Устьевое универсальное оборудование для скважин "сибирь"

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к нефтегазодобывающей промышленности, и может быть использовано для обвязки эксплуатационных колонн, насосно-компрессорных труб и труб коллекторов на нефтегазодобывающих скважинах. Устьевое универсальное оборудование для скважин снабжено установленным между корпусом колонной головки и переводником двусторонним пакером с центральным кольцом. Соединения трубной головки с переводником, запорными устройствами, трубами обвязки и колонной насосно-компрессорных труб выполнены в виде быстроразъемных закладных замков, фиксируемых втулкой. Уплотнительные кольца в торцевых канавках соединений размещены с наружным разрезным пружинным кольцом, взаимодействующим с быстроразъемным замком. Гидравлическая связь с межтрубным пространством между колонной насосно-компрессорных труб и эксплуатационной колонной труб представлена в виде радиальных отверстий и наружного кольцевого канала, выполненных в центральном кольце двустороннего пакера и в переводнике, радиального отверстия, выполненного в колонной головке, и выкидного патрубка, установленного в упомянутой колонной головке. Предложенное новое устьевое универсальное оборудование для скважин многофункционально, надежно в эксплуатациию. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для обвязки эксплуатационных колонн, насосно-компрессорных труб и труб коллекторов на нефтедобывающих скважинах.

Известны устройства устьевого оборудования для обвязки скважин.

Известные устройства имеют сложную, ненадежную, металлоемкую, дорогостоящую конструкцию.

Известно устьевое оборудование для обвязки скважин, содержащее колонную головку, переводник, трубную головку, запорные устройства, соединения трубной головки с переводником, с запорными устройствами, с трубами обвязки и с колонной насосно-компрессорных труб, гидравлическую связь с межтрубным пространством между колонной насосно-компрессорных труб и эксплуатационной колонной труб и уплотнительные кольца в торцевых канавках соединений (1).

Недостатками известного устройства являются сложность конструкции, большая металлоемкость, эксплуатационная ненадежность.

Техническая задача состоит в снижении элементной базы конструкции устьевого оборудования, в повышении эксплуатационной надежности, конкурентоспособности, в снижении металлоемкости оборудования, в повышении требований промышленной экологии и пожаробезопасности в процессе эксплуатации, в облегчении монтажных и демонтажных работ.

Решение технической задачи достигается тем, что в устьевом универсальном оборудовании для скважин между корпусом колонной головки и переводником установлен двухсторонний пакер с центральным кольцом, соединения трубной головки с переводником, с запорными устройствами, с трубами обвязки и с колонной насосно-компрессорных труб выполнены в виде быстроразъемных закладных замков, фиксируемых втулкой, при этом уплотнительные кольца в торцевых канавках соединений размещены с наружным разрезным пружинным кольцом, взаимодействующим с быстроразъемным замком.

Гидравлическая связь с межтрубным пространством между колонной насосно-компрессорных труб и эксплуатационной колонной труб представлена в виде радиальных отверстий и наружного кольцевого канала, выполненных в переводнике, радиальных отверстий и наружного кольцевого канала, выполненных в центральном кольце двустороннего пакера, радиального отверстия, выполненного в колонной головке, и выкидного патрубка с запорным устройством, установленного в упомянутой колонной головке.

Отдельные технические решения в комплексе обеспечивают новизну и существенное отличие предлагаемого устьевого универсального оборудования для скважин и позволяют использовать его как типовое для различных скважин с различными способами добычи, т. е. использовать как фонтанную арматуру для фонтанирующих скважин, как арматуру для скважин, обустроенных штанговыми насосами с использованием станков-качалок или для мехдобычи при помощи электроцентробежных насосов.

Без того или иного технического решения, предложенного в данном материале устьевого универсального оборудования для скважин, скважина будет простаивать из-за неудовлетворительного выполнения эксплуатационных требований существующих конструкций устьевого оборудования.

Комплексное решение технической задачи характеризует расширение функциональных возможностей как единой цели в устьевом универсальном оборудовании для скважин.

