УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕССОВКИ ФОНТАННОЙ "ЁЛКИ" Российский патент 2004 года по МПК E21B33/03 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей отрасли промышленности и предназначено для обеспечения возможности опрессовки фонтанной “елки” устьевого оборудования эксплуатационной скважины без ее глушения.

Известно устройство для опрессовки устьевого оборудования совместно с приустьевой частью обсадной колонны (изобретение по патенту РФ №2152506), устьевой пакер состоит из корпуса, узла уплотнения и хвостовика.

Однако при использовании устьевого пакера необходима обязательная остановка скважины и ее глушение.

Основной задачей изобретения является обеспечение возможности опрессовки “елки” устьевого оборудования эксплуатационной скважины без ее глушения.

Решение поставленной задачи достигается путем установки пакера в канале головки насосно-компрессорной трубы без глушения скважины с применением устройства для опрессовки, включающее корпус и пакер, которое снабжено поддоном, размещенного и закрепленного в корпусе втулкой с направляющей шпонкой, трубой с узлом герметизации, при этом корпус выполнен с фланцем для установки на фланец буферной задвижки и гайкой, имеющей квадратный выступ для ее вращения штурвалом, внутри корпуса с гайкой размещен с возможностью осевого перемещения при вращении гайки винт со штоком, имеющий шпоночный паз, охватывающий направляющую шпонку втулки, пакер имеет винт с прямоугольным выступом и подсоединен к винту со штоком, внутри винта со штоком расположена штанга с прямоугольной выборкой, охватывающей прямоугольный выступ винта пакера для передачи крутящего момента при вращении штанги, труба с узлом герметизации размещена со стороны фланца корпуса и служит для направления и герметизации винта со штоком, причем в корпусе выполнены сквозные сверления с резьбовыми отверстиями для заполнения надпакерной полости фонтанной “елки” опрессовочной жидкостью и передачи в нее опрессовочного давления, а поддон охватывает корпус и размещен ниже упомянутых отверстий корпуса для приема опрессовочной жидкости и передачи ее через упомянутые отверстия корпуса в каналы задвижек фонтанной “елки”, при этом гайка корпуса, винт пакера и штанга оснащены упорными подшипниками.

Кроме этого, устройство снабжено указателем положения пакера и гайкой, закрепленной на торце винта со штоком, при этом указатель положения пакера выполнен с возможностью установки на торец упомянутой гайки.

При диагностировании технического состояния фонтанных “елок” скважин, подверженных коррозионному воздействию добываемой продукции, заключительным этапом является испытание давлением (опрессовка) устьевого оборудования скважин.

Предлагаемое техническое решение позволяет осуществлять этот процесс без глушения эксплуатационных скважин и демонтажа фонтанной “елки” на газовых, газоконденсатных и нефтяных месторождениях, а также скважин на подземных хранилищах газа.

На фиг.1-5 приведены конструкция устройства, в т.ч. на фиг.1 - общий вид; на фиг.2 - корпус с гайкой; на фиг.3 - винт со штоком; на фиг.4 - пакер; на фиг.5 - указатель положения пакера.

Устройство состоит из следующих основных узлов: корпуса с гайкой, винта со штоком, поддона и штурвала.

Корпус с гайкой 1 и хомут 2 обеспечивают возможность монтажа устройства грузоподъемным устройством фланцем для установки на фланец буферной задвижки. Корпус с гайкой 1 размещает внутри себя винт со штоком 4. Гайка 5 оснащена упорными подшипниками 6 и имеет квадратный выступ для вращения ее штурвалом 7 устройства. В корпусе 1 выполнены сквозные сверления с резьбовыми отверстиями для заполнения надпакерной полости фонтанной “елки” опрессовочной жидкостью и передачи в нее опрессовочного давления. Труба 8 с узлом герметизации 9 размещена со стороны фланца корпуса 3 и служит для направления и герметизации винта со штоком 4 и штока 10.

Винт 11 и шток 10, свинченные между собой и застопоренные винтом 12, обеспечивают при вращении гайки 5 штурвалом 7 устройства осевое перемещение подсоединенного к ним гайкой 13 пакера 14 по каналам стволовых задвижек фонтанной “елки” за счет того, что винт 11 снабжен шпоночным пазом, охватывающим направляющую шпонку 15, закрепленную во втулке 16, размещенной и закрепленной в корпусе 1.

Пакер 14 обеспечивает герметизацию проходного канала головки (подвески) насосно-компрессорной трубы, размещенной в адаптере трубной головки. Герметизация канала головки (подвески) осуществляется перекрытием зазора, образованного штоком 17 пакера 14 и внутренней поверхностью канала головки, телом резинового уплотнителя 18, размещенного между гайкой 19 и шайбой 20.

Пакер 14 имеет винт 21 с прямоугольным выступом и подсоединен к винту со штоком 4, внутри винта со штоком 4 расположена штанга 25 с прямоугольной выборкой, охватывающей прямоугольный выступ винта пакера для передачи крутящего момента при вращении штанги 25. Винт 21 пакера и штанга 25 оснащены упорными подшипниками 23 и 36 соответственно. Корпус 22 пакера 14 снабжен присоединительной резьбой для подсоединения к винту со штоком 4 посредством гайки 13 со стопорными винтами 24.

