RU2747903C1 - Device for sealing the mouth of inclined well during round-trip operations of double-row pipe string - Google Patents
Device for sealing the mouth of inclined well during round-trip operations of double-row pipe string Download PDFInfo
- Publication number
- RU2747903C1 RU2747903C1 RU2020137066A RU2020137066A RU2747903C1 RU 2747903 C1 RU2747903 C1 RU 2747903C1 RU 2020137066 A RU2020137066 A RU 2020137066A RU 2020137066 A RU2020137066 A RU 2020137066A RU 2747903 C1 RU2747903 C1 RU 2747903C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipe
- preventer
- row
- flange
- sealing
- Prior art date
Links
- 238000007789 sealing Methods 0.000 title claims abstract description 45
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 23
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 3
- NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N fluoromethane Chemical compound FC NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 11
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 11
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 11
- 238000010793 Steam injection (oil industry) Methods 0.000 description 4
- 229920001973 fluoroelastomer Polymers 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 229910000897 Babbitt (metal) Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/02—Surface sealing or packing
- E21B33/03—Well heads; Setting-up thereof
- E21B33/06—Blow-out preventers, i.e. apparatus closing around a drill pipe, e.g. annular blow-out preventers
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/02—Surface sealing or packing
- E21B33/03—Well heads; Setting-up thereof
- E21B33/06—Blow-out preventers, i.e. apparatus closing around a drill pipe, e.g. annular blow-out preventers
- E21B33/061—Ram-type blow-out preventers, e.g. with pivoting rams
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам, используемым в превенторах, предназначенных для герметизации устья нефтяных и газовых скважин с различными типами опорных фланцевых устьевых арматур с целью обеспечения безопасности, предупреждения и ликвидации нефтегазоводопроявлений (НГВП), в том числе скважин сверхвязкой нефти (СВН) с наклонным устьем и двухрядной колонной труб.The invention relates to a device used in preventers designed to seal the wellhead of oil and gas wells with various types of supporting flanged wellheads in order to ensure safety, prevention and elimination of oil and gas wells, including superviscous oil wells (EHV) with inclined wellhead and double-row pipe string.
Известен превентор для скважин с наклонным устьем (патент RU № 2719884, опубл. 23.04.2020), содержащий верхний и нижний фланцы, жестко соединённые с корпусом, корпус оснащен вертикальным круглым осевым каналом, относительно осевого канала симметрично расположены боковые горизонтальные каналы, продольные оси боковых горизонтальных каналов расположены перпендикулярно оси вертикального канала, в первых горизонтальных каналах, выполненных в корпусе с возможностью продольного перемещения, установлены плашечные блоки, в которых размещены трубные плашки, снабженные эластичными уплотнителями, и ручные приводы управления плашками, включающие приводные штоки плашек, имеющие резьбовые соединения для взаимодействия с крышками, ввернутыми в корпус, при этом полости корпуса плашечных блоков в поперечном сечении имеют прямоугольную форму, а эластичные уплотнители размещены в пазах, выполненных в трубных плашках, верхняя и нижняя части осевого канала корпуса оснащены коническими посадочными поверхностями, причём верхняя коническая поверхность выполнена сужающейся сверху вниз и в неё установлена верхняя сменная центрирующая втулка, выполненная в виде двух полуколец, оснащённых наружными кольцевыми выборками, а нижняя коническая поверхность выполнена сужающейся снизу вверх и в ней установлен нижний сменный центратор, при этом в верхнем фланце выполнены вторые горизонтальные каналы круглой формы в поперечном сечении, снаружи в горизонтальные каналы верхнего фланца в герметичном исполнении ввернуты боковые винтовые упоры, взаимодействующие с выдвижными ползунами цилиндрической формы, размещёнными в горизонтальном канале, при этом выдвижные ползуны оснащены шпоночными и фигурными пазами, а верхний фланец оснащён шпонками, установленными в шпоночные пазы выдвижных ползунов, имеющих возможность радиального перемещения в пределах шпоночных пазов и фиксации фигурными пазами ползунов за наружные кольцевые выборки верхней сменной центрирующей втулки от осевого перемещения её вверх, при этом углы наклона конических посадочных поверхностей обеспечивают расстояние между нижним торцом верхней сменной центрирующей втулки и верхним торцом нижнего сменного центратора, меньшее длины муфты герметизируемой колонны труб с минимальным диаметром, причём эластичные уплотнители превентора выполнены из термостойкой резины, а верхняя сменная центрирующая втулка и нижний сменный центратор выполнены из баббитового сплава.Known preventer for wells with inclined mouth (patent RU No. 2719884, publ. 04/23/2020), containing upper and lower flanges, rigidly connected to the body, the body is equipped with a vertical circular axial channel, relative to the axial channel are symmetrically located lateral horizontal channels, longitudinal axes of the lateral horizontal channels are located perpendicular to the axis of the vertical channel, in the first horizontal channels made in the body with the possibility of longitudinal movement, ram blocks are installed in which pipe rams are located, equipped with elastic seals, and manual drives for controlling rams, including drive rods of the rams, having threaded connections for interactions with covers screwed into the body, while the cavities of the body of the ram blocks in the cross section have a rectangular shape, and the elastic seals are placed in the grooves made in the pipe rams, the upper and lower parts of the axial channel of the body are equipped with conical seating surfaces yami, moreover, the upper conical surface is made tapering from top to bottom and an upper replaceable centering sleeve is installed in it, made in the form of two half rings, equipped with external annular recesses, and the lower conical surface is made tapering from bottom to top and a lower replaceable centralizer is installed in it, while in the upper the flange is made of the second horizontal channels of a circular shape in cross-section, from the outside into the horizontal channels of the upper flange in a sealed design, side screw stops are screwed in, interacting with the cylindrical sliding sliders located in the horizontal channel, while the sliding sliders are equipped with keyway and shaped grooves, and the upper flange equipped with keys installed in the keyways of the sliding sliders, which can move radially within the keyways and fix the sliders with the curly slots behind the outer annular recesses of the upper replaceable centering sleeve from its axial movement upwards, while The slopes of the tapered seating surfaces provide the distance between the lower end of the upper replaceable centering sleeve and the upper end of the lower replaceable centralizer, shorter length of the coupling of the pipe string to be sealed with a minimum diameter, and the elastic seals of the preventer are made of heat-resistant rubber, and the upper replaceable centering sleeve and the lower replaceable centralizer are made from babbitt alloy.
