление равномерной и максимально высокой проницаемости всего ствола, чтобы продуктивность была наиболее высокой.
Виды процесса освоения скважин
Данная процедура может проводиться разными способами. Выбор конкретного метода зависит от показателей давления, риска появления осложнений наподобие фонтанирования, типа эксплуатации и других особенностей.
Освоение скважин производится одним из шести ключевых методов:
Подготовительный этап перед любым методом является обязательной частью. На устье монтируется арматура, которая потребуется в ходе освоения скважины, а фланец обсадной трубы имеет задвижку, которая сможет перекрыть ее при необходимости.
Поршневание
Данный способ, который также известен как свабирование, характеризуется опусканием вниз поршня, сделанного из трубы с небольшим обхватом и клапаном, который открывается при спуске на дно. Снаружи трубы в местах примыкания сочленений находятся манжеты из резины с усилением из проволоки. В процессе опускания трубы-поршня жидкость, которая находится в стволе, перетекает на уровень выше, и когда поршень поднимается, его клапан перемещается в закрытое состояние. Таким образом, поршень выталкивает объем жидкости, равный степени его погружения (по закону Архимеда).
Чаще всего глубина, на которую опускается поршень, варьируется в пределах 70-150 метров. Поршневание отличается существенной производительностью, однако имеет и минусы: так, из-за каната устье скважины нельзя закрыть полностью. Из-за этого при работе возникает риск внезапного выброса, который нельзя будет предотвратить.
Тартание
Тартание – это способ, при котором из скважины достается жидкость при помощи специальной желонки, опускаемой вниз на канате с лебедкой. Внизу желонки расположен клапан, который открывается при упоре ее в дно, а сверху есть крепления для каната или шнура. Диаметр изделия обязательно должен быть меньше параметров трубы, иначе желонка застрянет в обсадной колонне, что создаст трудности при дальнейшей эксплуатации скважины.
Вывод жидкости при помощи тартания представляет собой весьма затратную по времени и силам работу, при которой задвижка не может перекрыть колонну целиком, если это понадобится. Тем не менее, такой способ позволяет вытащить осадки глины и следы раствора с самого уровня забоя, а возможность регулировать жидкостный уровень в скважине делает способ популярным в отдельных случаях.
Обновление скважинной жидкости
Освоение скважин, которое производится таким способом, возможно при спущенных трубах в стволе, при этом устье плотно закрывается, поэтому, риск фонтанирования исключен. Метод особенно хорош при освоении источников с сильным давлением внутри пластов или при наличии специальных коллекторов, которые легко освоить. Главным недостатком метода считается серьезная потеря давления: его снижение составит не больше четверти от показателя давления глиняного вещества. Процесс замены осуществляется насосами, в том числе буровыми. В ряде случаев используется вместе с поршневанием.
Компрессорный метод освоения
При освоении необходимо строго контролировать процедуру, поскольку устье может непредвиденно фонтанировать, и поэтому метод компрессорного типа более безопасный и дает возможность эффективнее всего очистить призабойный участок. Ограничение на использование метода распространяется в скважинах, которые бурились в неустойчивых пластах.
Закачка газа и жидких веществ
Освоение скважин данным способом производится следующим образом: в пространство между трубами заливается смесь газа и воды либо нефтяной жидкости. Смесь имеет определенную плотность, которая ниже, чем у просто жидкости, и благодаря возможности регулировки освоение может пройти по-разному. Данный способ может применяться при большой глубине разработки. Для работы у скважины должен быть установлен компрессор, насос с возможностью организации такого же по силе давления, емкости под жидкость и устройство для добавления газа. Процесс нагнетания характеризуется движением смеси по вертикальной оси с постоянными перепадами температурного режима и давления. Главным недостатком метода считается сложность осуществления работ по насыщению жидкости газами, а следовательно, его высокая стоимость.
