RU171711U1

RU171711U1 - DEVICE FOR GAS REMOVAL FROM THE INTER-TUBE SPACE OF OIL-PRODUCING WELLS

Info

Publication number: RU171711U1
Application number: RU2017103262U
Authority: RU
Inventors: Анатолий Иванович Галкин; Виталий Сергеевич Баканеев; Сергей Анатольевич Новиков; Вадим Леонидович Баданов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью (ООО) "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ"
Priority date: 2017-01-31
Filing date: 2017-01-31
Publication date: 2017-06-13

Abstract

Полезная модель относится к области нефтедобычи, а именно к устьевому оборудованию нефтедобывающих скважин с межколонным газовым проявлением, и может быть использована для безопасного вскрытия межколонного пространства при подготовке к капитальному ремонту скважин, на которых отсутствует колонная обвязка.Технический результат, заключающийся в повышении надежности конструкции, используемой при проведении работ на нефтедобывающей скважине по отводу газа из межтрубного пространства между эксплуатационной колонной и кондуктором, достигается тем, что устройство включает узел фиксации, узел сверления и узел сброса давления.Узел фиксации содержит основание, выполненное в виде параллелепипеда с центральным сквозным отверстием, одна из больших боковых сторон которого выполнена вогнутой внутрь с дугообразным профилем, и зажимные полотна. Надежность устройства повышается за счет того, что зажимные полотна выполнены в виде плоских дугообразных пластин, соединенных попарно между собой и с меньшими сторонами основания шарнирными соединениями, плотно охватывающих наружную поверхность кондуктора. Узел сверления включает основной патрубок, жестко соединенный с основанием узла фиксации, на наружной боковой поверхности которого установлен шаровой кран, а внутри его полой части установлены сверло с цельным штоком. 2 ил.The utility model relates to the field of oil production, namely, to wellhead equipment for oil producing wells with annular gas development, and can be used for safe opening of annular space in preparation for the overhaul of wells where there is no column piping. used when working on an oil well to remove gas from the annulus between the production string and the conductor, The device includes a base made in the form of a parallelepiped with a central through hole, one of the large sides of which is concave inward with an arcuate profile, and clamping webs. The reliability of the device is increased due to the fact that the clamping blade is made in the form of flat arcuate plates connected in pairs with each other and with smaller sides of the base by swivel joints, tightly covering the outer surface of the conductor. The drilling unit includes a main pipe rigidly connected to the base of the fixing unit, on the outer side surface of which a ball valve is installed, and a drill with a solid rod is installed inside its hollow part. 2 ill.

Description

Область техники, к которой относится полезная модельThe technical field to which the utility model relates.

Полезная модель относится к области нефтедобычи, а именно к устьевому оборудованию нефтедобывающих скважин с межколонным газовым проявлением, и может быть использована для безопасного вскрытия межколонного пространства при подготовке к капитальному ремонту скважин, на которых отсутствует колонная обвязка.The utility model relates to the field of oil production, namely, to wellhead equipment for oil producing wells with intercolumn gas manifestation, and can be used to safely open intercolumn space in preparation for the overhaul of wells that do not have a piping.

Уровень техникиState of the art

Известен хомут (патент РФ № 132157, МПК F16L 23/00, A63B 17/00, опубл. 10.09.2013) для соединения перпендикулярных элементов, состоящий из двух одинаковых разъемных частей, каждая из которых состоит из двух пластин кольцевой или П-образной формы. В вертикальной плоскости пластины соединены между собой посредством двух или более пар продольных перегородок с центральными сквозными отверстиями. В горизонтальной плоскости две разъемные части соединены друг с другом посредством двух пар винтов через расположенные между ними, диаметрально другу другу, две горизонтально ориентированные муфты. Разъединяют разъемные части хомута путем развинчивания винтов и отсоединением обеих муфт. Для подсоединения к хомуту стыкуемого элемента, в нем предварительно выполняют сквозное отверстие для пропускания через него муфты, после чего закручивают болты.Known clamp (RF patent No. 132157, IPC F16L 23/00, A63B 17/00, publ. 09/10/2013) for connecting perpendicular elements, consisting of two identical detachable parts, each of which consists of two plates of a circular or U-shaped . In the vertical plane, the plates are interconnected by two or more pairs of longitudinal partitions with central through holes. In the horizontal plane, two detachable parts are connected to each other by means of two pairs of screws through two horizontally oriented couplings located between them, diametrically to each other. The detachable parts of the clamp are disconnected by loosening the screws and disconnecting both couplings. To connect a mating element to the clamp, a through hole is first made in it for the couplings to pass through it, after which the bolts are tightened.