Недостатки устройства:Disadvantages of the device:
- во-первых, сложность выполнения и высокая продолжительность сборки оборудования и монтажа (демонтажа) превентора на опорном фланце устьевой арматуры, связанные с необходимостью использования катушки для обвязки превентора с разными типоразмерами опорных фланцев устьевых арматур; - firstly, the complexity and long duration of equipment assembly and mounting (dismantling) of the preventer on the wellhead support flange, associated with the need to use a coil for piping the preventer with different standard sizes of wellhead support flanges;
- во-вторых, длительность и неудобство установки превентора на опорный фланец скважины с наклонным устьем, так как вручную необходимо наклонять превентор на нужный угол для стыковки его нижнего фланца с опорным фланцем устьевой арматуры, так как грузоподъёмные фиксаторы выполнены на одном уровне от нижнего фланца превентора; - secondly, the duration and inconvenience of installing the preventer on the supporting flange of a well with an inclined wellhead, since it is necessary to manually tilt the preventer to the required angle to join its lower flange with the supporting flange of the wellhead, since the lifting clamps are made at the same level from the lower flange of the preventer ;
- в-третьих, низкая безопасность проведения работ на устье наклонных скважин СВН, а также в критической ситуации при возникновении НГВП, связанная с необходимостью наклонять превентор на нужный угол с последующей герметичной стыковкой нижнего фланца с опорным фланцем устьевой арматуры в аварийном режиме.- thirdly, the low safety of work at the head of inclined wells of the EHV, as well as in a critical situation in the event of an OGVP, associated with the need to tilt the preventer to the desired angle, followed by hermetic joining of the lower flange with the support flange of the wellhead in emergency mode.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является превентор со сменным кольцом (патент RU № 2724695, опубл. 25.06.2020), содержащий превентор с литым нижним фланцем, крепящимся герметично на опорный фланец устьевой арматуры, нижний фланец превентора выполнен присоединительным и герметизирующим размером, соответствующим минимальным размерам опорного фланца устьевой арматуры, при этом превентор оснащен сменным кольцом, выполненным присоединительным и герметизирующим размерами, соответствующими размерам того опорного фланца устьевой арматуры на который крепится превентор, причем сменное кольцо установлено под нижним фланцем с возможностью герметичного крепления болтовым соединением, нижний фланец превентора оснащен металлическим кольцом, а присоединительный размер нижнего фланца соответствует межцентровому диаметру болтового соединения, выполненному в сменном кольце, на корпусе превентора жестко закреплены грузоподъёмные проушины со смещением по высоте относительно друг от друга с возможностью установки превентора на устье наклонной скважины, сменное кольцо выполнено с кольцевыми канавками с возможностью установки герметизирующих металлических колец.The closest in technical essence and the achieved result is a preventer with a replaceable ring (patent RU No. 2724695, publ. 06/25/2020), containing a preventer with a cast bottom flange, hermetically attached to the support flange of the wellhead, the bottom flange of the preventer is made with a connecting and sealing size, corresponding to the minimum dimensions of the wellhead support flange, while the preventer is equipped with a replaceable ring made of connecting and sealing dimensions corresponding to the dimensions of the wellhead support flange on which the preventer is attached, and the replaceable ring is installed under the bottom flange with the possibility of hermetic fastening by bolting, the lower flange of the preventer equipped with a metal ring, and the connecting size of the lower flange corresponds to the center-to-center diameter of the bolted connection made in the replaceable ring, lifting lugs are rigidly fixed to the preventer body with a height offset relative but apart from each other with the possibility of installing a preventer at the mouth of an inclined well, the replaceable ring is made with annular grooves with the possibility of installing sealing metal rings.
