RU199277U1 - Комбинированный превентор для проведения ремонтных работ в нефтяных и газовых скважинах с применением колтюбинга - Google Patents

Abstract

Предлагаемая полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначена для герметизации устья нефтяных и газовых скважин с целью предупреждения газонефтеводопроявлений при проведении ремонтных работ с применением колтюбинга (или иначе установка «непрерывная труба», или иначе гибкая труба).Задачей предлагаемого технического решения является повышение надежности предупреждения возникновения газонефтеводопроявлений (открытого фонтанирования) при проведении ремонтных работ в скважинах с применением колтюбинга (гибкой трубы), а также герметизация устья скважины в зоне действия превентора при извлечении инструмента на поверхность.Технический результат заключается в разработке надежного комбинированного превентора, позволяющего работать стандартно как трубными/клиновыми, так и срезными/глухими плашками за счет рабочей жидкости, подаваемой в каналы для закрытия плашек, а также перекрытие внутреннего канала превентора при извлечении инструмента, применяемого при ремонте скважины, на поверхность. Иными словами, в конструкции превентора предусмотрен дополнительный «барьер» для предупреждения возникновения открытого фонтанирования скважины при отсутствии гибкой трубы в зоне действия плашек превентора.Поставленная задача и технический результат достигаются тем, что в конструкции превентора между трубными/клиновыми и срезными/глухими плашками располагается обратный клапан, механизмом закрытия которого является створка (или иначе створчатый обратный клапан). Перед спуском инструмента в скважину створка клапана находится в закрытом положении, что снижает риск возникновения открытого фонтанирования скважины при монтаже инструмента в лубрикаторе (т.к. в этом случае барьерами для возникновения открытого фонтанирования скважины служат закрытая буферная задвижка фонтанной арматуры, а также закрытый клапан створчатого типа комбинированного превентора). При спуске инструмента в скважину механизм закрытия обратного клапана находится в открытом положении за счет подачи гидравлического давления низковязкого масла. В этом случае предупреждение открытого фонтанирования скважины осуществляется за счет уплотнительного устройства, находящегося под инжектором, а также закрытия трубных/клиновых плашек. В случае возникновения осложнений, способных привести к открытому фонтанированию скважины, предупреждение осуществляется путем закрытия срезных/глухих плашек. После проведения ремонтных работ и подъема инструмента на гибкой трубе на поверхность, и при прохождении его через обратный клапан, механизм клапана закрывается за счет сброса давления гидравлического давления масла (в этом случае барьерами для возникновения открытого фонтанирования скважины служат буферная задвижка фонтанной арматуры, закрываемая сразу после извлечения инструмента, а также закрытый клапан створчатого типа комбинированного превентора).

Description

Предлагаемая полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначена для герметизации устья нефтяных и газовых скважин с целью предупреждения газонефтеводопроявлений при проведении ремонтных работ с применением колтюбинга (или иначе установка «непрерывная труба», или иначе гибкая труба).

Известен превентор [Патент РФ № 48354 от 10.10.2005 г.]. Согласно формуле полезной модели превентор включает корпус, выполненный с возможностью стыковки с устьевой арматурой скважины, расположенные в полости корпуса одна над другой трубные плашки для герметизации межтрубного пространства, удерживающие плашки для фиксации труб, отрезные плашки для резки труб и глухие плашки для перекрытия проходного сечения превентора, гидроприводы с поршнями на валах, которые с одной стороны связаны с плашками, а с другой стороны пропущены через торцевые отверстия в корпусе гидропривода и взаимодействуют с толкателями, установленными в направляющих втулках, закрепленных на торцах гидроприводов, и каналы для подвода давления к гидроприводам, в таком превенторе толкатели отрезных и удерживающих плашек входят в резьбовое зацепление с направляющими втулками, а толкатели трубных и глухих плашек выполнены с возможностью введения их в зацепление с направляющими втулками через подвижную скобу, вставляемую в кольцевые пазы на толкателе и на внутренней поверхности направляющей втулки, при этом взаимодействующие концы толкателя и вала снабжены резьбами и образуют пару «винт-гайка».

Недостатком такого превентора является его значительная высота, обусловленная необходимостью размещения в корпусе четырех видов плашек для обеспечения его работы, что требует повышенных трудозатрат при его обслуживании, а также при монтаже оборудования, устанавливаемого на верхний фланец превентора. Также в случае отказа гидравлики на превентор повышается риск возникновения открытого фонтанирования скважины при отсутствии гибкой трубы в зоне действия плашек превентора.

Известно устройство для герметизации устья скважины, узел уплотнителей и узел стопорных плашек [Патент РФ № 2088745], содержащее объединенные соединительными элементами в превенторную сборку узел трубных плашек, узел срезных плашек, узел стопорных плашек, узел глухих плашек и узел уплотнителей. Приводы узлов имеют гидроцилиндр, в корпусе которого установлен поршень, связанный с плашкой. Через крышку в корпусе пропущен резьбовой толкатель с рукояткой, а в корпусе выполнены отверстия, через которые подается давление от пульта управления. Резьбовым толкателем осуществляется ручная регулировка усилия.