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

Новых технических решений предприятия не предлагают.

На фиг. 1. изображено устьевое универсальное оборудование для скважин - общий вид.

На фиг. 2. изображен быстроразъемный закладной замок соединения трубной головки с колонной насосно-компрессорных труб.

Устьевое универсальное оборудование для скважин содержит: колонну насосно-компрессорных труб 1, быстроразъемный закладной замок 2, втулку 3, переводник 4, корпус колонной головки 5, трубную головку 6, тормозное устройство 7, выкидной патрубок 8, центральное кольцо двустороннего пакера 9,
уплотнительное кольцо 10,
втулку 11,
быстроразъемный закладной замок 12,
быстроразъемный закладной замок 13,
уплотнительное кольцо 14,
втулку 15,
запорное устройство 16,
маховик 17,
выкидной патрубок 18,
канавку под закладной замок 19,
крышку клапана 20,
клапан 21,
отверстие 22,
защитный диск 23,
фланец колонной головки 24,
выкидной патрубок 25,
уплотнительное кольцо 26,
разрезное пружинное кольцо 27.

Монтаж элементов устьевого универсального оборудования для скважин выполняют следующим образом.

Корпус колонной головки 5 устанавливают на кондуктор.

На фланец колонной головки 24 устанавливают противовыбросовое оборудование.

Переводник 4 с эксплуатационной колонной устанавливают в корпусе колонной головки 5.

Тормозное устройство 7 исключает проворачивание эксплуатационной колонны с переводником 4 при демонтаже допускного патрубка.

После окончания бурения скважины и демонтажа противовыбросового оборудования между корпусом колонной головки и переводником 4 устанавливается двусторонний пакер с центральным кольцом 9.

Контроль герметичности двустороннего пакера выполняют через выкидной патрубок 8, наружный кольцевой канал и радиальные отверстия, выполненные в центральном кольце двустороннего пакера 9.

При этом для исключения гидравлической связи с межтрубным пространством между эксплуатационной колонной труб и колонной насосно-компрессорных труб в переводнике 4 устанавливают технологическое уплотнение в виде кольца.

После проверки герметичности двустороннего пакера и демонтажа технологического уплотнения обеспечивается гидравлическая связь межтрубного пространства между эксплуатационной колонной труб и колонной насосно-компрессорных труб, выкидного патрубка 8 через радиальные отверстия и наружные кольцевые каналы, выполненные в переводнике 4 и в центральном кольце двустороннего пакера 9.

Тормозное устройство 7 обеспечивает фиксацию переводника 4 с эксплуатационной колонной и исключает проворачивание при демонтаже допускного патрубка.

Колонна насосно-компрессорных труб 1 быстроразъемным закладным замком 2 через уплотнительное кольцо 26 с наружным разрезным пружинным кольцом 27 соединяется с трубной головкой 6 и быстроразъемный закладной замок фиксируется втулкой 3.

Трубная головка 6 соединяется с переводником 4 через уплотнительное кольцо 10 с наружным разрезным пружинным кольцом, быстроразъемным закладным замком 12 и фиксируется втулкой 11.

Запорное устройство 16 соединяется с трубной головкой 6 через уплотнительное кольцо 14 с наружным разрезным пружинным кольцом, быстроразъемным замком 13 и фиксируется втулкой 15, при этом маховик 17 используется для управления запорным устройством.

Выкидной патрубок 18 жестко закреплен в трубной головке 6 и имеет канавку 19 под быстроразъемный закладной замок для соединения с запорным устройством.

Клапан 21 через отверстие 22 обеспечивает сброс давления из-за трубного пространства в канал выкидного патрубка 18.

Защитный диск 23 предохраняет торец фланца колонной головки 24 от механических повреждений.

Выкидной патрубок 25 используют для установки манометрической сборки или проведения технологических операций.

Устьевое универсальное оборудование для скважин работает следующим образом.