Недостатки устройства:Disadvantages of the device:
- во-первых, низкая надёжность работы устройства в паронагнетательных скважинах с двухрядной колонной труб, связанная с потерей герметичности превентора в месте крепления превентора на устьевой арматуре наклонной скважины через металлические уплотнительные кольца. Это связано с тем, что колонна труб, спущенная в скважину через превентор «лежит на одной стороне» в превенторе, и при возникновении НГВП в виде выброса пара, закачиваемого в паронагнетательную скважину при температуре 200-250°С образуются протечки через металлическое уплотнительное кольцо; - firstly, the low reliability of the device in steam injection wells with a double-row pipe string, associated with the loss of the preventer tightness at the place where the preventer is attached to the wellhead assembly of an inclined well through metal sealing rings. This is due to the fact that the string of pipes, lowered into the well through the preventer, "lies on one side" in the preventer, and when OGVP occurs in the form of a steam release injected into the steam injection well at a temperature of 200-250 ° C, leaks are formed through the metal sealing ring;
- во-вторых, устройство не имеет возможности регулировки угла наклона превентора при установке его на опорный фланец устьевой арматуры в зависимости от угла наклона наклонной скважины, так как грузоподъёмные проушины закреплены в превенторе со смещением по высоте относительно друг от друга с возможностью установки превентора на устье наклонной скважины строго под определённым углом, например 45°; - secondly, the device does not have the ability to adjust the angle of inclination of the preventer when installed on the support flange of the wellhead, depending on the angle of inclination of the inclined well, since the lifting lugs are fixed in the preventer with an offset in height relative to each other with the possibility of installing the preventer at the wellhead deviated wells strictly at a certain angle, for example 45 °;
- в-третьих, длительность проведения работ при проведении спуско-подъёмных операций (СПО) с колонной труб в наклонной скважине. Это связанно с тем, что из-за отсутствия центрирования колонны труб относительно оси наклонной скважины при спуске муфты колонны труб цепляются за верхний торец верхнего фланца превентора, а при подъёме – цепляются за нижний торец нижнего фланца превентора, что приводит к необходимости дополнительных манипуляций с колонной труб с целью прохождения колонны труб через превентор. Это затягивает процесс проведения СПО; - thirdly, the duration of work during round-trip operations (ROP) with a pipe string in an inclined well. This is due to the fact that, due to the lack of centering of the pipe string relative to the axis of the inclined well, when lowering the coupling, the pipe string clings to the upper end of the upper flange of the preventer, and when lifting, they cling to the lower end of the lower flange of the preventer, which leads to the need for additional manipulations with the column. pipes for the purpose of passing the pipe string through the preventer. This delays the STR process;
- в-четвёртых ограниченные технологические возможности работы устройства при проведении последовательного СПО с двумя колоннами труб в наклонной скважине, так как устройство позволяет проводить спуск только одной колонны труб в скважину с любым типоразмером опорного фланца устьевой арматуры, но не позволяет проводить последовательный спуск в одну скважину двух колонн труб с любым типоразмером опорного фланца устьевой арматуры. - fourthly, the limited technological capabilities of the device when conducting a sequential trip with two pipe strings in an inclined well, since the device allows running only one pipe string into a well with any standard size of the wellhead support flange, but does not allow sequential running into one well two pipe strings with any standard size of the wellhead support flange.
Техническими задачами изобретения являются повышение надёжности работы устройства в паронагнетательной скважине с двухрядной колонной труб с возможностью регулировки угла наклона устройства при установке его на опорный фланец устьевой арматуры в зависимости от угла наклона наклонной скважины, сокращение продолжительности проведения работ при проведении СПО с колонной труб в наклонной скважине и расширение технологической возможности работы устройства при проведении последовательных СПО с двумя колоннами труб в наклонной скважине. The technical objectives of the invention are to improve the reliability of the device in a steam injection well with a double-row pipe string with the ability to adjust the angle of inclination of the device when it is installed on the support flange of the wellhead depending on the inclination angle of an inclined well, to reduce the duration of work when carrying out trials with a pipe string in an inclined well and expanding the technological capabilities of the device when conducting successive trips with two pipe strings in an inclined well.
Технические задачи решаются устройством для герметизации устья наклонной скважины при проведении спуско-подъёмных операций двухрядной колонны труб, содержащим превентор с грузоподъемными проушинами и литым нижним фланцем, выполненным с присоединительным и герметизирующим размером, соответствующим минимальным размерам крепления на устье наклонной скважины, устройство оснащено сменным кольцом, сверху сменное кольцо установлено под нижним фланцем превентора с возможностью герметичного крепления с ним с помощью уплотнительного металлического кольца и болтового соединения, присоединительный размер нижнего фланца соответствует межцентровому диаметру болтового соединения, выполненному сверху в сменном кольце, снизу сменное кольцо установлено на опорный фланец устьевой арматуры наклонной скважины с возможностью герметичного крепления с помощью уплотнительного металлического кольца с болтовым соединением, присоединительный размер опорного фланца устьевой арматуры наклонной скважины соответствует межцентровому диаметру болтового соединения, выполненному снизу в сменном кольце.Technical problems are solved by a device for sealing the wellhead of an inclined well during tripping and lifting operations of a double-row pipe string, containing a preventer with lifting lugs and a cast bottom flange, made with a connecting and sealing size corresponding to the minimum dimensions of an attachment at the wellhead of an inclined well, the device is equipped with a replaceable ring, from above, a replaceable ring is installed under the bottom flange of the blowout preventer with the possibility of hermetic fastening with it using a sealing metal ring and a bolted connection, the connecting size of the lower flange corresponds to the center-to-center diameter of the bolted connection made from the top in the replaceable ring, from the bottom the replaceable ring is installed on the supporting flange of the wellhead assembly with the possibility of hermetic fastening by means of a sealing metal ring with a bolted connection, the connecting size of the supporting flange of the directional wellhead equipment is acc. It corresponds to the center-to-center diameter of the bolted connection made from below in the replaceable ring.
