SU1710703A1 - Оборудование дл эксплуатации фонтанирующих скважин - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к нефтегазодобывающей промышленности и м.б. исполь*- зовано в нефт ных и газовых скважинах, эксплуатируемых фонтанным способом. Целью изобретени   вл етс  повышение надежности работы оборудовани  при одновременном повышении безопасности его эксплуатации в услови х добычи продукта, содержащего агрессивные компоненты. Оборудование содержит колонну подъемных труб (КПТ) с пакером 2 на нижнем конце. В верхней части КПТ установлен ниппель 7ОбсаЗни  колоннаCxSajKUHHoe oSopydoSOHue(ЛсоМо со

Description

С клапаном-отсекзтелем 3, трубкой 4 системы 5 управлени  и узлом 8 фиксации. Между клапаном-отсекателем 3 и пакером 2 на КПТ размещено скважинное оборудование . На КПТ под узлом 8 фиксации установлен дополнительный управл емый пакер, выполненный в виде полого корпуса (ПК) с отверсти ми в его нижней части и каналом, сообщенным с трубкой системы уТ1равлени  в его верхн|й части, подпружиненного снизу подвижного поршн  (ПП) 13 и набора эластичных манжет 6. Размещен ПП 13 в нижней части ПК и делит его полость на верхнюю и нижнюю камеры. Набор эластичных манжет размещен в верхней камере ПК и установлен с возможностью взаимодействи  с ПП 13, Осевое усилие полностью сжатой пружины 10 ПП 13 больще суммы осевого усили  полно стью сжатых эластичных манжет 6 и осевого усили , действующего на ПП 13 гидростатического столба жидкости в систему управлени , и.меньше осевого усили  на ПП 13.созданного давлением в системе 5 управлени  в момент ее работы . В аварийных ситуаци х из трубки 4 системы 5 управлени  давление мгновенно стравливаетс . Это приводит к закрытию запорного элемента клапана-отсекател  3 при одновременном перекрытии кольцевого пространства эластичными манжетами 6. 3 ил.

Изобретение относитс  к нефтегазодобывающей промышленности, и может при-. Мен тьс  в нефт ных и газовых скважинах, эксплуатируемых фонтанным способом.

Известно оборудование дл  эксплуатации фонтанирующих скважин, содержащее фонтанную арматуру, колонну подъемных труб, обсадную колонну.

Безопасность эксплуатации скважин такими комплексами обеспечиваетс  только за счет фонтанной арматуры.

В этих скважиннах обсадна  колонна находитс  под воздействием пластового давлени  ив случае разгерметизации фонтанной арматуры возможны различные аварийные ситуации.

Известно также оборудование дл  экс;плуатации фонтанирующих скважин, содержащее фонтанную арматуру, установленный на колонне подъемных труб промежуточный пакер, перепускной клапан, обсадную колонну.

При эксплуатации скважин этим оборудованием обсадна  колонна также находитс  под воздействием давлени  пласта.

Наиболее близким к предлагаемомуизобретению  вл етс  оборудование дл  эксплуатации фонтанных скважин, содержащее установленный на колонне подъемных труб клапан-отсекатель, св занный трубкой управлени  с размещенной на поверхности земли системой управлени , пакер , установленный в нижней части эксплуатационной колонны скаажины. а также скважинное оборудование, наход щеес  на колонне подъемных труб между клапаном-отсекателем и пакером.

Это оборудование фонтанных скважин ломимо изол ции обсадных труб от воздействи  пластового давлени  (благодар  пакеру) обеспечивает герметичное закрытие прохода колонны подъемных труб в аварийных и пожароопасных ситуаци х (благодар  наличию клапана-йтсекател  и наземной системы управлени ), проведение различных технологических и профилактических работ (благодар  наличию различных скважинных узлов, установленных на колонне подъемных труб между клапаном-отсекателем и пакером) и имеет существенные недостатки, заключающиес 

ВТОМ, что в случае разгерметизации трубной головки затрубного выкида фонтанной арматуры или в случае уноса фонтанной арматуры в целом клапан-отсекатель, установленный на колонне подъемных труб, закрывает только проход последней, а проход эксплуатационной колонны остаетс  открытым и в случае разгемертиззции пакера , колонны подъемных труб или одного из скважинных узлов, размещенных между

клапаном-отсекателем и пакером, скважина может фонтанировать через затрубную зону.

