Устройство устьевого оборудования скважин

 

Изобретение относится к области горного дела, в частности к нефтегазодобывающей промышленности, к устройствам устьевого оборудования скважин. Устройство содержит колонную головку, крестовину колонной головки и трубную головку. Ось центрального канала трубной головки смещена относительно центральной оси крестовины колонной головки на определенную расчетную величину в сторону от кабельного ввода высокого давления. В стенке крестовины колонной головки выполнен регулируемый обратный клапан гидравлической связи затрубья с каналом рабочей струны. Корпус обратного клапана запрессован в гнездо. Гнездо выполнено в стенке крестовины колонной головки и пересекает канал гидравлической связи. Кабельный ввод высокого давления выполнен в виде втулки с буртиком внутри на одном конце и внутренней резьбой на другом конце под нажимную гайку с хвостовиком для уплотнения разрезными манжетами отдельных жил электрокабеля. На наружной поверхности втулки выполнены кольцевые канавки, в которых расположены упругие уплотнительные кольца. В трубной головке выполнено гнездо для установки уплотняемой втулки и фиксации ее разрезным пружинным опорным кольцом. Изобретение позволяет упростить конструкцию устройства, уменьшить элементную базу, улучшить эксплуатационные параметры и характеристики, упростить монтаж и демонтаж, устранить возможности замерзания клапана и уменьшить металлоемкость обвязки. 1 ил.

Изобретение относится к области горного дела, в частности к нефтегазодобывающей промышленности, к устройствам оборудования скважин.

Известны устройства устьевого оборудования скважин, содержащие кондуктор, колонную головку, крестовину колонной головки, трубную головку и елку с задвижками на струнах [2].

Недостатком известных устройств являются ограниченные функциональные возможности.

Известно устройство устьевого оборудования скважин, содержащее колонную головку, крестовину колонной головки, трубную головку, ось центрального канала которой смещена относительно центральной оси крестовины колонной головки на определенную расчетную величину в сторону от кабельного ввода высокого давления [1].

Недостатком известного устройства устьевого оборудования скважин являются ненадежность в процессе эксплуатации и увеличенная элементная база конструкции.

Техническая задача состоит в том, чтобы уменьшить элементную базу и расширить функциональные возможности устьевого оборудования скважин, устранить возможность замерзания клапана, расположенного отдельно на струне, упростить монтаж и демонтаж кабельного ввода высокого давления, уменьшить металлоемкость обвязки и увеличить надежность в процессе эксплуатации устройства на скважине.

Решение технической задачи достигается тем, что устройство устьевого оборудования скважин снабжено регулируемым обратным клапаном в канале гидравлической связи затрубья с каналом рабочей струны, выполненным в стенке крестовины колонной головки, корпус обратного клапана запрессован в гнездо, выполненное в стенке крестовины колонной головки и пересекающее канал гидравлической связи, кабельный ввод высокого давления выполнен в виде втулки с буртиком внутри на одном конце и внутренней резьбой на другом конце под нажимную гайку с хвостиком для уплотнения разрезными манжетами отдельных жил электрокабеля, на наружной поверхности втулки выполнены кольцевые канавки, в которых расположены упругие уплотнительные кольца, а в трубной головке выполнено гнездо для установки уплотнительной втулки и фиксации ее разрезным пружинным стопорным кольцом.

На чертеже изображено устройство устьевого оборудования скважин, общий вид.

На чертеже условно совмещены плоскости, в которых находятся сечения по втулке кабельного ввода и по корпусу обратного клапана.

Величина смещения осей трубной головки и крестовины колонной головки обозначена Δ.

Устройство устьевого оборудования скважин содержит колонную головку 1, крестовину 2 колонной головки, трубную головку 3, задвижку 4, электрокабель 5, гайку с хвостиком 6, разрезные уплотнительные манжеты 7, шайбы 8, втулку 9, упругие уплотнительные кольца 10, канал 11 гидравлической связи затрубья с рабочей струной, корпус обратного клапана 12, регулируемую крышку 13, уплотнения вкладыша 14, пружину на штоке вкладыша 15, клапан 16, входное отверстие канала 17.

Монтаж элементов устьевого оборудования скважин выполняют следующим образом.

На колонную головку 1 устанавливается крестовина 2 колонной головки с корпусом обратного клапана 12, связанного гидравлической связью с каналом 11. Клапан 12 закрыт регулировочной крышкой 13 и содержит уплотнение вкладыша 14, пружину 15, шток 16 клапана, связанный с входным отверстием канала 17.

Быстроразъемным соединением колонная головка 1 соединяется с крестовиной 2 колонной головки.

Перед соединением электрокабеля 5 к электроцентробежному насосу его припускают через гнездо кабельного ввода высокого давления в трубной головке 3 и перед спуском электроцентробежного насоса выполняют контрольные операции.

На последнюю трубу НКТ (насосно-компрессорная труба) навинчивают трубную головку 3 вместе с электрокабелем.

Перед посадкой трубной головки 3 с колонной НКТ в крестовину колонной головки электрокабель, проходящий через гнездо трубной головки, на расчетном размере допуска выполняет операцию заполнения герметизации кабеля во втулке 9.

Во втулку 9 устанавливают разрезные манжеты с косыми разрезами 7 и шайбы 8 вокруг каждой жилы кабеля и герметизируют гайкой с хвостиком 6.