Новым является то, что устройство оснащено трубодержателем первого ряда колонны труб, причем нижний фланец трубодержателя снизу крепится к опорному фланцу устьевой арматуры, при этом сверху в трубодержателе диаметрально выполнены резьбовые отверстия с присоединительным и герметизирующим размером, соответствующим присоединительному и герметизирующему размеру нижнего фланца превентора, устройство оснащено центраторами, устанавливаемыми в устройство перед креплением превентора на опорном фланце устьевой арматуры или трубодержателе, при этом внутренние диаметры центраторов зависят от диаметров двухрядной колонны труб, спускаемой в наклонную скважину, причём нижние и верхние торцы центраторов оснащены фасками, а на внутренних поверхностях уплотнительных металлических колец установлены высокотемпературные уплотнительные кольца из фторкаучука FRM толщиной 5 мм, причём устройство оснащено двумя стропами разной длины для установки превентора на опорный фланец устьевой арматуры и трубодержатель, при этом разница между длиной строп зависит от расстояния между грузоподъёмными проушинами превентора, при этом для герметизации внутреннего пространства первого и/или второго ряда колонн труб используют запорный орган.The novelty is that the device is equipped with a pipe hanger of the first row of pipe string, and the lower flange of the pipe hanger is attached from the bottom to the support flange of the wellhead, while on top of the pipe hanger there are diametrically made threaded holes with a connecting and sealing size corresponding to the connecting and sealing size of the lower flange of the preventer, the device equipped with centralizers installed in the device before attaching the preventer to the support flange of the wellhead or pipe hanger, while the inner diameters of the centralizers depend on the diameters of the double-row pipe string, lowered into the deviated well, with the lower and upper ends of the centralizers equipped with chamfers, and on the inner surfaces of the metal sealing rings high-temperature O-rings made of fluorocarbon rubber FRM with a thickness of 5 mm are installed, and the device is equipped with two slings of different lengths for installing the preventer on the support flange of the wellhead equipment and pipe holder l, in this case, the difference between the length of the lines depends on the distance between the lifting lugs of the preventer, while a shut-off element is used to seal the internal space of the first and / or second row of pipe strings.
На фиг. 1 и 2 схематично и последовательно изображено предлагаемое устройство для герметизации устья наклонной скважины при проведении спуско-подъёмных операций двухрядной колонны труб. FIG. 1 and 2 schematically and sequentially depict the proposed device for sealing the mouth of an inclined well during tripping and lifting operations of a two-row pipe string.
На фиг. 3 изображён увеличенный вид А конструкции уплотнительного металлического кольца 6. FIG. 3 shows an enlarged view A of the structure of the
На фиг. 4 изображён увеличенный вид Б уплотнительного металлического кольца 9.FIG. 4 shows an enlarged view B of the
Устройство содержит превентор 1 (фиг. 1, 2) с четырьмя грузоподъемными проушинами 2'; 2"; и литым нижним фланцем 3 (фиг. 1, 2, 3), выполненным с присоединительным и герметизирующим размером, соответствующим минимальным размерам крепления на устье наклонной скважины 4 (фиг. 1, 2), например под углом 45°.The device contains a preventer 1 (Fig. 1, 2) with four lifting lugs 2 '; 2 "; and a cast bottom flange 3 (Figs. 1, 2, 3), made with a connecting and sealing size corresponding to the minimum dimensions of an attachment at the mouth of an inclined well 4 (Figs. 1, 2), for example, at an angle of 45 °.
Например, присоединительный размер нижнего фланца 3 превентора 1: D = 300 мм. For example, the connecting dimension of the
Устройство оснащено сменным кольцом 5 (фиг. 1, 3, 4). Сверху сменного кольца 5 установлен нижний фланец 3 превентора 1 с возможностью герметичного крепления с ним с помощью уплотнительного металлического кольца 6 (фиг. 1, 2, 3) и болтового соединения 7 (на фиг. 1 показано условно), например, с помощью 6-ти болтов.The device is equipped with a replaceable ring 5 (Fig. 1, 3, 4). On top of the
Присоединительный размер (D = 300 мм) нижнего фланца 3 соответствует межцентровому диаметру (D=300 мм) болтового соединения 7, выполненному сверху в сменном кольце 5.The connecting dimension (D = 300 mm) of the
Снизу сменное кольцо 5 установлено на опорный фланец 8 (фиг. 1, 2, 4) устьевой арматуры наклонной скважины 4 с возможностью герметичного крепления с помощью уплотнительного металлического кольца 9 (фиг. 1, 2, 4) с болтовым соединением 10 (на фиг. 1 и 2 показано условно), например, с помощью 12-ти болтов.Bottom
Присоединительный размер опорного фланца 8 (D1 = 445 мм) устьевой арматуры наклонной скважины 4 соответствует межцентровому диаметру (D1 = 445 мм) болтового соединения 10, выполненного снизу в сменном кольце 5.The connecting size of the support flange 8 (D 1 = 445 mm) of the wellhead of the
Устройство оснащено трубодержателем 11 (см. фиг. 2) первого ряда колонны труб 12 (см. фиг. 1 и 2).The device is equipped with a pipe holder 11 (see Fig. 2) of the first row of the pipe string 12 (see Fig. 1 and 2).
Нижний фланец 13 (фиг. 2) трубодержателя 11 снизу установлен на опорный фланец 8 устьевой арматуры наклонной скважины 4 с возможностью герметичного крепления с помощью уплотнительного металлического кольца 9 с болтовым соединением 10 (на фиг. 1 и 2 показано условно), например, с помощью 12-ти болтов (см. фиг. 1, 2). The lower flange 13 (Fig. 2) of the
Присоединительный размер нижнего фланца 13 трубодержателя 11 (D1 = 445 мм) соответствует межцентровому диаметру (D1 = 445 мм) болтового соединения 10, выполненного в опорном фланце 8 устьевой арматуры наклонной скважины 4.The connecting size of the
Сверху в трубодержателе 11 диаметрально выполнены резьбовые отверстия 14 (фиг. 2), например, в количестве 6-ти штук с присоединительными (D = 300 мм) с помощью болтов 15 в количестве 6-ти штук и герметизирующим (уплотнительным металлическим кольцом 6) размером, соответствующим присоединительному размер (D = 300 мм) нижнего фланца 3 превентора 1.On top of the
Устройство оснащено центратором 16' (см. фиг. 1), устанавливаемым внутрь устройства перед креплением превентора 1 на опорном фланце 8 устьевой арматуры наклонной скважины 4.The device is equipped with a centralizer 16 '(see Fig. 1), installed inside the device before attaching the preventer 1 to the
Также устройство оснащено центратором 16" (см. фиг. 2), устанавливаемым внутрь устройства перед креплением превентора 1 на трубодержателе 11 первого ряда колонны труб 12.Also, the device is equipped with a
Внутренние диаметры центраторов 16' и 16" определяют опытным путём в зависимости от диаметра первого ряда колонны труб 12 или второго ряда колонны труб 17, спускаемых в наклонную скважину 4. The inner diameters of the
Нижние и верхние торцы центраторов 16' и 16" оснащены фасками (на фиг. 1 и 2 показано условно). The lower and upper ends of the
Устройство работает следующим образом.The device works as follows.