Освоение насосами скважинного типа
Данный способ используется, если скважина уже практически полностью истощена, и фонтанный эффект практически исключен. При этом методе внутрь опускаются насосы скважинного типа, которые достигают определенной глубины и выкачивают жидкость. При этом давление в забое снижается, и постепенно достигаются условия, при которых из пласта идет приток жидкости. Непосредственно перед спуском устройства скважину промывают (процесс может происходить и зимой, но это требует подогрева промывочной жидкости).
От «нефтяного ковша» к погружному насосу
Российские инженеры предложили немало решений, способных повысить эффективность добычи нефти, однако внедрение инноваций шло тяжело, и долгие годы основным средством добычи в дореволюционной России оставалась желонка. Консервативная отрасль с трудом отказывалась от устаревших и небезопасных технологий
Ухтинский «нефтяной ковш»
В доиндустриальный период в России кустарная добыча нефти, как правило, осуществлялась за счет использования естественной пластовой энергии в местах поверхностных нефтяных выходов с применением подручных средств. В книге Козьмы Молчанова «Описание Архангельской губернии, ея городов, монастырей и других достопримечательных мест» (1813 г.) наглядно описывается деятельность «нефтяного завода» Федора Прядунова на реке Ухте, действовавшего в середине XVIII века: «над самым нефтяным ключом, на средине биющем, построен четвероугольный сруб вышиной в 13 рядов, из коих шесть были загружены на дно, а прочие находились на поверхности земли. Внутри сруба поставлен узкодонный чан, который истекающую из воды нефть впускал в себя отверстием дна, от быстро текущей воды защищал его поставленный с одной стороны водорез». Летом 1746 года на промысле Федора Прядунова была собрана первая нефть с водной поверхности реки Ухты с помощью изготовленного деревянного «нефтяного ковша», с последующим наполнением «нефтяного ушата». Из имеющихся архивных документов также следует, что за четырехлетний период действия «нефтяного завода» на Ухте было собрано всего 68 пудов нефти.
Нефтяная вышка на берегу реки Ухты, XIX век
Буровые работы на реке Ухте
Кубанский «нефтяной станок»
После завершения русско-турецкой войны в состав Российской империи вошли Крым и территория Кубани вместе с Таманским полуостровом. В августе 1785 года посетивший Тамань академик Санкт-Петербургской академии наук Петер Паллас в своей статье «Разные замечания касательные до острова Тамани» указал на наличие на полуострове десяти значительных «ключей нефти» и дал описание кустарных способов ее сбора. Из неглубоких «копаней» нефть извлекалась простым вычерпыванием вручную с помощью деревянных ковшей или ведер. Из более глубоких колодцев — посредством ручного ворота и бадьи.
Реконструкция нефтяного завода Федора Прядунова
В 1829 году в Санкт-Петербурге вышла книга Иосифа Дебу «О кавказской линии и присоединенном к ней Черноморском войске», где сказано: «. на острове Тамани с давних времен находятся во многих местах изобильные ключи горючего масла. В верстах шести от Тамана собирается в довольном количестве употребляемая для мазания колес нефть (земной деготь), которую просто черпают из вырытых ям ковшами и продают более 2 руб. за ведро». В тот год по инициативе атамана Черноморского казачьего войска, генерал-майора Николая Завадовского на Кубани были сделаны первые шаги по упорядочению нефтяного дела, введена должность смотрителя нефтяных колодцев, стали осуществляться и другие целенаправленные мероприятия по обустройству нефтяных промыслов. В июне—августе 1833 года с помощью двух бакинских мастеров по устройству нефтяных колодцев было проведено обследование обширной территории промыслов, на которых имелось 195 колодцев, находящихся в различном состоянии. По оценке этих специалистов, в 12 колодцах нефть была «белая», в остальных — черная. Глубина обследованных колодцев составляла от 5 до 9 аршин, а «наверху колодец был в три четверти аршина, затем расширялся в поперечине и на дне достигал полутора аршина». Кроме того, мастерами были устроены 5 новых колодцев, даны конкретные рекомендации по дальнейшему развитию промыслов, проведено обучение рабочих технике сооружения колодцев. Реализация этих предписаний позволила несколько повысить уровень нефтедобычи.