Недостатком такого превентора, как и вышеупомянутого, является его значительная высота, обусловленная необходимостью размещения в корпусе четырех видов плашек для обеспечения его работы, что требует повышенных трудозатрат при его обслуживании, а также при монтаже оборудования, устанавливаемого на верхний фланец превентора. Также в случае отказа гидравлики на превентор повышается риск возникновения открытого фонтанирования скважины при отсутствии гибкой трубы в зоне действия плашек превентора. Превентор не способен автоматически перекрывать внутренний канал при отсутствии гибкой трубы в зоне действия плашек.

Наиболее близким техническим решением, выбранным за прототип, является превентор [Патент РФ № 51659], содержащий двухкамерный корпус с установленными в верхней камере срезными глухими плашками с уплотнениями и установленными в нижней камере удерживающими трубными плашками с уплотнениями, и приводы плашек. Камеры и плашки в сечение, перпендикулярном оси плашек и их приводов, выполнены круглыми, при этом верхняя часть каждого уплотнения выполнена в виде полукольца, расположенного в вертикальной плоскости и охватывающего верхнюю половину плашки.

Недостатком такого превентора является его низкая надежность при работе, обусловленной возможной потерей герметичности между срезными глухими плашками после отрезания трубы и перекрытия устья скважины. А также то, что в случае отказа гидравлики на превентор повышается риск возникновения открытого фонтанирования скважины при отсутствии гибкой трубы в зоне действия плашек превентора. Превентор не способен автоматически перекрывать внутренний канал при отсутствии гибкой трубы в зоне действия плашек.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение надежности предупреждения возникновения газонефтеводопроявлений (открытого фонтанирования) при проведении ремонтных работ в скважинах с применением колтюбинга (гибкой трубы), а также герметизация устья скважины в зоне действия превентора при извлечении инструмента на поверхность.

Технический результат заключается в разработке надежного комбинированного превентора, позволяющего работать стандартно как трубными/клиновыми, так и срезными/глухими плашками за счет рабочей жидкости, подаваемой в каналы для закрытия плашек, а также перекрытие внутреннего канала превентора при извлечении инструмента, применяемого при ремонте скважины, на поверхность. Иными словами в конструкции превентора предусмотрен дополнительный «барьер» для предупреждения возникновения открытого фонтанирования скважины при отсутствии гибкой трубы в зоне действия плашек превентора.

Поставленная задача и технический результат достигаются тем, что в конструкции превентора между трубными/клиновыми и срезными/глухими плашками располагается обратный клапан, механизмом закрытия которого является створка (или иначе створчатый обратный клапан). Перед спуском инструмента в скважину створка клапана находится в закрытом положении, что снижает риск возникновения открытого фонтанирования скважины при монтаже инструмента в лубрикаторе (т.к. в этом случае барьерами для возникновения открытого фонтанирования скважины служат закрытая буферная задвижка фонтанной арматуры, а также закрытый клапан створчатого типа комбинированного превентора). При спуске инструмента в скважину механизм закрытия обратного клапана находится в открытом положении за счет подачи гидравлического давления низковязкого масла. В этом случае предупреждение открытого фонтанирования скважины осуществляется за счет уплотнительного устройства, находящегося под инжектором, а также закрытия трубных/клиновых плашек. В случае возникновения осложнений, способных привести к открытому фонтанированию скважины, предупреждение осуществляется путем закрытия срезных/глухих плашек. После проведения ремонтных работ и подъема инструмента на гибкой трубе на поверхность, и при прохождении его через обратный клапан, механизм клапана закрывается за счет сброса давления гидравлического давления масла (в этом случае барьерами для возникновения открытого фонтанирования скважины служат буферная задвижка фонтанной арматуры, закрываемая сразу после извлечения инструмента, а также закрытый клапан створчатого типа комбинированного превентора).

Отличительной особенностью заявляемого превентора от известных является то, что в его корпусе между трубными/клиновыми и срезными/глухими плашками предусмотрен обратный клапан створчатого типа, работающий гидравлически.

Сущность предлагаемой полезной модели представлена на фигурах 1, 2, 3 и 4. На фиг. 1 представлен рисунок комбинированного превентора до спуска инструмента в скважину, на фиг. 2 – рисунок превентора со спущенным через него инструмент для ремонта скважины, на фиг. 3 – при извлечении инструмента на поверхность, на фиг. 4 – механизм работы створчатого обратного клапана.