Залежь СВН разрабатывают паронагнетательными горизонтальными скважинами с наклонным устьем под углом 45° с двухрядной колонной труб, причём опорные фланцы устьевых арматур таких скважин имеют различные типоразмеры, на которые необходимо крепить устройство.The SVN deposit is developed by steam injection horizontal wells with an inclined head at an angle of 45 ° with a double-row pipe string, and the supporting flanges of the wellhead fittings of such wells have various standard sizes on which the device must be attached.
Перед работой устройства подбирают внутренний диаметр центраторов 16' и 16" в зависимости от типоразмера первого 12 и второго 17 ряда колонны труб.Before the operation of the device, the inner diameter of the
Например, первый ряд колонны труб используют для закачки пара с температурой 220-250°, а второй ряд колонны труб 17 для отбора разогретой нефти с помощью насоса (на фиг. 1-4 не показано).For example, the first row of the pipe string is used to inject steam with a temperature of 220-250 °, and the second row of the
Примем наружный диаметр первого ряда 12 колонны труб равным 89 мм (по ГОСТ 633-80), а наружный диаметр второго ряда 17 колонны труб равным 60 мм.Let's take the outer diameter of the
Диаметр Dцi сменного центратора 16' или 16" должен быть больше диаметра муфты первого ряда 12 или второго ряда 17 колонны труб на величину ∆d = 10 мм (определено опытным путем по результатам испытаний на устье наклонной скважины 4), т.е. кольцевой зазор между муфтой колонны труб и внутренним диаметром центратора 16' или 16"равен:Diameter Dqi
Dцi= Dмi + 2·∆d (1)Dqi= Dmi + 2 ∆d (one)
где Dмi – наружный диаметр муфты колонны труб диаметром di, мм; where D mi - outer diameter of a pipe string coupling with a diameter d i , mm;
∆d– кольцевой зазор между осевым каналом устройства и муфтой первого ряда 12 или второго ряда 17 колонны труб, как указано выше примем ∆d = 10 мм. ∆d is the annular gap between the axial channel of the device and the coupling of the
Подберем внутренний диаметр центратора 16', так как первый ряд 12 колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) имеет диаметр d1= 89 мм, так по ГОСТ 633-80, а диаметр её муфты Dм1 = 108 мм, то подставляя в формулу 1 получим внутренний диаметр центратора 16':Let's select the inner diameter of the centralizer 16 ', since the first row of 12 tubing strings (tubing) has a diameter d 1 = 89 mm, so according to GOST 633-80, and the diameter of its coupling D m1 = 108 mm, then substituting into formula 1 we get the inner diameter of the centralizer 16 ':
Dц1= Dм1 + 2·∆dm1 = 108 мм + (2·10 м) = 128 мм.D c1 = D m1 + 2 ∆d m1 = 108 mm + (2 10 m) = 128 mm.
Подберем внутренний диаметр центратора 16", так как второй ряд 17 колонны НКТ имеет диаметр d2 = 60 мм, так по ГОСТ 633-80, а диаметр её муфты Dм1 = 73 мм, то подставляя в формулу 1 получим внутренний диаметр центратора 16":Let's select the inner diameter of the
Dц1= Dм1 + 2·∆dm1 = 73 мм + (2·10 мм) = 93 мм.D c1 = D m1 + 2 ∆d m1 = 73 mm + (2 10 mm) = 93 mm.
Опытным путём установлено, что длина фасок, выполненных на верхних и нижних торцах центраторов 16' и 16", должна быть в 2-3 раза больше, чем длина фасок на муфтах первого 12 и второго 17 ряда колонны труб. Например, на муфтах первого 12 и второго 17 ряда колонны труб фаски имеет размер 10×45°, тогда на верхних и нижних торцах центраторов 16' и 16" выполним фаски размерами = (10⋅3)×45° = 30×45°. It has been experimentally established that the length of the chamfers made on the upper and lower ends of the 16 'and 16 "centralizers should be 2-3 times longer than the length of the chamfers on the couplings of the first 12 and second 17 rows of the pipe string. For example, on the couplings of the first 12 and the second 17 row of the pipe string of the chamfer has a size of 10 × 45 °, then on the upper and lower ends of the
Таким образом, при выполнении вышеуказанного условия, фаски, выполненные на верхних и нижних торцах центраторов 16' и 16" (см. фиг. 1 и 2), обеспечивают беспрепятственное (без зацепов) перемещение первого 12 и второго 17 рядов колонны труб через осевой канал устройства во время проведения СПО. Thus, when the above condition is fulfilled, the chamfers made on the upper and lower ends of the
Подобранные внутренние диаметры центраторов и размеры их верхних и нижних фасок сокращают продолжительность проведения работ при проведении СПО с колоннами труб в наклонной скважине, так как, во-первых, обеспечивают центрирование колонны труб относительно осевого канала устройства, а во-вторых, исключают зацепы муфт первого 12 и второго 17 ряда колонны труб за устройство в процессе проведения СПО с ними. The selected inner diameters of the centralizers and the sizes of their upper and lower chamfers reduce the duration of work when carrying out trials with pipe strings in an inclined well, since, firstly, they ensure the centering of the pipe string relative to the axial channel of the device, and secondly, they exclude the clutches of the first couplings. 12 and the second 17 row of the pipe string for the device in the process of carrying out trials with them.