Наиболее близким к устройству отвода газа из межтрубного пространства нефтедобывающей скважины по техническому исполнению является устройство для безопасного вскрытия межколонного пространства (патент РФ № 153343, МПК F21B 29/00, F16L 41/06, опубл. 10.07.2015), включающее две одинаковые разъемные части хомута, каждая из которых состоит из пары жестко соединенных между собой одинаковых пластин, выполненных в форме полуколец, включающее также узел соединения разъемных частей хомута, при этом устройство включает узел сверления, состоящий из последовательно соединенных между собой полого цилиндра, переходной втулки, шарового крана и сальникового узла, имеющих общий центральный сквозной канал, внутри которого концентрично установлено сверло, при этом узел сверления включает также полую цилиндрическую отводящую трубку, один конец которой жестко присоединен к наружной боковой поверхности полого цилиндра, а на другом ее конце установлен шаровой кран, при этом в вертикальной плоскости полукольца разъемных частей хомута соединены опорами, выполненными в виде параллелепипедов с одной вогнутой дугообразной боковой поверхностью, а в горизонтальной плоскости полукольца разъемных частей хомута соединены с одного конца разъемным шарнирным соединением, а с другого конца - эксцентриковым замком.The closest to the device for removing gas from the annular space of an oil well by technical design is a device for safely opening the annulus (RF patent No. 153343, IPC F21B 29/00, F16L 41/06, publ. 07/10/2015), including two identical split parts clamps, each of which consists of a pair of identical plates rigidly interconnected, made in the form of half rings, which also includes a connection unit for the detachable parts of the clamp, while the device includes a drilling unit, consisting of a follower but interconnected by a hollow cylinder, adapter sleeve, ball valve and stuffing box, having a common central through channel, a drill is concentrically installed inside, while the drilling assembly also includes a hollow cylindrical outlet tube, one end of which is rigidly attached to the outer side surface of the hollow cylinder and at its other end a ball valve is installed, while in the vertical plane the half rings of the detachable parts of the clamp are connected by supports made in the form of parallelepipeds with one concave arched lateral surface, and in the horizontal plane the half rings of the detachable parts of the clamp are connected to one end by a detachable hinge, and from the other end by an eccentric lock.

Недостатками данного устройства является большая вероятность воздействия избыточного давления на шток сверла, что может привести к заклиниванию конструкции из-за того, что шток выполнен сборным, либо к выбросу штока под воздействием давления газа, находящегося в затрубье, а также низкая надежность закрепления частей хомута на боковой поверхности кондуктора за счет маленькой площади контакта с хомутом.The disadvantages of this device are the high likelihood of excessive pressure on the drill rod, which can lead to jamming of the structure due to the fact that the rod is prefabricated, or to the ejection of the rod under the influence of gas pressure in the annulus, as well as low reliability of fixing parts of the clamp lateral surface of the conductor due to the small area of contact with the clamp.

Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure

Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в обеспечении безопасности работ при подготовке к капитальному ремонту скважин, необорудованных колонными обвязками, а также в обеспечении выполнения требований по охране окружающей среды при работе на скважине.The problem the utility model aims to solve is to ensure the safety of work in preparation for the overhaul of wells that are not equipped with column piping, as well as to ensure compliance with environmental requirements when working at the well.

Технический результат, достигаемый решением данной задачи, заключается в повышении надежности конструкции, используемой при проведении работ на нефтедобывающей скважине по отводу газа из межтрубного пространства между эксплуатационной колонной и кондуктором. Технический результат достигается тем, что устройство отвода газа из межтрубного пространства нефтедобывающей скважины включает узел фиксации, узел сверления и узел сброса давления.The technical result achieved by solving this problem is to increase the reliability of the structure used when working on an oil well to remove gas from the annulus between the production string and the conductor. The technical result is achieved by the fact that the device for removing gas from the annulus of the oil well includes a fixing unit, a drilling unit and a pressure relief unit.