Рабочая среда откачивается по насосно-компрессорным трубам 1 и через канал выкидного патрубка 18 и запорное устройство поступает в коллектор.

Избыточное давление в затрубном пространстве через отверстие 22 попадает под клапан 21 и при превышении расчетного усилия клапан открывается и сбрасывает избыточное давление в патрубок 18 рабочего коллектора, при этом клапан регулируется крышкой 20.

Клапан установлен близко к рабочему каналу и, следовательно, обогревается рабочей средой в зимнее время.

В процессе проведения ремонтных работ через устройство выкидного патрубка 8 выполняют глушение скважины или другие технологические операции.

При проведении ремонтных работ противовыбросовое оборудование устанавливают на фланец колонной головки 24.

В сравнении с аналогом (1) предложенное устьевое универсальное оборудование для скважин имеет следующие преимущества за счет новых технических решений.

1. Конструкция устьевого универсального оборудования для скважин обеспечивает высокую надежность герметизации соединений, исключает утечки нефти и газа через уплотнительные элементы, повышает требование промышленной экологии и пожаробезопасности.

2. Новые технические решения, использованные в устьевом универсальном оборудовании для скважин, обеспечивают снижение непроизводственного времени на обслуживание и ремонт скважин при одновременном облегчении монтажных и демонтажных работ.

3. Устьевое универсальное оборудование для скважин более долговечно, т. к. элементная база конструкции проста и технологична.

4. Габаритно-массовые характеристики устьевого универсального оборудования для скважин меньше применяемых в настоящее время устройств как в Российской Федерации, так и за рубежом, их использование на нефтегазовых скважинах не требует эстакад для обслуживания.

5. Устьевое универсальное оборудование для скважин многофункционально и по своим технико-экономическим характеристикам превосходит все существующие устройства, эксплуатируемые как в Российской Федерации, так и за рубежом.

Эскизный проект устьевого универсального оборудования для скважин был рассмотрен специалистами ОАО "Сургутнефтегаз" и согласован с СУРГУТСКИМ ВОЕНИЗИРОВАННЫМ отрядом по ликвидации возможных нефтегазопроявлений и открытых фонтанов. (См. протокол N 115 от 15.08.1996 г. ).

Опытную партию устьевого универсального оборудования для скважин с использованием новых технологических решений планируется выпустить на предприятии ОАО "СТАНКОМАШ" г. Челябинск для проведения промысловых испытаний.

Источник информации
1. АБДУЛЛАЕВ Ю. Г. и др. Монтаж, эксплуатация и ремонт оборудования фонтанных и нагнетательнах скважин. Справочник рабочего. Москва, Недра, 1989, с. 56-60.

Формула изобретения

1. Устьевое универсальное оборудование для скважин, содержащее колонную головку, переводник, трубную головку, запорные устройства, соединения трубной головки с переводником, запорными устройствами, трубами обвязки и колонной насосно-компрессорных труб, гидравлическую связь с межтрубным пространством между колонной насосно-компрессорных труб и эксплуатационной колонной труб и уплотнительные кольца в торцевых канавках соединений, отличающееся тем, что между корпусом колонной головки и переводником установлен двусторонний пакер с центральным кольцом, соединения трубной головки с переводником, запорными устройствами, трубами обвязки и колонной насосно-компрессорных труб выполнены в виде быстроразъемных закладных замков, фиксируемых втулкой, при этом уплотнительные кольца в торцевых канавках соединений размещены с наружным разрезным пружинным кольцом, взаимодействующим с быстроразъемным замком.

2. Устьевое универсальное оборудование для скважин по п. 1, отличающееся тем, что гидравлическая связь с межтрубным пространством между колонной насосно-компрессорных труб и эксплуатационной колонной труб представлена в виде радиальных отверстий и наружного кольцевого канала, выполненных в переводнике, радиальных отверстий и наружного кольцевого канала, выполненных в центральном кольце двустороннего пакера, радиального отверстия, выполненного в колонной головке и выкидного патрубка с запорным устройством, установленного в упомянутой колонной головке.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2