Устройство оснащено двумя стропами 18 (фиг. 1, 2) разной длины а и b для подъёма и установки превентора 1 на опорный фланец 8 устьевой арматуры наклонной скважины 4 и трубодержатель первого ряда колонны труб 12.The device is equipped with two slings 18 (Fig. 1, 2) of different lengths a and b for lifting and installing the preventer 1 on the
Разница между длиной строп а и b определяется в зависимости от расстояния – с между грузоподъёмными проушинами 2' и 2" превентора 1. Например, с = 350 мм = 0,35 м. Тогда при длине ветви a = 2 м строп 18, длина ветви b строп 18 будет равна: b = a + c = 2 м + 0,35 м = 2,35 м.The difference between the length of the lines a and b is determined depending on the distance - c between the
На внутренних поверхностях 19' и 19' (см. фиг. 3 и 4) уплотнительных металлических колец 6 и 9, соответственно, установлены высокотемпературные уплотнительные кольца 20' и 20" из фторкаучука FRM толщиной h = 5 мм. On the inner surfaces 19 'and 19' (see Fig. 3 and 4) of the
Кольца FPM обладают высокой устойчивостью к воздействию химически активных веществ. Фторкаучук (FPM), так же обладает хорошими физико-механическими свойствами, такими как упругость, износостойкость. FPM под воздействием химически активных веществ сохраняет свои свойства, он способен функционировать в условиях как положительных, так и отрицательных температур, а именно от -40°C до +300°C. Высокотемпературные уплотнительные кольца 20' и 20" из фторкаучука FRM выпускаются ООО «Высота», РФ, Самарская обл., г. Тольятти.FPM rings are highly resistant to chemicals. Fluoroelastomer (FPM) also has good physical and mechanical properties, such as elasticity, wear resistance. FPM retains its properties under the influence of chemically active substances, it is able to function in conditions of both positive and negative temperatures, namely from -40 ° C to + 300 ° C. High-
Высокотемпературные уплотнительные кольца 20' и 20", установленные на внутренних поверхностях, соответствующих уплотнительных металлических колец 6 и 9 обеспечивают дополнительную герметизацию устройства в процессе его работы в паронагнетательных скважинах СВН в условиях высоких температур от -40°C до +300°C.High-
Для крепления первого ряда колонны труб на устье наклонной скважины 4 (см. фиг. 2) в канале трубодержателя 11 выполнено резьбовое соединение 21 (фиг. 2).To fasten the first row of the pipe string at the mouth of the inclined well 4 (see Fig. 2), a threaded
Установить в превентор 1 (см. фиг. 1) трубные плашки 22' и 22" под наружный диаметр первого ряда 12 колонны труб, смонтировать устройство как показано на фигуре 1. Произвести спуск первого короткого, например, длиной 800 м, ряда колонны труб с максимальным наружным диаметром, например, колонны НКТ диаметром 89 мм в наклонной скважине 4 через осевой канал устройства. Install in the preventer 1 (see Fig. 1) pipe rams 22 'and 22 "under the outer diameter of the
После спуска первого ряда 12 колонны труб в наклонную скважину 4 закрепить верхний конец первого ряда 12 колонны труб в канале трубодержателя 11, например с помощью резьбового соединения 21. Смонтировать труборержатель 11 (см. фиг. 2) первого ряда12 колонны труб на опорном фланце 8 устьевой арматуры наклонной скважины 4 как показано на фигуре 2. Затем установить в превентор 1 трубные плашки 23' и 23" (см. фиг. 2) под наружный диаметр первого ряда 12 колонны труб, закрепить превентор 1 нижним фланцем 3 в резьбовые отверстия 14, выполненные на верхнем торце трубодержателя 11.After lowering the
Произвести спуск второго длинного ряда 17, например, длиной 1200 м, колонны труб с минимальным наружным диаметром, например, колонны НКТ диаметром 60 мм в наклонную скважину 4 через осевой канал устройства.Run the second
Демонтировать превентор 1 с трубодержателя. Произвести обвязку устьевого оборудования и запустить скважину в эксплуатацию. Подъём первого и второго рядов колонн труб произвести в обратной последовательности как описано выше.Dismantle the preventer 1 from the pipe hanger. Trim the wellhead equipment and put the well into operation. Raise the first and second rows of pipe strings in the reverse order as described above.