Трубную головку 3 с колонной НКТ, с электроцентробежным насосом с электрокабелем разгружают на посадочный конус и втулку 9 с упругими уплотнительными кольцами 10 вставляют в гнездо кабельного ввода трубной головки и фиксируют стопорным пружинным разрезным кольцом.

Быстроразъемным соединением трубную головку 3 с колонной НКТ и загерметизированным электрокабелем соединяют с крестовиной колонной головки.

В процессе эксплуатации клапан 16 регулируют посредством регулировочной крышки 13, сжимая или разжимая пружину 15.

Демонтаж выполняют в обратной последовательности.

Перед подъемом трубной головки 3 с колонной НКТ демонтируют стопорное пружинное разрезное кольцо, втулку 9 с упругими уплотнительными кольцами 10 за хвостик гайки 6.

Разбирают кабельный ввод и кабель сматывают на барабан.

Новые технические решения обеспечивают новизну, существенное отличие устройства устьевого оборудования скважин и позволяют использовать устройство как типовое для различных скважин с различными способами добычи, т.е. использовать как фонтанную арматуру для фонтанирующих скважин, как арматуру для скважин, оборудованных штанговыми насосами со станком-качалкой, или для мехдобычи при помощи электроцентробежных насосов.

Без предложенных новых технических решений устройства устьевого оборудования скважин скважина будет простаивать из-за неудовлетворительного выполнения эксплуатационных требований.

В настоящее время на нефтегазовых месторождениях замазученное от подтеков нефти скважинное оборудование операторы добычи вынуждены отпаривать и при этом непроизводительно расходовать рабочее время.

Службы охраны окружающей среды и пожарной безопасности постоянно выписывают акты и предписания на штрафы цехам добычи.

Это происходит на всех месторождениях.

Основной причиной данной проблемы является конструкторская недоработка и, как следствие, ненадежность скважного оборудования, поставляемого как отечественными предприятиями, так и из-за рубежа.

Новые технические решения предприятия не предлагают.

В предлагаемом устройстве устьевого оборудования скважин по сравнению с аналогом контроль герметизации кабельных жил производится в стационарных условиях, что позволяет обеспечить надежную герметичность кабельного ввода высокого давления на скважине.

Встроенный перепускной регулируемый клапан в стенку крестовины колонной головки упрощает конструкцию устьевого оборудования и исключает выполнение технологической струны с запорными устройствами и клапаном.

Встроенный клапан в стенку крестовины колонной головки постоянно находится под воздействием плюсового температурного режима откачиваемой жидкости.

Пример исполнения устройства устьевого оборудования скважин характеризуется следующими параметрами: канал гидравлической связи в стенке крестовины колонной головки не менее 15 мин; длина клапана ≈ 65 мм; теплопередача от оси рабочей струны до клапана происходит приблизительно по стенке толщиной 35 мм на расстоянии 60 мм; гнездо под втулку для кабельного ввода составляет приблизительно 45 мм; рабочее давление кабельного ввода 35,0 МПа. Усилие монтажа и демонтажа кабельного ввода около 5 кгс.

По сравнению с аналогом предложенное устройство оборудования скважин найдет широкое применение на месторождениях благодаря низкой себестоимости, надежности, взаимозаменяемости для различных типов скважин, небольшому весу и удобству сборки.

Все элементы предложенного устройства конкурентоспособны и могут найти рынок сбыта за рубежом.

Использование устройства устьевого оборудования скважин на действующих скважинах и вновь вводимых в эксплуатацию позволит получить положительный технико-экономический эффект.

Цена предлагаемого устройства устьевого оборудования скважин на половину меньше широко известных устройств исполнения предприятиями г. Баку, г. Кымпинов Румыния, фирма "Кубота" в Японии, фирмы Е.М.С. в США, Воронежского мехзавода, Челябинского завода "Станкомаш" и Югокамского машиностроительного завода им. ЛЕПСИ.

Эскизный проект предложенного устройства устьевого оборудования скважин был рассмотрен специалистами ОАО "Сургутнефтегаз".

Согласно протокола N 115 от 19.08.1996 г. принято решение о целесообразности опытно-конструкторских работ по разработке малогабаритной фонтанной арматуры.

Источники информации 1. Асфандияров Х.А. и др. Нефтегазопроявления и открытые фонтаны при эксплуатации скважин.- М.: Недра, 1986, с.84-85 2. SU 1776290 A3, 15.11.1992.

Формула изобретения

Устройство устьевого оборудования скважин, содержащее колонную головку, крестовину колонной головки, трубную головку, ось центрального канала которой смещена относительно центральной оси крестовины колонной головки на определенную расчетную величину в сторону от кабельного ввода высокого давления, отличающееся тем, что оно снабжено регулируемым обратным клапаном гидравлической связи затрубья с каналом рабочей струны, выполненным в стенке крестовины колонной головки, корпус обратного клапана запрессован в гнездо, выполненное в стенке крестовины колонной головки, пересекающее канал гидравлической связи, кабельный ввод высокого давления выполнен в виде втулки с буртиком внутри на одном конце и внутренней резьбой на другом конце под нажимную гайку с хвостовиком для уплотнения разрезными манжетами отдельных жил электрокабеля, на наружной поверхности втулки выполнены кольцевые канавки, в которых расположены упругие уплотнительные кольца, а в трубной голове выполнено гнездо для установки уплотняемой втулки и фиксации ее разрезным пружинным опорным кольцом.

РИСУНКИ

Рисунок 1