Цель изобретени  - повышение надежности оборудовани  при одновременном

повышении безопасности его эксплуатации в услови х добычи продукта, содержащего агрессивные компоненты..

Дл  достижени  этой цели в известном оборудовании дл  эксплуатации фонтанных

скважин, включающим, колонну подъемных труб с пакером на нижнем конце, установлйнный в верхней части колонны подъемных.

труб ниппель с клапаном-отсекателем, трубкой системы управлени  с узлом фикг сации и скважинное оборудование, размещенное на колонне подъемных труб между клапаном-отсекателем и пакером, которое снабжено дополнительным управл емым пакером, размещенным под узлом фиксации и выполненным в виде полого корпуса с отверсти ми в нижней его части и каналом, сообщенным с трубкой системы управлени  в верхней его части, подпружиненного внизу подвижного поршн , закрепленного срезным элементом в нижней части корпуса и дел щего его полость на верхнюю и нижнюю камеры,.и набора эластичных манжет, размещенных в верхней камере корпуса и установленных с возможностью взаимодействи  с подвижным поршнем, причем осевое усилие полностью сжатой пружины поршн  больше суммы осевого усили  полностью сжатых эластичных манжет и осевого усили , действующего на поршень гидростатического столба жидкости в системе управлени  и меньше осевого усили  на поршень, созданного давлением в системе управлени  в момент ее работы.

На фиг,1 приведено изобретение в положении эксплуатации скважины; на фиг.2- то же, в аварийных ситуаци х или в момент принудительной остановки эксплуатации скважины; на фиг.З - набор эластичных манжет, а также их взаимодействие с ниппелем дл  клапана-отсекател , трубкой и затрубной зоной скважин и системой управлени .

Оборудование дл  эксплуатации фонтанных скважин состоит из колонны подъемных труб 1, на нижнем конце которых установлен пакер 2. Над пакером на колонне подъемных труб размещено скважинное оборудование различного назначени  дл  проведений технологических и профилактических работ.

Далее от усть  на глубине до 2,000 м на

колонне подъемных труб установлен кла . пан-отсекатель 3, св занный через трубку 4

управлени  с размещенной на поверхности

земли системой 5 управлени .

Под клапаном-отсекателем 3 на колонне подъемных труб установлен набор эластичных манжет 6.

Набор эластичных манжет б размещен ниже ниппел  7 клапана-отсекател  3, узла 8 фиксации, соединенного с телескопическим соединением 9, а выше тарельчатых пружин 10, корпус которых соединен снизу непосредственно со стволом 11, а сверху с уплотнительной гайкой 17, котора  удерживает толкатель 18. Ниппель 7 служит дл  установки в нем клапана-отсекател  3,

Узел 8 фиксации служит дл  предотвращени  проскальзывани  скважинного оборудовани  наверх в аварийных ситуаци х, когда клапан-отсекатель 3 закрылс , эластичные манжеты 6 сжимаютс  до предела (рис.2) под действием освобожденных тарельчатых пружин 10 и под действием давлени  РЗ в затрубном пространстве скважины и действующее снизу на поршень 13.

Причем величина этого давлени  при разгерметизации какого-нибудь из узлов

5 скважинного оборудовани , размещенного между ниппелем 7 клапана-отсекател  3 и пакером 2, равна давлению скважины на уровне клапана-отсекател .

На фиг.З имеютс  следующие обозна0 чени :

Ру - величина давлени  в трубке 4 управлени , оно же под поршнем 13;

X - ход поршн  13, он же рабочий ход пружины 10ч равный ходу предварительного

5 сжати  пружины плюс ход, необходимый дл  среза винтов 14, которое происходит под действием давлени  Ру;

РЗ - величина давлени , накопленного в затрубной зоне скважины (в аварийных ситуаци х равна статическому давлению скважины );

. Xi - ход, необходимый дл  освобождени  набора эластичных манжет 6(ход телескопического соединени ) при извлечении

5 скважинного оборудовани  на поверхность ,i

Оборудование дл  фонтанных скважин (фиг.З) работает следующим образом.