Кроме этого, в комплект устройства входят поддон 26 и указатель положения пакера (см. фиг.5).

Поддон 26 охватывает корпус 1, размещен ниже сквозных сверлений с резьбовыми отверстиями корпуса и обеспечивает прием опрессовочной жидкости и передачу ее через упомянутые отверстия корпуса в каналы задвижек фонтанной “елки”.

Указатель положения пакера (см. фиг.5) обеспечивает возможность контроля положения пакера 14 при его осевом перемещении по каналам стволовых задвижек и устанавливается на торец гайки 27, закрепленной на торце винта со штоком 4 отверстием планки 28. При этом планки 29 указывают положение буртов пакера 14, а планка 30 - положение торца гайки 19 пакера 14.

Порядок работы

Закрыть задвижки, коренную стволовую и струнную со стороны шлейфа. Разрядить фонтанную елку до нуля на факельную линию (амбар). Убедиться в отсутствии пропусков флюида через шибер коренной задвижки. Закрыть крайнюю струнную задвижку факельной линии.

При опрессовке фонтанной елки давлением, превышающим рабочее паспортное давление задвижек, крайние струнные задвижки должны быть открыты и заглушены глухими фланцами.

Смонтировать рабочую площадку с лестницей на устье скважины. При этом площадка должна располагаться на уровне верхнего фланца буферной задвижки.

Демонтировать с буферной задвижки фланец с быстроразъемным соединением и грузоподъемным механизмом, смонтировать на ее фланец устройство.

Перед монтажом устройства на фланец буферной задвижки убедиться в том, что вылет пакера от фланца корпуса 3 меньше расстояния от верхнего фланца буферной задвижки до шибера коренной задвижки.

При монтаже устройства его ось должна совпадать с осью фонтанной елки.

Произвести затяжку фланцевого соединения корпуса 3 устройства и буферной задвижки.

Присоединить к игольчатому клапану 31 манометр 32.

Открыть коренную задвижку до полного совпадения отверстия в шибере с проходным каналом задвижки и по показанию манометра 32 убедиться в наличии давления скважинного флюида во внутренних полостях фонтанной елки и устройства. При этом пропусков флюида через прокладку фланцевого соединения корпуса и буферной задвижки и уплотнения устройства не должно быть. При проявлении пропусков принять меры по их устранению. Коренная задвижка при этом должна быть закрыта, а давление во внутренних полостях фонтанной елки отсутствовать.

Вращая штурвал устройства против часовой стрелки, ввести пакер 14 на место пакеровки. При этом перемещение пакера 14 по стволу фонтанной елки контролировать указателем положения пакера (см. фиг.5), устанавливая его отверстием планки 28 на торец гайки 27.

Во время вращения штурвала необходимо постоянно контролировать прилагаемое усилие к рукояткам штурвала 7. При возрастании усилия (стопорение пакера 14 в проходном канале задвижек) подачу пакера 14 в ствол фонтанной елки следует немедленно прекратить и возвратить его на 5...10 мм назад (1...2 оборота штурвала по часовой стрелке).

Дальнейшая работа устройства возможна только после устранения причин стопорения.

Вращая штангу 25 за ее шестигранник по часовой стрелке, сжать резиновый уплотнитель 18 пакера до ощутимого сопротивления вращению, считая число выполненных оборотов. Краном игольчатого клапана 31 стравить давление во внутренней полости фонтанной елки до нуля. Закрыть кран игольчатого клапана 31 и убедиться в отсутствии нарастания давления по манометру 32. При появлении давления продолжить сжатие резинового уплотнителя 18 пакера 14.

Проконтролировать отсутствие давления по манометру 32 устройства в течение 10...15 минут.

Вывинтить из буртов корпуса 3 устройства конические пробки 33 и 34.

Заполнить опрессовочной жидкостью внутреннюю надпакерную полость фонтанной елки до полного удаления воздуха.

Ввернуть конические пробки 33 и 34 в резьбовые отверстия корпуса 1 устройства.

Подсоединить опрессовочную станцию к муфте быстроразъемной 35 устройства.

Нагрузить надпакерную полость фонтанной елки давлением и по времени согласно утвержденному плану работ по опрессовке фонтанной елки конкретной скважины.

По окончании опрессовки фонтанной елки гидростатическим давлением краном игольчатого клапана 31 сбросить давление в фонтанной елке до нуля. Закрыть кран игольчатого клапана 31.

Открыть крайнюю струнную задвижку факельной линии.

Вращая штангу 25 против часовой стрелки, разгерметизировать место пакеровки и выдавить скважинным давлением опрессовочную жидкость из надпакерной полости через струнные задвижки факельной линии. Закрыть крайнюю струнную задвижку факельной линии.

Число оборотов штанги 25 при разгерметизации места пакеровки должно совпадать с числом оборотов при герметизации.