Нефтяной колодец, Баку, 1900 год
Схема станка для вымывания нефти
Летом 1835 года Грузинская горная экспедиция направила обер-гиттенфервалтера Павла Фолледорфа на Кубань. В ходе двухмесячной командировки им было проведено обстоятельное изучение таманских нефтяных промыслов. Добываемую здесь нефть он разделил на три вида: «зеленоватую густую, зеленоватую жидковатую и зеленоватую, жидкостию воде подобной. ». Наряду с вычерпыванием нефти из колодцев обер-гиттенфервалтер Фолледорф приводит описание извлечения «зеленоватой густой» нефти из нефтеносного песка, который добывают с глубины 15 метров. На носилках этот песок доставляли на так называемый «станок», вырытое в земле углубление, стенки которого были обложены «глинистым камнем». В «станок» засыпали 150 носилок песка. В конце станка с одной стороны имелись две ямы, одна из которых, постоянно заполняемая морской водой, сообщалась канавой со «станком». В менее глубокой находился рабочий, который черпаком выливал воду на песок. Вымываемая нефть скапливалась в конце станка, где ее собирали с поверхности небольшим веником, который выжимали над ушатом. После отстаивания в полубочках, на специальной площадке, расположенной на возвышенной части берега, ее переливали в бочки.
Поездка Фолледорфа на Кубань принесла еще один примечательный результат. В феврале 1836 г. появилось первое техническое руководство в отечественном нефтяном деле — «Правила для руководствования при копании нефтяных колодцев».
Время желонки
В начале годов XIX века широкое внедрение на российских промыслах машинного бурения и постфонтанная эксплуатация буровых скважин привели к появлению нового способа нефтедобычи — тартания. Подъем нефти из скважины на поверхность осуществлялся при помощи длинного (до 17 м) сосуда цилиндрической формы диаметром до 200 мм. Сосуд назывался желонкой. В верхней его части имелась петля для крепления к стальному канату, проходящему через тартальный шкив, другой конец каната наматывался на барабан лебедки. В нижней части желонки располагался клапан с железным стержнем, который закрывался при полном заполнении нефтью. Однако процесс тартания имел низкий коэффициент полезного действия. Исследования членов Бакинского отделения Русского технического общества показали, что только 3,3% энергии расходовалось непосредственно на добычу нефти, а остальные 96,7% приходились на непроизводительные операции, включая подъем и холостой ход каната и желонки, преодоление инерции и гидравлического сопротивления в скважине. Также тартанию был присущ ряд серьезных недостатков: при нем исключалась возможность полной герметизации скважины. Нельзя было применять этот способ в скважинах, содержащих значительный объем попутного нефтяного газа. Кроме того, конструкция тартальной установки не обеспечивала безопасных условий труда и часто приводила к смертельным травмам обслуживающего персонала. Сам процесс тартания, особенно на небольших промыслах, производил тягостное впечатление на современников. «Нефть, добываемая из скважин вычерпыванием желонками, сливалась в открытые неглубокие ямы, где стоял рабочий по колено в нефти и наполнял ею кожаные мешки и бочки», — писал Викентий Симонович в своей книге «Нефть и нефтяная промышленность в России».
В тартальной установке в качестве привода в конце XIX века в основном применялись горизонтальные одноцилиндровые паровые двигатели без конденсации пара средней мощностью л.с. с низким коэффициентом полезного действия. По оценкам экономистов, до 15% объема всей добытой нефти сгорало в топках промысловых паровых машин. Ряд крупных компаний, включая «Товарищество нефтяного производства братьев Нобель», не могли смириться с подобным положением и стали заменять паровые машины более экономичными керосиновыми и газовыми двигателями. Затем пришел черед и электромоторов. В начале ХХ века на Апшеронском полуострове впервые электроэнергия была использована в промышленных целях. Однако процесс электрификации шел медленно: в 1909 году с помощью электроэнергии было добыто лишь 19,7% от общего объема нефти.