После спуска оборудовани  а. скважину. обв зки усть , посадки и опрессовки пакера, освоени  и рводс в эксплуатацию скважин, в ниппеле 7 устанавливаетс  управл емый клапан-отсекатель 3 и при помощи системы 5 управлени  в трубке 4

5 управлени  создаетс  давление, равное Ру, достаточное дл  среза винтов 14 и поддержки тарельчатых пружин 10 в сжатом состо нии. Это же давление поддерживает управл емый клапан-отсекатель 3 в открытом состо нии (фиг.З) и скважина переводитс  на автоматический режим эксплуатации . В аварийных и пожароопасных ситуаци х из трубки 4 управлени  давление мгн1звенно стравливаетс  в емкости системы 5 управлени , что приводит к закрытию запорного элемента клапана-отсекател  3 и сжатию под действием усили  освобожденных тарельчатых пружин 10 и давлени  Рз, накопленного в затрубной зоне скважины и действующего под поршень 13,

Причем усилие {8-10 т) предварительного сжати  тарельчатых пружин 10 достаточно дл  окончательного сжати  набора эластичных манжет. Тем самым проход колонны подъемных труб 1 герметично закрываетс  клапаном-отсекателем 3, д проход обсадной колонны герметично закрываетс  набором эластичных манжет 6 (фиг.2).

После устранени  неполадок (утечек) наземного оборудовани  (фонтанной арматуры , трубной головки, утечек в затрубном еыкиде фонтанной арматуры и др.) повторного ввода в эксплуатацию скважин достаточно создать и поддерживать давление равное Ру в трубке 4 управлени . Это приводит к открытию запорного элемента клапана-отсекател  3 и сжатию тарельчатых пружин 10 (освобождению набора эластичных манжет 6).

В случае необходимости извлечени  подземного оборудовани  на поверхность (после глушени  скважины), например при выходе из стро  одного из скважинных узлов , наход щихс  ниже набора эластичных манжет или разгерметизации скважинной части трубки управлени  4. необ5 Ьдимо при помощи тросовой техники спустить инструмент до упора бурта а втулки 15 телескопического соединени  9 и произвести удары вниз. При этом винты 16 срезаютс , втулка 15 перемещаетс  вниз до упора в бурт б открываетс  отверстие в.

Потом производитс  подъем колонны подъемных труб 1 и благодар  вытеснению жидкости из гидрокамеры г ствол 11 остаетс  неподвижным, а остальные детали, расположенные выше последнего, совершают ход наверх, равный по величине X, достаточный дл  освобождени  набора эластичных манжет 6. Дальнейший подъем колонны подъемных труб 1 приводит к тому, что корпус 12, получа  упор на головку ствола 11, поднимает ниже расположенное скважинное оборудование.

Создание оборудовани  по предлагаемому изобретению обеспечит повышенную безопасность эксплуатации фонтанных скважин, особенно тех, в продукции которых содержатс  агрессивные компоненты H2S и СО2, скважины месторождений Западного Казахстана (Тенгиз, Жанажол), Астрахани , Карачаганака, а также скважины

континентального шельфа и будет способствовать решению экологических вопросов в этих местност х, св занных с эксплуатацией фонтанирующих скважин, даст народному хоз йству большой экономический

эффект.

Claims (1)

1. Формула изо бретени   Оборудование дл  Эксплуатации фонтанирующих скважин, включающее колонну подъемных труб с пакером на нижнем конце , установленный в верхней части колонны подъемных труб ниппель с клапаном-отсекателем , трубкой системы управлени  и узлом фиксации и скважинное оборудование, размещенное на колонне подъемных труб

   между клапаном-отсекателем и пакером, о т л и ч а ю щ е е с   тем, что. с целью повышени  надежности работы оборудоваии , при одновременном повышении безопасности его эксплуатации в услови х

   добычи продукта, содержащего агрессивные компоненты, оно снабжено дополнительным управл емым пакером, размещенным под узлом фиксации и вцполненным в виде полого корпуса с отверсти ми в нижней его части и каналом, сооб щенным с трубкой системы.управлени  в верхней его части, подпружиненного снизу подвижного поршн , закрепленного срезным элементом в нижней части корпуса и дел щего его полость на верхнюю и нижнюю камеры, и набора эластичных манжет , размещенных в верхней камере корпуса иустановленных с возможностью взаимодействи  с подвижным поршнем,

   причем осевое усилие полностью сжатой пружины поршн  больше суммы осевого усили  полностью Сжатых эластичных манжет и осевого усили , действующего на поршень гидростатического столба жидкости в системе управлени , и меньше осевого усили  на поршень, созданного давлением в системе управлени  в момент ее работы.

   „М- /

   iJ SXU6U S±

   Фи.гЛ.

   Т

   Фаг.г