В процессе последовательного проведения СПО с первым рядом 12 и вторым рядом 17 колонн труб может возникнуть НГВП из наклонной скважины 4 на устье. Для ликвидации НГВП необходимо загерметизировать пространство между превентором и колонной труб 12 или 17 и трубными плашками 22' и 22'' (см. фиг. 1) и 23' и 23" (см. фиг. 2) устройства, а также принять необходимые технологические меры по ликвидации выбросовых явлений, т.е. перекрыть внутреннее пространство первого 12 ряда и второго 17 ряда колонны труб.In the process of sequential tripping with the
Для герметизации устья скважины, со спущенным первым 12 или вторым 17 рядом колонны труб вращают штурвалы ручных приводов (на фиг. 1 и 2 показано условно) соответствующих трубных плашек 22' и 22'' или 23' и 23", соответственно по часовой стрелке на 10–12 оборотов. В результате трубные плашки 22' и 22'' или 23' и 23" радиально перемещаются внутрь и обхватывают первый 12 или второй 17 ряд колонны труб по всей его окружности. Возникающее под трубными плашками 22' и 22'' или 23' и 23" давление скважинной среды герметично дожимает трубные плашки 22' и 22'' 23' и 23" к наружной поверхности первого 12 или второго 17 ряда колонны труб, т.е. герметизируют пространство между устройством и первым 12 или вторым 17 рядом колонны труб. To seal the wellhead, with the first 12 or second 17 row of the pipe string lowered, the handwheels of the manual drives (in Figs. 1 and 2 are shown conditionally) of the corresponding pipe rams 22 'and 22 "or 23' and 23", respectively, clockwise on 10-12 turns. As a result, the pipe rams 22 'and 22 "or 23' and 23" move radially inward and wrap around the first 12 or second 17 row of the pipe string around its entire circumference. The wellbore fluid pressure arising under the pipe rams 22 'and 22' 'or 23' and 23 "tightly compresses the pipe rams 22 'and 22" 23' and 23 "to the outer surface of the first 12 or second 17 row of the pipe string, i.e. the space between the device and the first 12 or second 17 row of the pipe string is sealed.
Для перекрытия внутреннего пространства первого 12 или второго 17 ряда колонны труб на устье наклонной скважины 4 на верхний конец первого 12 или второго 17 ряда колонны труб наворачивают запорный орган, например шаровой кран (на фиг. 1-4 не показано) любой известной конструкции (например, марки КШ 70х21) и поворотом рукоятки шарового крана, например, на угол 90° в направлении по часовой стрелке перекрывают его внутреннее проходное сечение. В результате герметизируют внутреннее пространство первого 12 или второго 17 ряда колонны труб и ликвидируют НГВП. To overlap the internal space of the first 12 or second 17 row of the pipe string at the mouth of the
После ликвидации НГВП т.е. после сброса давления в скважине открывают устройство, т.е. разгерметизируют пространство между устройством и первым 12 или вторым 17 рядом колонны труб и восстанавливают внутреннее пространство первого 12 и второго 17 ряда колонны труб. After the liquidation of the NGVP, i.e. after the pressure in the well is released, the device is opened, i.e. depressurize the space between the device and the first 12 or second 17 row of the pipe string and restore the internal space of the first 12 and second 17 rows of the pipe string.
Сначала открывают осевой канал устройства. Для этого вращением штурвалов ручных приводов в направлении против часовой стрелки на 10–12 оборотов отводят трубные плашки 22' и 22'' ли 23' и 23'' до полного открытия осевого канала устройства т.е. возвращают трубные плашки в положение, показанное на фиг.1 и 2.First, the axial channel of the device is opened. To do this, rotate the handwheels of the manual drives in the counterclockwise direction by 10–12 revolutions to remove the pipe rams 22 'and 22' 'or 23' and 23 '' until the axial channel of the device is completely opened, i.e. return the pipe rams to the position shown in FIGS. 1 and 2.
Далее поворотом рукоятки шарового крана в направлении против часовой стрелки на угол 90° открывают шаровой кран и убедившись в отсутствии выброса НГВП по первому 12 или второму 17 ряду колонны труб отворачивают шаровой кран с верхнего конца первого 12 или второго 17 ряда колонны труб и восстанавливают внутреннее пространство первого 12 или второго 17 ряда колонны труб.Next, by turning the handle of the ball valve in the counterclockwise direction by an angle of 90 °, open the ball valve and, after making sure that there is no release of NGVP along the first 12 or second 17 row of the pipe string, unscrew the ball valve from the upper end of the first 12 or second 17 row of the pipe string and restore the internal space the first 12 or second 17 row of the pipe string.
Повышается надёжность работы устройства, высокотемпературные уплотнительные кольца, установленные на внутренних поверхностях металлических уплотнительных колец исключают потерю герметичности превентора в месте крепления превентора на устьевой арматуре наклонной скважины через металлические уплотнительные кольца в условиях высоких температур от –40 до +300°С. The reliability of the device is increased, the high-temperature sealing rings installed on the inner surfaces of the metal sealing rings eliminate the loss of the preventer tightness in the place where the preventer is attached to the wellhead assembly of an inclined well through metal sealing rings at high temperatures from –40 to + 300 ° С.
Устройство имеет возможность регулировки угла наклона превентора при установке его на опорный фланец устьевой арматуры в зависимости от угла наклона наклонной скважины, так как грузоподъёмные проушины закреплены в превенторе со смещением по высоте относительно друг от друга с возможностью установки превентора на устье наклонной скважины строго под определённым углом, например 45°. The device has the ability to adjust the angle of inclination of the preventer when it is installed on the support flange of the wellhead depending on the angle of inclination of the inclined well, since the lifting lugs are fixed in the preventer with an offset in height relative to each other with the possibility of installing the preventer at the wellhead of the inclined well strictly at a certain angle , for example 45 °.
Подобранные внутренние диаметры центраторов и их верхние и нижние фаски сокращают продолжительность проведения работ при проведении СПО с колоннами труб в наклонной скважине, так как обеспечивают центрирование колонны труб относительно осевого канала устройства и исключают зацепы за устройство в процессе проведения СПО первого 12 и второго 17 ряда колонны труб.The selected inner diameters of the centralizers and their upper and lower chamfers reduce the duration of work when carrying out trials with pipe strings in an inclined well, since they provide centering of the pipe string relative to the axial channel of the device and exclude hooks on the device during the trials of the first 12 and second 17 rows of the string pipes.
