RU2564307C2

RU2564307C2 - Способ ремонта основного фланца устья скважины на месте

Info

Publication number: RU2564307C2
Application number: RU2012111563/03A
Authority: RU
Inventors: Денис ДЕВИЛЛЕГЕР
Original assignee: Сторенжи
Priority date: 2011-03-25
Filing date: 2012-03-15
Publication date: 2015-09-27
Also published as: CN102691489A; PL2503095T3; EP2503095A1; US9169708B2; CN102691489B; RU2012111563A; US20120240373A1; FR2973063A1; FR2973063B1; EP2503095B1; DK2503095T3

Abstract

Изобретение относится к нефтегазодобывающей отрасли, а именно к способу ремонта основного фланца устья скважины. Техническим результатом является обеспечение ремонта основного фланца без остановки скважины. Способ включает в себя: нанесение, по крайней мере, одного слоя (4) полимеризирующегося композитного материала на поврежденные и затем очищенные поверхности (31) основного фланца и смежной детали. Далее размещают упругий уплотнитель (5) на слой (4) композитного материала и стягивающий хомут (6), прижимающий уплотнитель (5) к поверхности фланца (3). 4 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Данное изобретение имеет отношение к способу выполнения ремонта основного устьевого фланца на месте, а также к приспособлениям по ремонту такого фланца на месте.

Основной фланец устья скважины - элемент, который обеспечивает герметичное соединение между обсадной трубой, идущей из забоя скважины, и наземным объектом, от которого по соединительным трубам передается продукт, производимый скважиной, например нефть, газ или вода, к распределительной системе.

Основной фланец, который устанавливается во время строительства скважины, может изнашиваться с течением времени, в частности из-за коррозии, что приводит к утечкам. Когда требуется отремонтировать основной фланец, необходимо остановить скважину, прочистить ее и демонтировать устье скважины, чтобы отремонтировать основной фланец и смежные элементы, в частности трубу, на которой установлено устье скважины, или, если необходимо, установить новые детали.

Остановка скважины - дорогостоящая процедура, она допустима только в исключительных случаях. Таким образом, ремонт основного устьевого фланца считается практически невозможным.

Задача изобретения состоит в том, чтобы предложить решение этой проблемы.

Технический результат заключается в обеспечении возможности ремонта без остановки скважины.

Это достигается посредством способа выполнения ремонта основного устьевого фланца на месте, включающего, по крайней мере, следующие этапы:

нанесение, по крайней мере, одного слоя полимеризирующегося композитного материала на поврежденные, а потом декапированные (очищенные) поверхности основного фланца и смежной детали, с которой контактирует основной фланец, обычно труба, на которой установлено устье скважины,

размещение упругого (эластичного) уплотнения на слой композитного материала, когда последний полимеризируется, на соединение между основным фланцем и смежной деталью,

установка стягивающего хомута, приспособленного для того, чтобы прижимать изоляцию на поверхности фланца, покрытой композитным материалом.

Согласно различным возможным осуществлениям, способ согласно изобретению может также включать, по крайней мере, один из следующих шагов:

перед наложением слоя полимеризирующегося композитного материала на поврежденную поверхность основного фланца и смежной детали:

- очищение поврежденной поверхности,

- нанесение слоя антикоррозийного материала на очищенную поверхность после нанесения слоя полимеризирующегося композитного материала на поврежденную поверхность и перед наложением упругого уплотнения,

- нанесение нескольких слоев композитного материала, чтобы подготовить основание для упругого уплотнения;

после наложения упругого уплотнения и перед установкой стягивающего хомута:

- нанесение, по крайней мере, одного слоя композитного материала с обеих сторон уплотнения;

когда основной фланец установлен на обсадной трубе, имеющей двойную стенку ниже фланца, а пространство между этими двумя стенками заполнено, например, цементом:

- размещение кругового буртика из пеноматериала на заполненном пространстве между двумя трубами и отливка верхнего конусообразного слоя из эпоксидной смолы на буртик так, чтобы он имел верхнюю поверхность, наклонную по направлению за пределы обсадной трубы, чтобы избежать застоя воды и коррозии.

Технический результат изобретения также достигается посредством системы приспособлений для ремонта основного устьевого фланца на месте, которые включают, по крайней мере, один слой полимеризированного композитного материала для нанесения на поврежденные и предварительно декапированные поверхности основного фланца и смежной детали, такой как труба, на которой установлено устье скважины, упругое уплотнение и стягивающий хомут. Соответственно, предполагается, что упругое уплотнение будет нанесено на композитный материал, когда последний полимеризируется на соединении между основным фланцем и смежной деталью, а хомут используется, чтобы прижимать уплотнение к поврежденной поверхности.