Узел фиксации содержит основание и зажимные полотна. Основание узла фиксации выполнено в виде параллелепипеда с центральным сквозным отверстием, проходящим через большие, вертикально ориентированные боковые стороны основания. Одна из больших боковых сторон основания выполнена дугообразно вогнутой внутрь параллелепипеда. Зажимные полотна узла фиксации выполнены в виде четырех тонких дугообразных пластин, попарно соединенных шарнирными соединениями между собой, а также шарнирно соединенных с меньшими, вертикально ориентированными боковыми ребрами основания узла фиксации. В рабочем положении основание узла фиксации и зажимные полотна охватывают наружную поверхность кондуктора всей своей внутренней дугобразной поверхностью, обеспечивая надежность сцепления с поверхностью кондуктора за счет значительной площади контакта.The fixing unit comprises a base and clamping webs. The base of the fixation unit is made in the form of a parallelepiped with a central through hole passing through the large, vertically oriented sides of the base. One of the large sides of the base is made arcuately concave into the parallelepiped. The clamping webs of the fixation unit are made in the form of four thin arched plates pairwise connected by articulated joints to each other, as well as articulated with smaller, vertically oriented side ribs of the base of the fixation unit. In the working position, the base of the fixing unit and the clamping blades cover the outer surface of the conductor with its entire internal arcuate surface, ensuring reliable adhesion to the surface of the conductor due to the significant contact area.

Узел сверления включает основной патрубок, жестко соединенный с основанием узла фиксации таким образом, что внутренний канал патрубка гидравлически соосно связан со сквозным отверстием основания узла фиксации. На наружной боковой поверхности основного патрубка установлен шаровой кран, а внутри полой части основного патрубка концентрично установлены сверло со штоком. Надежность узла сверления устройства отвода газа из межтрубного пространства нефтедобывающей скважины обеспечивается также и тем, что шток выполнен цельным, что исключает перекосы, возникающие при выполнении штока составным.The drilling unit includes a main pipe rigidly connected to the base of the fixing unit in such a way that the internal channel of the pipe is hydraulically coaxially connected with the through hole of the base of the fixing unit. A ball valve is installed on the outer side surface of the main pipe, and a drill with a rod is concentrically mounted inside the hollow part of the main pipe. The reliability of the drilling unit of the device for removing gas from the annular space of the oil well is also ensured by the fact that the rod is made integral, which eliminates distortions that occur when the rod is composite.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На фиг. 1 показано взаимное расположение частей устройства отвода газа из межтрубного пространства нефтедобывающей скважины. На фиг. 2 показан вид сбоку устройства отвода газа из межтрубного пространства нефтедобывающей скважины.In FIG. 1 shows the relative position of the parts of the device for removing gas from the annulus of an oil well. In FIG. 2 shows a side view of a device for removing gas from the annulus of an oil well.

Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation

Устройство отвода газа из межтрубного пространства нефтедобывающей скважины включает сборочные узлы: узел фиксации, узел сверления и узел сброса давления. Узел фиксации включает основание 1, выполненное в виде параллелепипеда с центральным сквозным отверстием 2, проходящим через большие, вертикально ориентированные боковые стороны основании. Одна из больших боковых сторон основания выполнена дугообразно вогнутой внутрь параллелепипеда. Узел фиксации содержит также зажимные полотна 3, 4, 6, 7, выполненные в виде тонких дугообразных пластин, попарно соединенных шарнирными соединениями 8 между собой и шарнирными соединениями 5 с меньшими вертикально ориентированными боковыми ребрами основания 1 узла фиксации. Узел фиксации включает также откидной болт 9, неразъемная часть которого закреплена на наружной боковой поверхности зажимного полотна 6. Узел крепления 10 откидного болта 9 установлен на наружной боковой поверхности зажимного полотна 7.A device for removing gas from the annulus of an oil well includes assembly units: a fixing unit, a drilling unit, and a pressure relief unit. The fixation unit includes a base 1 made in the form of a parallelepiped with a central through hole 2 passing through the large, vertically oriented sides of the base. One of the large sides of the base is made arcuately concave into the parallelepiped. The fixation unit also contains clamping blades 3, 4, 6, 7, made in the form of thin arcuate plates, pairwise connected by swivel joints 8 to each other and swivel joints 5 with smaller vertically oriented side ribs of the base 1 of the fixation unit. The fixing unit also includes a hinged bolt 9, an integral part of which is fixed on the outer side surface of the clamping blade 6. A fastening node 10 of the hinged bolt 9 is mounted on the outer side surface of the clamping blade 7.

