Оборудование для эксплуатации фонтанирующих скважин Советский патент 1992 года по МПК E21B34/06 

С клапаном-отсекзтелем 3, трубкой 4 системы 5 управления и узлом 8 фиксации. Между клапаном-отсекателем 3 и пакером 2 на КПТ размещено скважинное оборудование. На КПТ под узлом 8 фиксации установлен дополнительный управляемый пакер, выполненный в виде полого корпуса (ПК) с отверстиями в его нижней части и каналом, сообщенным с трубкой системы уТ1равления в его верхн|й части, подпружиненного снизу подвижного поршня (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 взаимодействия с ПП 13, Осевое усилие полностью сжатой пружины 10 ПП 13 больще суммы осевого усилия полно стью сжатых эластичных манжет 6 и осевого усилия, действующего на ПП 13 гидростатического столба жидкости в систему управления, и.меньше осевого усилия на ПП 13.созданного давлением в системе 5 управления в момент ее работы. В аварийных ситуациях из трубки 4 системы 5 управления давление мгновенно стравливается. Это приводит к закрытию запорного элемента клапана-отсекателя 3 при одновременном перекрытии кольцевого пространства эластичными манжетами 6. 3 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и м.б. исполь*- зовано в нефтяных и газовых скважинах, эксплуатируемых фонтанным способом. Целью изобретения является повышение надежности работы оборудования при одновременном повышении безопасности его эксплуатации в условиях добычи продукта, содержащего агрессивные компоненты. Оборудование содержит колонну подъемных труб (КПТ) с пакером 2 на нижнем конце. В верхней части КПТ установлен ниппель 7ОбсаЗния колоннаCxSajKUHHoe oSopydoSOHue(ЛсоМо со

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, и может при-. Меняться в нефтяных и газовых скважинах, эксплуатируемых фонтанным способом.

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

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

В этих скважиннах обсадная колонна находится под воздействием пластового давления ив случае разгерметизации фонтанной арматуры возможны различные аварийные ситуации.

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

При эксплуатации скважин этим оборудованием обсадная колонна также находится под воздействием давления пласта.

Наиболее близким к предлагаемомуизобретению является оборудование для эксплуатации фонтанных скважин, содержащее установленный на колонне подъемных труб клапан-отсекатель, связанный трубкой управления с размещенной на поверхности земли системой управления, пакер, установленный в нижней части эксплуатационной колонны скаажины. а также скважинное оборудование, находящееся на колонне подъемных труб между клапаном-отсекателем и пакером.

Это оборудование фонтанных скважин ломимо изоляции обсадных труб от воздействия пластового давления (благодаря пакеру) обеспечивает герметичное закрытие прохода колонны подъемных труб в аварийных и пожароопасных ситуациях (благодаря наличию клапана-йтсекателя и наземной системы управления), проведение различных технологических и профилактических работ (благодаря наличию различных скважинных узлов, установленных на колонне подъемных труб между клапаном-отсекателем и пакером) и имеет существенные недостатки, заключающиеся

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 остается 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 изобретения - повышение надежности оборудования при одновременном

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

Для достижения этой цели в известном оборудовании для 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 управления с узлом фикг сации и скважинное оборудование, размещенное на колонне подъемных труб между клапаном-отсекателем и пакером, которое снабжено дополнительным управляемым пакером, размещенным под узлом фиксации и выполненным в виде полого корпуса с отверстиями в нижней его части и каналом, сообщенным с трубкой системы управления в верхней его части, подпружиненного внизу подвижного поршня, закрепленного срезным элементом в нижней части корпуса и делящего его полость на верхнюю и нижнюю камеры,.и набора эластичных манжет, размещенных в верхней камере корпуса и установленных с возможностью взаимодействия с подвижным поршнем, причем осевое усилие полностью сжатой пружины поршня больше суммы осевого усилия полностью сжатых эластичных манжет и осевого усилия, действующего на поршень гидростатического столба жидкости в системе управления и меньше осевого усилия на поршень, созданного давлением в системе управления в момент ее работы.