Эта система приспособлений может также включать, когда основной фланец установлен на трубе, имеющей двойную стенку ниже фланца, а пространство между этими двумя стенками заполнено, например, цементом, круговой буртик из пеноматериала на цементном наполнении и литой верхний конусообразный слой из эпоксидной смолы, нанесенный на буртик так, чтобы его внешняя поверхность была наклонной по направлению за пределы трубы.

Другие характеристики и преимущества данного изобретения станут очевидны из приведенного ниже описания одного осуществления способа согласно изобретению.

Описание сделано со ссылкой на приложенные рисунки, в которых:

- фиг.1 - схематический перспективный вид части забоя устья скважины,

- фиг.2 - поперечное сечение соединения между устьем скважины и обсадной трубой скважины, и

- фиг.3 - поперечное сечение положения основного фланца относительно задней части полости соединителя.

Согласно способу ремонта, описанному данным изобретением, ремонт основного фланца скважины выполняется на месте, то есть без демонтажа устья скважины. Скважина, таким образом, остается в рабочем состоянии.

Повреждение, подлежащее ремонту, обычно располагается ниже основного фланца, более конкретно на соединении между основным фланцем и трубой, на которой установлено устье скважины; ремонт состоит из удаления следов коррозии, защиты очищенной поверхности подходящим покрытием и применения полимерной смолы или любого другого полимеризирующегося композитного материала, подходящего для защиты фланца от доступа коррозийных паров или жидкостей.

Конструкция скважины, к которой применяется способ ремонта согласно изобретению, видна на фиг.1. Устье скважины 1 закреплено на эксплуатационной трубе или обсадной трубе 2, идущей из забоя скважины через основной фланец 3. Фланец 3 включает нижнюю поверхность 31, на которой затягиваются головки 33 винтов 32, которыми фланец 3 крепится к устью скважины 1. Нижняя поверхность 31 может располагаться под прямым углом, как на приложенных рисунках, но также и под тупыми углами приблизительно до 160°.

Как показано на фиг.3, газовая скважина содержит тройную трубу 2, включающую газовую эксплуатационную трубу 21, промежуточную трубу 22, на которую накручен основной фланец 3, и наружную трубу 23. Эта тройная труба 2 составляет два кольцевых пространства безопасности 24, 25, позволяющие предотвратить утечку газа и загрязнение окружающей среды.

Первое кольцевое пространство 24 расположено между эксплуатационной трубой 21 и промежуточной трубой 22. Это пространство заполнено водой и не должно герметизироваться. Если, напротив, это пространство герметизируют, это указывает на утечку в одном из элементов в забое скважины.

Второе кольцевое пространство 25 расположено между промежуточной трубой 22 и наружной трубой 23 и заполнено цементом.

Если, с течением времени, утечка возникает в забое скважины, газ поднимается к поверхности через первое кольцевое пространство 24 и достигает уровня основного фланца 3. Резьбовое соединение между промежуточной трубой 22 и основным фланцем 3 не обязательно должно уплотняться; утечка возникает на поверхности полости. Более конкретно, коррозия возникает на нижней поверхности 31 фланца 3, а также и на внешней стенке промежуточной трубы 22, близко к соединению между фланцем 3 и трубой 22. Изобретение предлагает уплотнять поверхность посредством одного или нескольких слоев полимера 4, формирующих уплотнительное кольцо 5, и все это сжимать металлическим стягивающим хомутом 6, укрепленным штифтами 7, которые заменяют винты 32, которыми основной фланец 3 первоначально крепился к устью скважины 1.

В самом начале ремонта коррелированные поверхности фланца 3 и трубы 22 тщательно очищаются, в частности, обезжириваются, чтобы потом можно было применить ремонтный композитный полимерный материал, в частности эластомер, к двум элементам. Очищение преимущественно выполняется посредством пескоструйной очистки или дробеструйной обработки достаточно тонкодисперсными включениями, чтобы получить шероховатость приблизительно в 75 микрометров поверхности трубы 22 и поверхности 31 фланца 3.

Затем, очищенные поверхности обрабатываются антикоррозийным покрытием, чтобы предотвратить любую новую коррозию, пока не наложен композитный защитный материал.

После этого, ремонтный композитный материал, являющийся преимущественно эластичным полимерным материалом с двумя компонентами, накладывается на поверхности, подлежащие обработке, одним или несколькими слоями 4 согласно указаниям изготовителя материала, в частности, относительно продолжительности полимеризации и температуры, определенной изготовителем. Первый из трех обязательных шагов заявляемого способа характерен для способа согласно изобретению, шаги обезжиривания и антикоррозийной обработки могут изменяться в зависимости от специфической природы и степени конкретного повреждения, подлежащего ремонту.

На следующем этапе подготавливается место для уплотнительного кольца 5 посредством заполнения зоны 9, расположенной между резьбой трубы 22 и местом уплотнительного кольца, несколькими слоями ремонтных полимерных композитных материалов, согласно условиям, оговоренным изготовителем композитного материала.