Узел сверления устройства отвода газа из межтрубного пространства нефтедобывающей скважины включает основной патрубок 11, выполненный в виде полого цилиндра, на наружной боковой поверхности которого установлен шаровой кран 12. Внутренний сквозной канал основного патрубка 11 гидравлически связан с центральным сквозным отверстием 2 основания 1. Внутри полой части основного патрубка 11 последовательно установлены сверло 13, цанга 14 в цанговом патроне, соединенном с цельным штоком 15. Основной патрубок 11, со стороны цанги 14, по наружной боковой поверхности жестко, примерно под прямым углом, соединен с основанием 1 узла фиксации. С противоположной стороны в центральном сквозном канале основного патрубка 11 последовательно установлен узел герметизации штока 15, включающий гайку 16, корпус 17 узла герметизации, сальниковые кольца 18 и уплотнительное кольцо 19.The drilling unit for the device for removing gas from the annular space of an oil well includes a main pipe 11 made in the form of a hollow cylinder, on the outer side surface of which a ball valve 12 is installed. The internal through channel of the main pipe 11 is hydraulically connected to the central through hole 2 of the base 1. Inside the hollow part the main pipe 11 is installed in series with a drill 13, a collet 14 in a collet chuck connected to a solid rod 15. The main pipe 11, from the side of the collet 14, on the outer side p the surface is rigidly, approximately at a right angle, connected to the base 1 of the fixation unit. On the opposite side, in the central through channel of the main pipe 11, a stem sealing assembly 15 is installed in series, including a nut 16, a housing 17 of the sealing assembly, stuffing rings 18 and an o-ring 19.

Узел сброса давления устройства отвода газа из межтрубного пространства нефтедобывающей скважины включает отводящий патрубок 20 отвода газа, один конец которого жестко соединен с наружной боковой поверхностью основного патрубка 11 в промежутке между основанием 1 и шаровым краном 12. На боковой наружной поверхности отводящего патрубка 20 установлен муфтовый шаровой кран 21. Другой конец отводящего патрубка 20 соединен со шлангом отвода газа, поступающего наружу из межтрубного пространства нефтедобывающей скважины. Конструкцию устройства устанавливают на наружной поверхности кондуктора 22 для отвода газа, поступающего из скважины в межтрубное пространство между ним и эксплуатационной колонной.The pressure relief unit of the device for removing gas from the annular space of the oil well includes a discharge pipe 20 of the gas outlet, one end of which is rigidly connected to the outer side surface of the main pipe 11 in the gap between the base 1 and the ball valve 12. A sleeve coupling is installed on the side outer surface of the discharge pipe 20. faucet 21. The other end of the discharge pipe 20 is connected to a hose for exhausting gas coming out from the annulus of the oil well. The design of the device is installed on the outer surface of the conductor 22 for the removal of gas from the well into the annulus between it and the production string.

Работа устройства отвода газа из межтрубного пространства нефтедобывающей скважины заключается в следующем. Одним из условий подготовки скважины к капитальному ремонту является отсутствие избыточного давления в пространстве между эксплуатационной колонной и кондуктором. Устройство может быть использовано для безопасного вскрытия межколонного пространства при подготовке к капитальному ремонту скважин, на которых отсутствует колонная обвязка, а межколонное пространство просто заварено на устье.The operation of the device for removing gas from the annular space of an oil well is as follows. One of the conditions for preparing a well for overhaul is the absence of excess pressure in the space between the production casing and the conductor. The device can be used for safe opening of the annulus in preparation for the overhaul of wells where there is no column piping, and the annulus is simply welded at the mouth.

Первым этапом подготовки скважины к капитальному ремонту с использованием данного устройства является установка на поверхности обсадной трубы (кондуктора) узла фиксации устройства, которая осуществляется следующим образом:The first step in preparing a well for overhaul using this device is to install a device fixation unit on the surface of the casing (conductor), which is performed as follows:

основание 1 устройства плотно прикладывают вогнутой стороной с дугообразным профилем к наружной поверхности кондуктора 22, the base 1 of the device is tightly applied with a concave side with an arcuate profile to the outer surface of the conductor 22,

затем с помощью шарнирных соединений 5 на боковой поверхности кондуктора 22 фиксируют зажимные полотна 3 и 4, образуя вместе с дугообразным профилем основания 1 контур полукольца, then, using swivel joints 5 on the side surface of the conductor 22, clamping blades 3 and 4 are fixed, forming, together with the arcuate profile of the base 1, a half-ring contour,

с помощью шарнирных соединений 8 поверхность кондуктора 22 дообхватывают крайними зажимными полотнами 6 и 7, using swivel joints 8, the surface of the conductor 22 is surrounded by extreme clamping blades 6 and 7,

стягивают торцы зажимных полотен 6 и 7 с помощью откидного болта 9 через узел крепления 10 таким образом, чтобы исключить возможность сползания устройства по наружной поверхности кондуктора 22. tighten the ends of the clamping blades 6 and 7 using the hinged bolt 9 through the mount 10 in such a way as to exclude the possibility of sliding of the device on the outer surface of the conductor 22.