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

Оборудование для 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 назначения для проведений технологических и профилактических работ.

Далее от устья на глубине до 2,000 м на

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

управления с размещенной на поверхности

земли системой 5 управления.

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

Набор эластичных манжет б размещен ниже ниппеля 7 клапана-отсекателя 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, которая удерживает толкатель 18. Ниппель 7 служит для установки в нем клапана-отсекателя 3,

Узел 8 фиксации служит для предотвращения проскальзывания скважинного оборудования наверх в аварийных ситуациях, когда клапан-отсекатель 3 закрылся, эластичные манжеты 6 сжимаются до предела (рис.2) под действием освобожденных тарельчатых пружин 10 и под действием давления РЗ в затрубном пространстве скважины и действующее снизу на поршень 13.

Причем величина этого давления при разгерметизации какого-нибудь из узлов

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

На фиг.З имеются следующие обозна0 чения:

Ру - величина давления в трубке 4 управления, оно же под поршнем 13;

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

5 сжатия пружины плюс ход, необходимый для среза винтов 14, которое происходит под действием давления Ру;

РЗ - величина давления, накопленного в затрубной зоне скважины (в аварийных ситуациях равна статическому давлению скважины);

. Xi - ход, необходимый для освобождения набора эластичных манжет 6(ход телескопического соединения) при извлечении

5 скважинного оборудования на поверхность,i

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

После спуска оборудования а.скважину. обвязки устья, посадки и опрессовки пакера, освоения и рводс в эксплуатацию скважин, в ниппеле 7 устанавливается управляемый клапан-отсекатель 3 и при помощи системы 5 управления в трубке 4

5 управления создается давление, равное Ру, достаточное для среза винтов 14 и поддержки тарельчатых пружин 10 в сжатом состоянии. Это же давление поддерживает управляемый клапан-отсекатель 3 в открытом состоянии (фиг.З) и скважина переводится на автоматический режим эксплуатации. В аварийных и пожароопасных ситуациях из трубки 4 управления давление мгн1звенно стравливается в емкости системы 5 управления, что приводит к закрытию запорного элемента клапана-отсекателя 3 и сжатию под действием усилия освобожденных тарельчатых пружин 10 и давления Рз, накопленного в затрубной зоне скважины и действующего под поршень 13,

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

После устранения неполадок (утечек) наземного оборудования (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 управления. Это приводит к открытию запорного элемента клапана-отсекателя 3 и сжатию тарельчатых пружин 10 (освобождению набора эластичных манжет 6).

В случае необходимости извлечения подземного оборудования на поверхность (после глушения скважины), например при выходе из строя одного из скважинных узлов, находящихся ниже набора эластичных манжет или разгерметизации скважинной части трубки управления 4. необ5 Ьдимо при помощи тросовой техники спустить инструмент до упора бурта а втулки 15 телескопического соединения 9 и произвести удары вниз. При этом винты 16 срезаются, втулка 15 перемещается вниз до упора в бурт б открывается отверстие в.

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

Создание оборудования по предлагаемому изобретению обеспечит повышенную безопасность эксплуатации фонтанных скважин, особенно тех, в продукции которых содержатся 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 местностях, связанных с эксплуатацией фонтанирующих скважин, даст народному хозяйству большой экономический

эффект.

Формула изо бретени я Оборудование для 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 управления 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 я тем, что. с целью повышения надежности работы оборудоваиия, при одновременном повышении безопасности его эксплуатации в условиях

добычи продукта, содержащего агрессивные компоненты, оно снабжено дополнительным управляемым пакером, размещенным под узлом фиксации и вцполненным в виде полого корпуса с отверстиями в нижней его части и каналом, сооб щенным с трубкой системы.управления в верхней его части, подпружиненного снизу подвижного поршня, закрепленного срезным элементом в нижней части корпуса и делящего его полость на верхнюю и нижнюю камеры, и набора эластичных манжет, размещенных в верхней камере корпуса иустановленных с возможностью взаимодействия с подвижным поршнем,

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

„М- /

iJ SXU6U S±

Фи.гЛ.

Т

Фаг.г