Затем, уплотнительное кольцо 5, которое, например, изготовлено из нитрила, помещается в угол, образованный нижней поверхностью 31 основного фланца 3 и внешней поверхностью трубы 22.

Когда уплотнительное кольцо 5 установлено, место, имеющееся на обеих сторонах уплотнительного кольца, заполняется, по крайней мере, одним, обычно несколькими, слоем 10 ремонтных эластичных полимерных композитных материалов. Наконец, чтобы удерживать уплотнительное кольцо 5 на месте и придавливать им слои 4 композитных материалов, стягивающий хомут 6, который сам защищен от коррозии покрытием, размещается ниже основного фланца 3. Хомут 6, который выполнен в виде двух разъемов, чтобы можно было разместить его вокруг фланца 3, удерживается на штифтах 7 при помощи гаек 8, из которых первая гайка закрепляет соответствующий штифт 7 на основном фланце 3, и две другие гайки, используемые как гайка/контргайка, закрепляют хомут 6 на соответствующем штифте 7, как показано на фиг.2 и 3.

Впоследствии, как показано на фиг.3, если с течением времени выявляется утечка во втором кольцевом пространстве 25, герметизирующее устройство выполняется с круговым буртиком 11, сделанным из полиуретановой пены, и литым верхним слоем 12, сделанным из эпоксидной смолы так, что при нанесении смолы ее верхняя поверхность 13 скашивается и выступает за пределы трубы 23, чтобы предотвратить застой воды и коррозию. Маленькая труба 14 устанавливается на буртике 11, чтобы захватывать газ для контроля увеличения давления или анализа газа, или определения интенсивности утечки. Клапан и манометр устанавливаются на свободном конце маленькой трубы 14.

Claims

1. Способ ремонта основного фланца устья скважины на месте, характеризующийся тем, что он включает нанесение, по крайней мере, одного слоя (4) полимеризирующегося композитного материала на поврежденные и затем очищенные поверхности (31) основного фланца (3) и смежной детали (2), размещение упругого уплотнителя (5) на слое (4) композитного материала, когда последний полимеризован, на соединение между основным фланцем (3) и смежной деталью (2), размещение стягивающего хомута (6), прижимающего уплотнитель (5) к поверхности фланца (3), покрытой композитным материалом (4).

2. Способ по п.1, характеризующийся тем, что он также включает нанесение слоя антикоррозионного материала на предварительно очищенную поверхность основного фланца (3) перед нанесением слоя (4) полимеризирующегося композитного материала.

3. Способ по п.2, характеризующийся тем, что после нанесения слоя (4) полимеризирующегося композитного материала на поврежденную поверхность и перед размещением упругого уплотнителя (5) наносят несколько слоев композитного материала, чтобы подготовить место для упругого уплотнителя (5).

4. Способ по п.3, характеризующийся тем, что после размещения упругого уплотнителя (5) и перед размещением стягивающего хомута (6) наносят, по крайней мере, один слой композитного материала с обеих сторон уплотнителя (5).

5. Способ по п.1, или 2, или 3, или 4, характеризующийся тем, что, когда основной фланец (3) размещен на тройной обсадке скважины (2), включающей промежуточную трубу (22) и наружную трубу (23) ниже фланца (3), а пространство (25) между этими двумя трубами (22, 23) заполнено, размещают круговой буртик из пеноматериала (11) поверх заполнения пространства (25) между этими двумя трубами (22, 23) и отливают верхний слой из эпоксидной смолы (12) на буртик так, чтобы его верхняя поверхность (13) наклонялась по отношению к внешней трубе (2), чтобы избежать застоя воды и коррозии.

6. Приспособление для ремонта основного фланца устья скважины на месте, характеризующееся тем, что оно включает, по крайней мере, один слой (4) полимеризированного композитного материала для наложения на поврежденную и предварительно очищенную поверхность (31) основного фланца (3), упругое уплотнение (5), для размещения поверх предварительно нанесенного композитного материала, и стягивающий хомут (3), применяемый, чтобы прижимать уплотнение (5) к поврежденной поверхности (31).

7. Приспособление по п.6, характеризующееся тем, что основной фланец (3) размещен на тройной трубе скважины (2), включающей промежуточную трубу (22) и наружную трубу (23) ниже фланца (3), с заполнением пространства (25) между этими двумя трубами (22, 23), характеризующееся тем, что оно включает литой верхний слой из эпоксидной смолы (12) со скошенной по направлению к внешней трубе (2) верхней поверхностью (13), нанесенный поверх пространства (23) между этими двумя стенками (21, 22).

8. Скважина, характеризующаяся тем, что она отремонтирована с использованием средств способа по любому из пп.1-5.

9. Скважина, характеризующаяся тем, что она включает приспособления по п.6 или 7.