Вторым этапом подготовки скважины к капитальному ремонту с использованием данного устройства является подготовка узла сверления, которая осуществляется при открытом шаровом кране 12 следующим образом: цельный шток 15 присоединяют к дрели или шуруповерту для передачи крутящего момента и придания ему поступательного движения внутри патрубка 11. К другому торцу цельного штока 15, проходящему через узел герметизации штока 15, включающего гайку 16, корпус 17 узла герметизации, сальниковые кольца 18 и уплотнительное кольцо 19, через внутренний канал шарового крана 12, цангу 14 в цанговом патроне присоединено сверло 13. Совершая вращательно-поступательные движения, сверло 13 проходит через центральное сквозное отверстия 2 опоры 1, образуя сквозное отверстие в стенке кондуктора 22, после чего выводят сверло за пределы шарового крана 12, который затем устанавливают в положение «Закрыто».The second stage of preparing the well for overhaul using this device is the preparation of the drilling unit, which is carried out with the ball valve 12 open as follows: the integral rod 15 is connected to a drill or screwdriver to transmit torque and give it linear motion inside the pipe 11. To the other end the integral rod 15 passing through the sealing unit of the rod 15, including the nut 16, the housing 17 of the sealing unit, the packing rings 18 and the sealing ring 19, through the internal channel drill 13 is connected to a ball valve 12, a drill bit 13 is connected in the collet chuck. Performing rotational-translational movements, the drill 13 passes through the central through hole 2 of the support 1, forming a through hole in the wall of the conductor 22, after which the drill is brought out of the ball valve 12, which then set to the "Closed" position.

Перед просверливанием отверстия в стенке кондуктора 22 шаровой кран 21 на отводящем патрубке 20 узла сброса давления устанавливают в положение «Открыто». К свободному концу отводящего патрубка дополнительно присоединяют гибкий шланг и устанавливают манометр для замера избыточного давления в межколонном пространстве после его вскрытия. Наличие избыточного давления между эксплуатационной колонной и кондуктором 22 после просверливания (перфорации) его стенки определяют по наличию или отсутствию звука выходящего газа и показаниям манометра. При получении подтверждения отсутствия избыточного давления газа, нефтедобывающая скважина готова для проведения капитального ремонта.Before drilling holes in the wall of the conductor 22, the ball valve 21 on the outlet pipe 20 of the pressure relief unit is set to the "Open" position. A flexible hose is additionally connected to the free end of the outlet pipe and a pressure gauge is installed to measure the excess pressure in the annulus after opening it. The presence of excess pressure between the production casing and the conductor 22 after drilling (perforation) of its wall is determined by the presence or absence of sound of the outgoing gas and the pressure gauge. Upon receipt of confirmation of the absence of excessive gas pressure, the oil well is ready for major repairs.

Снятие устройства отвода газа из межтрубного пространства нефтедобывающей скважины с боковой поверхности кондуктора 22 производят в порядке, обратном порядку установки узла фиксации устройства. Предлагаемая к защите конструкция устройства отвода газа из межтрубного пространства нефтедобывающей скважины эффективно используется в цехах добычи нефти и газа ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ».The removal of the device for removing gas from the annular space of the oil well from the side surface of the conductor 22 is carried out in the reverse order of installation of the fixation unit of the device. The design of the device for removing gas from the annular space of an oil well proposed for protection is effectively used in the oil and gas production shops of LUKOIL-PERM LLC.

Claims

1. A device for removing gas from the annular space of oil wells, including a fixing unit, a drilling unit and a pressure relief unit, the fixing unit comprising a base and clamping webs, characterized in that the base of the fixing unit is made in the form of a parallelepiped with a central through hole passing through large, vertically oriented sides of the base, one of the large sides of which is made arcuately concave inward of the parallelepiped, and the clamping webs of the fixing unit are made in the form of thin arcuate plates, pairwise connected by articulated joints between each other and with smaller vertically oriented side ribs of the base of the fixation unit.

2. The device for removing gas from the annular space of an oil well according to claim 1, characterized in that the rod of the drilling unit is made integral.