Невостребованные инновации
Тартание долго оставалось основным способом добычи. В 1913 году на его долю приходилось 95% всего объема добытой нефти в стране. Однако уже в последней трети XIX века появилась более производительная альтернатива — насосы. Еще в 1865 году начальник Горной части на Кавказе горный инженер Александр Иваницкий предложил использовать для извлечения нефти из глубоких копаных колодцев Апшеронского полуострова насос собственной конструкции, чтобы устранить ручной подъем колодезного ворота. Однако поскольку в то время у него не было эффективного фильтровального устройства, то насос быстро забивался песком и выходил из строя.
В последующие годы российские инженеры неоднократно возвращались к проблеме использования насосов для эксплуатации нефтяных скважин. Инженер-механик Владимир Шухов сконструировал в 1886 году «шнуровой» («капиллярный») насос и успешно испытал его для подъема воды из артезианского колодца глубиной 26 метров. Однако консервативные нефтепромышленники не спешили внедрять новинку. Не были реализованы на практике и еще два перспективных изобретения Шухова: насос типа «эрлифт» (1886), обеспечивающий возможность добычи нефти из скважин с помощью сжатого воздуха, и инерционный высокопроизводительный поршневой насос (1891).
Попытки предложить различные конструкции для насосной эксплуатации нефтяных скважин делали и другие российские изобретатели: Александр Эристов, Веслав Герлич, Феликс Пржецеховский. Газета «Нефтяное дело» в небольшой заметке в первом номере за 1899 год сообщила об испытаниях фирмой Максимова скважинного насоса конструкции горного инженера Николая Соколовского. На первом этапе результаты его работы впечатляли, но затем насос засорился песком и вышел из строя. Эта неудача усилила скепсис нефтепромышленников.
Армаис Арутюнов инженер, изобретатель электроцентробежного погружного насоса
Владимир Шухов инженер, сконструировал несколько типов погружных насосов
Следует упомянуть и об еще одном знаковом изобретении, не получившем применения в дореволюционной России, а именно об электроцентробежном погружном насосе для добычи нефти конструкции выпускника Петербургского лесного института Армаиса Арутюнова Применением электричества в нефтепромысловом деле он заинтересовался еще в годы учебы. Затем в 1911 году в Екатеринославле создал фирму под названием «Российское электрическое динамо компании Арутюнова», где наряду с электрификацией местных предприятий начал работу над проектом погружного насоса. Разработка была завершена в 1916 году. Первый образец насоса был испытан на территории Александровского Южно-Российского завода Брянского акционерного общества в Екатеринославле, причем в экстремальных условиях. На предприятии произошел сильный пожар, с которым не могла справиться пожарная бригада, оснащенная маломощными ручными насосами. Тогда на помощь пришел опытный образец насоса Арутюнова, который позволил создать мощный напор воды и затушить огромное пламя.
После революции 1917 года, не видя возможностей для практической реализации своего изобретения на родине, Армаис Арутюнов покинул Россию. Уже в конце годов его фирма REDA (Russian Electrical Dynamo of Arutunoff) стала ведущим производителем погружного насосного оборудования для нефтяной промышленности США и других стран.
Эпоха качалок
После окончания Гражданской войны и национализации нефтяной промышленности России жизненно важным было разработать и реализовать эффективную программу восстановления отрасли. Инженер Александр Серебровский направленный советским правительством на «нефтяной фронт», отметил, что в 1922 году на промыслах Апшеронского полуострова работало всего семь манжетных насосов устаревшей конструкции. После командировки в США в 1924 году в своем отчете руководству ВСНХ СССР он указывал: «Наше оборудование на бакинских промыслах сильно устарело и его надо заменить оборудованием американского типа, более простым, дешевым и гораздо более экономичным». Повышение эффективности нефтедобычи в США в начале годов он связал с применением глубинного насоса (поршневого, плунжерного), приводимого в движение через колонну штанг, которая соединена с установленным на поверхности силовым приводом — станком-качалкой.