Давление на манометре 32 устройства должно вырасти до скважинного при закрытой крайней струнной задвижки факельной линии и не падать при открытии крана игольчатого клапана 31. Это укажет на то, что разгерметизация произошла полностью. Закрыть кран игольчатого клапана 31.

Выдержать пакер 14 в разгерметизированном положении 10...15 минут, чтобы резиновый уплотнитель 18 восстановил исходные размеры после деформации при герметизации.

Вращением штурвала 7 вывести пакер 14 за шибер коренной задвижки, обращая внимание на постоянство усилия, прилагаемого к рукояткам штурвала 7, и не допуская перемещения пакера 14 при возрастании усилия.

Закрыть коренную задвижку и, сбросив давление через кран игольчатого клапана 31, убедиться в отсутствии перетоков скважинного флюида через шибер коренной задвижки.

Раскрепить фланцевое соединение 3 корпуса 1 устройства с буферной задвижкой, демонтировать устройство с фонтанной елки и установить на фланец буферной задвижки фланец с быстроразъемным соединением и скрепить его.

Открыть коренную задвижку. Убедиться в герметичности фланцевого соединения буферной задвижки с фланцем быстроразъемного соединения и открыть струнную задвижку со стороны шлейфа.

Демонтировать рабочую площадку с лестницей.

В случае обнаружения пропусков опрессовочного давления при опрессовке фонтанной елки гидростатическим давлением необходимо сбросить давление в надпакерной полости до нуля краном игольчатого клапана 31 и закрыть кран. Дальнейшая работа на устье скважины должна производиться по специально разработанному и утвержденному в установленном порядке плану.

Устройство для опрессовки фонтанной "елки" испытано и внедрено на Оренбургском газоконденсатном месторождении.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей отрасли промышленности и предназначено для обеспечения возможности опрессовки фонтанной "елки" устьевого оборудования эксплуатационной скважины без ее глушения. Устанавливают пакер в канале головки насосно-компрессорной трубы без глушения скважины с применением устройства для опрессовки. Устройство включает корпус и пакер и снабжено поддоном, размещенное и закрепленное в корпусе втулкой с направляющей шпонкой, трубой с узлом герметизации. Корпус выполнен с фланцем для установки на фланец буферной задвижки и гайкой, имеющей квадратный выступ для ее вращения штурвалом. Внутри корпуса с гайкой размещен с возможностью осевого перемещения при вращении гайки винт со штоком, имеющий шпоночный паз, охватывающий направляющую шпонку втулки. Пакер имеет винт с прямоугольным выступом и подсоединен к винту со штоком. Внутри винта со штоком расположена штанга с прямоугольной выборкой, охватывающей прямоугольный выступ винта пакера для передачи крутящего момента при вращении штанги. Труба с узлом герметизации размещена со стороны фланца корпуса и служит для направления и герметизации винта со штоком. В корпусе выполнены сквозные сверления с резьбовыми отверстиями для заполнения надпакерной полости фонтанной "елки" опрессовочной жидкостью и передачи в нее опрессовочного давления. Поддон охватывает корпус и размещен ниже упомянутых отверстий корпуса для приема опрессовочной жидкости и передачи ее через упомянутые отверстия корпуса в каналы задвижек фонтанной “елки”. Гайка корпуса, винт пакера и штанга оснащены упорными подшипниками. Устройство снабжено указателем положения пакера и гайкой, закрепленной на торце винта со штоком, при этом указатель положения пакера выполнен с возможностью установки на торец упомянутой гайки. Использование изобретения обеспечивает проведение опрессовки фонтанной “елки” эксплуатационных скважин газовых и нефтяных месторождений без их глушения. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство для опрессовки, включающее корпус и пакер, которое для обеспечения возможности опрессовки фонтанной "елки" устьевого оборудования скважины снабжено поддоном, размещенной и закрепленной в корпусе втулкой с направляющей шпонкой, трубой с узлом герметизации, при этом корпус выполнен с фланцем для установки на фланец буферной задвижки, и гайкой, имеющей квадратный выступ для ее вращения штурвалом, внутри корпуса с гайкой размещен с возможностью осевого перемещения при вращении гайки винт со штоком, имеющий шпоночный паз, охватывающий направляющую шпонку втулки, пакер имеет винт с прямоугольным выступом и присоединен к винту со штоком, внутри винта со штоком расположена штанга с прямоугольной выборкой, охватывающей прямоугольный выступ винта пакера для передачи крутящего момента при вращении штанги, труба с узлом герметизации размещена со стороны фланца корпуса и служит для направления и герметизации винта со штоком, причем в корпусе выполнены сквозные сверления с резьбовыми отверстиями для заполнения надпакерной полости фонтанной “елки” опрессовочной жидкостью и передачи в нее опрессовочного давления, а поддон охватывает корпус и размещен ниже упомянутых отверстий корпуса для приема опрессовочной жидкости и передачи ее через упомянутые отверстия корпуса в каналы задвижек фонтанной “елки”.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что гайка корпуса, винт пакера и штанга оснащены упорными подшипниками.3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что оно снабжено указателем положения пакера и гайкой, закрепленной на торце винта со штоком, при этом указатель положения пакера выполнен с возможностью установки на торец упомянутой гайки.