Комбинированный превентор для проведения ремонтных работ в нефтяных и газовых скважинах с применением колтюбинга состоит из корпуса 1, в котором предусмотрены трубные/клиновые плашки 2 и срезные/глухие плашки 3. Превентор содержит штурвалы 4 для фиксации положения закрытых плашек 2 и 3, винты 5, к которым прикреплены штурвалы 4, гидравлические поршни 6, штоки 7, каналы для закрытия 8 и каналы для открытия 9 плашек 2 и 3 превентора. Открытие и закрытие плашек 2 и 3 превентора осуществляется за счет подачи рабочей жидкости в гидравлические шланги 10.

Сверху срезных/глухих плашек 3 имеется фланцевое соединение 11 для соединения превентора с райзером 12 (или иначе лубрикатором), в котором располагается инструментальная сборка перед спуском ее в скважину. Снизу трубных/клиновых плашек 2 также имеется фланцевое соединение 13 для соединения превентора с фонтанной арматурой скважины.

Между плашками 2 и 3 располагается обратный клапан 14 створчатого типа, механизм закрытия которого является створка 15. Проходной канал обратного клапана 14 соизмерим с проходными каналами с зоне действия плашек 2 и 3 (d1=d2=d3) (фиг. 1).

Обратный клапана 14 работает гидравлически. В корпусе обратного клапана 14 предусмотрен канал 18 для подачи гидравлического масла. Низковязкое гидравлическое масло, подаваемое в канал 18 создает давление на рабочий поршень 19, который в свою очередь удерживается пружиной 20.

Комбинированный превентор работает следующим образом.

Превентор, содержащий трубные/клиновые 2 и срезные/глухие плашки 3 устанавливается на колпак фонтанной арматуры (не показано) за счет фланцевого соединения 13.

Далее к фланцевому соединению 11 устанавливается райзер (лубрикатор) 12 для размещения в нем оборудования 16, спускаемого в скважину на гибкой трубе 17 (фиг. 1). В этом случае створка 15 клапана 14 находится в закрытом положении, что снижает риск возникновения открытого фонтанирования скважины при монтаже инструмента в лубрикаторе (т.к. в этом случае барьерами для открытого фонтанирования служат закрытая буферная задвижка самой фонтанной арматуры и закрытый клапан створчатого типа превентора).

После создания давления в уплотнительном устройстве (не показано) и открытии буферной задвижки фонтанной арматуры (не показано) осуществляется спуск компоновки 16 на гибкой трубе 17 в скважину (фиг. 2). В гидравлический канал 18 клапана 14 подается давление низковязкого гидравлического масла. Низковязкое гидравлическое масло, подаваемое в канал 18, создает давление на рабочий поршень 19, который в свою очередь удерживается пружиной 20. Пружина 20 сжимается и открывается механизм закрытия (т.е. створка) 15 клапана 14. В этом случае предупреждение открытого фонтанирования скважины осуществляется за счет уплотнительного устройства, располагаемого под инжектором, а также закрытия трубных/клиновых плашек 2. В случае возникновения осложнений (к примеру, трубные/клиновые плашки 2 после закрытия не держат давление, или происходит поступление углеводородов в гибкие трубы), в этом случае предупреждение открытого фонтанирования скважины осуществляется путем закрытия срезных/глухих плашек 3 превентора.

После проведения ремонтных работ в скважине, осуществляется подъем инструмента 16 на гибкой трубе 17, и при прохождении клапана 14, осуществляется сброс гидродавления в канале 18 и механизма 15 клапана 14 закрывается (фиг. 3).

Такое техническое решение (а точнее предусмотрение в конструкции превентора обратного клапана створчатого типа гидравлического действия) в разы снижает риск возникновения чрезвычайных ситуаций (открытого фонтанирования скважин) при проведении ремонтных работ с применением гибкой трубы. Механизм позволяет снизить риск открытого фонтанирования скважины в следующих случаях: негерметичности уплотнительного устройства при имеющейся компоновке в райзера и открытой буферной задвижке; несдерживания давления из скважины при закрытой буферной задвижке фонтанной арматуры; при поломке буферной или верхней главной задвижки фонтанной арматуры; наличия негерметичности в зоне райзера или фланцевого соединения, располагаемого выше срезных/глухих плашек; несрабатывании гидравлики для срезных/глухих плашек при нахождении инструмента в райзере.

Claims (1)

1. Комбинированный превентор для проведения ремонтных работ в нефтяных и газовых скважинах с применением колтюбинга, состоящий из корпуса, в котором предусмотрены трубные/клиновые плашки и срезные/глухие плашки; штурвалы для фиксации положения закрытых плашек, прикрепленные к винтам, гидравлические поршни, штоки, каналы для закрытия и каналы для открытия плашек превентора; сверху срезных/глухих плашек имеется фланцевое соединение для соединения превентора с райзером; снизу трубных/клиновых плашек располагается фланцевое соединение для соединения превентора с фонтанной арматурой скважины; между трубными/клиновыми и срезными/глухими плашками располагается обратный клапан створчатого типа, взаимодействующий с гидравлическими поршнями и штоками.

Images