Расширяются технологические возможности работы устройства при проведении СПО с колоннами труб в наклонной скважине, так как устройство позволяет проводить последовательный спуск в одну скважину двух колонн труб с любым типоразмером опорного фланца устьевой арматуры. The technological capabilities of the device are expanded when conducting trips with pipe strings in an inclined well, since the device allows sequential lowering of two pipe strings into one well with any standard size of the wellhead support flange.
Устройство для герметизации устья наклонной скважины при проведении спуско-подъёмных операций двухрядной колонны труб позволяет:A device for sealing the mouth of an inclined well during tripping and lifting operations of a two-row pipe string allows:
- повысить надёжность работы устройства; - to improve the reliability of the device;
- регулировать угол наклона превентора при установке его на опорный фланец устьевой арматуры наклонной скважины; - adjust the angle of inclination of the preventer when installing it on the support flange of the wellhead assembly in an inclined well;
- сократить продолжительность проведения работ при проведении СПО с колонной труб в наклонной скважине; - to reduce the duration of work when carrying out trials with a pipe string in an inclined well;
- расширить технологические возможности работы устройства при проведении последовательного СПО с двумя колоннами труб в наклонной скважине. - to expand the technological capabilities of the device when carrying out a sequential trip with two pipe strings in an inclined well.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020137066A RU2747903C1 (en) | 2020-11-11 | 2020-11-11 | Device for sealing the mouth of inclined well during round-trip operations of double-row pipe string |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020137066A RU2747903C1 (en) | 2020-11-11 | 2020-11-11 | Device for sealing the mouth of inclined well during round-trip operations of double-row pipe string |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2747903C1 true RU2747903C1 (en) | 2021-05-17 |
Family
ID=75919965
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020137066A RU2747903C1 (en) | 2020-11-11 | 2020-11-11 | Device for sealing the mouth of inclined well during round-trip operations of double-row pipe string |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2747903C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2102579C1 (en) * | 1996-06-28 | 1998-01-20 | Закрытое акционерное общество Научно-производственное предприятие "Сиббурмаш" | Blowout preventer |
WO2015018388A2 (en) * | 2013-08-02 | 2015-02-12 | Netzsch Pumpen & Systeme Gmbh | Clamping device and method for fixing a drive shaft in a stationary manner |
CN205805531U (en) * | 2016-07-15 | 2016-12-14 | 中国石油天然气集团公司 | Operating Pressure annulus logging wellhead assembly |
RU2719884C1 (en) * | 2019-11-25 | 2020-04-23 | Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина | Preventer for wells with inclined mouth |
RU2724695C1 (en) * | 2020-01-22 | 2020-06-25 | Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина | Preventer with replaceable ring and method of its installation on support flange of wellhead fittings |
-
2020
- 2020-11-11 RU RU2020137066A patent/RU2747903C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2102579C1 (en) * | 1996-06-28 | 1998-01-20 | Закрытое акционерное общество Научно-производственное предприятие "Сиббурмаш" | Blowout preventer |
WO2015018388A2 (en) * | 2013-08-02 | 2015-02-12 | Netzsch Pumpen & Systeme Gmbh | Clamping device and method for fixing a drive shaft in a stationary manner |
CN205805531U (en) * | 2016-07-15 | 2016-12-14 | 中国石油天然气集团公司 | Operating Pressure annulus logging wellhead assembly |
RU2719884C1 (en) * | 2019-11-25 | 2020-04-23 | Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина | Preventer for wells with inclined mouth |
RU2724695C1 (en) * | 2020-01-22 | 2020-06-25 | Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина | Preventer with replaceable ring and method of its installation on support flange of wellhead fittings |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4131287A (en) | Annular seal | |
US7111688B2 (en) | Clamping well casings | |
US5325925A (en) | Sealing method and apparatus for wellheads | |
US3155401A (en) | Well head assembly | |
US3948545A (en) | Mechanically operated breech block | |
US5161828A (en) | Break-away flowline fitting | |
AU645496B2 (en) | Casing head connector | |
US5524710A (en) | Hanger assembly | |
US5236230A (en) | Coupling assembly | |
US4138147A (en) | Coupling device | |
US5590913A (en) | Pipeline connector for connecting a branch pipe to a carrier pipe | |
BR122013000179B1 (en) | SHUTTER ADJUSTMENT ASSEMBLY AND METHOD OF ADJUSTING A RADIAL ADJUSTMENT SHUTTER ELEMENT | |
BR112013006446B1 (en) | UNITS TO CONNECT SUBMARINE RISER TO ANCHORAGE IN THE SEA BED AND THE SOURCE OF FLUID CARBONES AND THE SUBMARINE FLOATING DEVICE AND THE SURFACE STRUCTURE | |
US5114158A (en) | Packing assembly for oilfield equipment and method | |
US8499838B2 (en) | Subsea locking connector | |
BR122013000180B1 (en) | well apparatus | |
BR102012006605A2 (en) | underwater wellhead assembly and method for sealing a casing hanger on a wellhead | |
US6662868B1 (en) | Clamping well casings | |
BR112012021152B1 (en) | DEVICE FOR FIXING A FIRST AND A SECOND TUBULAR COATINGS OF A WELL AXIALLY ALIGNED AND THAT EXTEND IN OPPOSITE DIRECTIONS AND METHOD OF FIXING THE SAME | |
RU2747903C1 (en) | Device for sealing the mouth of inclined well during round-trip operations of double-row pipe string | |
NL8300568A (en) | Submarine wellhead system. | |
US10138698B2 (en) | External locking mechanism for seal energizing ring | |
US20150345243A1 (en) | Fluid Line Exit Block With Dual Metal-to-Metal Sealing | |
RU2730162C1 (en) | Preventer for wells with two-row string | |
RU2719884C1 (en) | Preventer for wells with inclined mouth |