Станок-качалка для добычи нефти, середина XX века
Александр Серебровский, инженер-механик, руководитель промышленных предприятий в СССР
Вскоре в Баку прибыли первые образцы нефтепромыслового оборудования из США, включая станки-качалки. Они были досконально изучены и разобраны до последней детали специалистами проектного бюро «Азнефти». Затем на заводе имени лейтенанта Шмидта инженерами и рабочими под руководством директора Леонида Чарноцкого по представленным чертежам были изготовлены уже отечественные установки для насосной эксплуатации скважин. В их конструкцию были внесены определенные изменения с учетом возможностей отечественного производства: все несущие конструкции и балансир были выполнены из дерева. Привод станка осуществлялся от электромотора при помощи плоского ремня и открытой зубчатой передачи. Серийный выпуск станков-качалок «СК» и групповых приводов был налажен уже на машиностроительном заводе «Бакинский рабочий». В 1925 году в Баку для производства и ремонта насосного оборудования был также построен специализированный завод им. Дзержинского.
К 1927 году штанговыми скважинными насосами на нефтяных промыслах «Азнефти» было оборудовано 55% операционных скважин. На промыслах «Грознефти» этот показатель был еще выше — 80,2%, или 383 скважины. Впечатляющий результат по сравнению всего с 6 насосными скважинами в 1923 году! Однако еще долгое время КПД этих установок оставался невысоким. Более эффективные редукторные станки-качалки с клиноременной и закрытой зубчатой передачей, а также глубинные насосы усовершенствованной конструкции появились лишь в послевоенный период.
УЭЦН возвращается на родину
В послевоенный период в связи с интенсивной разработкой нефтяных месторождений Волго-Уральской провинции и время от времени возникавшем на промыслах обводнением скважин внимание советских нефтяников было обращено и на использование в нефтедобыче установок погружных электроцентробежных насосов (УЭЦН). Впервые их применили в 1943 году, когда по ленд-лизу было получено 53 установки конструкции Армаиса Арутюнова, изготовленные американской компанией REDA. Летом 1949 года для изучения опыта конструирования, производства и применения погружных электроцентробежных установок в США отправилась группа советских инженеров во главе с Александром Богдановым Перспективы применения УЭЦН впечатлили министра нефтяной промышленности Николая Байбакова и вскоре под руководством Богданова начало работу Особое конструкторское бюро по конструированию, исследованию и внедрению глубинных бесштанговых насосов (ОКБ БН). 20 марта 1951 года первая отечественная УЭЦН была спущена для испытаний в скважину № 18/11 треста «Октябрьнефть» объединения «Грознефть». В последующие месяцы конструкция установки была доработана, и вскоре стартовало промышленное производство.
С 1952 года применение УЭЦН началось на нефтяных промыслах Башкирской и Татарской АССР, а также в Азербайджане и Казахстане. Уже тогда нефтяники отмечали, что, несмотря на сложность конструкции погружных установок, обслуживание оборудованных ими скважин достаточно простое. Оказалось также, что УЭЦН с большим успехом работают в наклонных скважинах. Кроме того, межремонтный период работы скважин, оборудованных погружными установками, был в раза дольше, чем при применении штанговых насосов. Это сказалось и на снижении показателя себестоимости добычи нефти. В 1956 году доля нефти, добытой в стране с применением погружных установок, достигла 15%, а в 1970 году — 24,1%.
В 1979 году в Альметьевске начал работу крупный специализированный завод по производству полнокомплектных установок электроцентробежных насосов. С 1978 по 1988 год производство отечественных установок типа УЭЦН возросло в три раза и достигло к 1988 году 17 865 шт., что примерно в три раза превосходило суммарный выпуск в США. В 1988 году в СССР с помощью УЭЦН было добыто 343,3 млн т нефти, что составило более 55% от общего объема общесоюзной добычи. УЭЦН и сегодня остается наиболее эффективным способом механизированной добычи. С его помощью добывается более 80% российской нефти.