Мероприятия по предотвращению аварий при бурении, эксплуатации скважин, внутри- и межпромысловых трубопроводов

Как уже указывалось (п. 5.3), бурение скважин вращающимся турбобуром в трубах, заполненных раствором, приводит к возникновению циклических возмущений. Размах амплитуды колебаний при этом создает нагрузки, аналогич­ные рабочему давлению. Результатом таких ударных и вибрационных нагру­зок становится выход из строя манифольдов, отрыв трубобуров, разрушение обсадных труб, стенок скважин, породы и бурового оборудования в целом. При этом может иметь место утечка из системы подачи бурового раствора, в составе которого имеются экологически опасные компоненты (нефть, барит и др.). Для предотвращения подобных аварий рекомендуется:

- установка стабилизатора давления на выходе из насоса;

- установка стабилизатора давления на вход насосно-компрессорной трубы;

- установка стабилизатора давления перед обратным клапаном в устье скважин;

- установка упругих колец между обсадной трубой и насосно-компрессор­ной трубой для ограничения амплитуды перемещения насосно-компрессор­ной трубы при изгибных колебаниях.

Расчеты, технология изготовления, возможные конструкции и опыт эксплуатации различных видов стабилизаторов давления жидкости и газа, а также технические и экономические преимущества устройств, оснащенных стаби­лизаторами, отражены в [17].

При добыче нефти возбуждаются волновые и ударные процессы вследствие ряда причин. Чаще это прорывы газа в насосно-компрессорную трубу, что приводит к вибрации глубинного насоса и закрытию обратного клапана, установ­ленного перед насосом. При этом имеет место падение динамического столба нефти с соответствующим повышением рабочего давления до 1,5-2,0 МПа. Глубинные насосы являются также сильными возбудителями колебаний дав­ления из-за неуравновешенности ротора и консольного характера крепления насоса, в результате чего возникают интенсивные вибрации скважинных труб. Аварии в таких ситуациях приводят к "полетам" глубинных насосов. Этим наносится существенный экологический ущерб в связи с утечкой нефти из раз­бираемых насосно-компрессорных труб. Наклонные скважины также подвер­жены волновым воздействиям и становятся непригодными для повторного ис­пользования. Вибрации значительно повышают скорость коррозионных процессов.

Для предотвращения указанных аварий рекомендуется:

- установить стабилизаторы давления перед обратным клапаном с перепус­ком нефти из полости насосно-компрессорной трубы в полость обсадной трубы;

- установить плавающие опоры в корпусе насоса и корпусе электродвигателя для ограничения изгибных колебаний;

- управлять скоростью вращения ротора насоса в зависимости от нагрузки;

- контролировать параметры вибраций с помощью гидрофона с выводом телеметрической информации на пульт управления.

Для предотвращения аварийных ситуаций в водоводных системах закачки послесепарационной воды в пласт и разрывов в линейной части трубопроводов рекомендуется:

- определить источники возбуждения волновых и вибрационных процессов путем снятия амплитудно-частотных характеристик трубопровода;

- непосредственно у источников возбуждения волновых процессов устано­вить стабилизаторы давления;

- отделять частицы твердой фазы из послесепарационной воды, которые приводят к усиленному корродированию нижней части трубопровода;

- покрывать нижнюю часть трубопровода антикоррозионными материа­лами.

Наиболее характерным и тяжелым видом аварий при бурении скважин в случае нарушения технологии проведения буровых работ является открытый фонтан. Возможный ущерб зависит от геологических условий разреза месторождения, вскрытого аварийной скважиной (пластовое давление, суммарный дебит выбрасываемого продукта), организационных факторов (время фонта­нирования и т.п.).

На каждой скважине должен быть план ликвидации аварий, который позво­лит правильно организовать работу во время аварии и уменьшит отрицатель­ное воздействие на компоненты ОС.

Для межпромыслового трубопровода должна быть принята прокладка в од­ном коммуникационном коридоре с автодорогой, а также соблюдены следую­щие требования:

- строительство трубопроводов на эстакадных основаниях;

- укладка трубопровода с верховой стороны автодороги, с тем чтобы в случае прорыва нефти дорога была естественной дамбой, устройство ловушек и обвалований;

- сооружение водопропускных устройств, задерживающих нефть;

- прокладка трубопровода без пересечения крупных водотоков и озер, участков высокобонитетных лесов;

- прокладка трубопровода через автомобильную дорогу в защитном кожухе с устройством отводной канавы на случай разлива нефти;

- испытание трубопроводов на прочность под повышенными давлениями;

- антикоррозийное покрытие трубопроводов для защиты от внешней коррозии;

- теплоизоляция трубопроводов для предотвращения образования гидратных пробок;

- ингибирование гидратообразования;

- защита от внутренней коррозии путем ингибирования и применения труб с повышенными прочностными характеристиками (коррозионная надбавка толщины стенок);

- автоматизация линейных отключающих устройств;

- контроль скорости коррозии.