Устройство для эксплуатации скважины
Владельцы патента RU 2520981:
Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина (RU)
Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при эксплуатации скважины. Устройство включает обсадную колонну, дополнительную эксплуатационную колонну и колонну насосно-компрессорных труб. Используют дополнительную эксплуатационную колонну, не доходящую до устья скважины. Колонну насосно-компрессорных труб выше дополнительной эксплуатационной колонны и вблизи от верха дополнительной эксплуатационной колонны снабжают неподвижно закрепленной наружной муфтой. В качестве муфты используют муфту с наружным диаметром больше внутреннего диаметра дополнительной эксплуатационной колонны и не больше наружного диаметра стандартного колонного шаблона для обсадной колонны и с соотношением наружного диаметра к высоте муфты в пределах от 0,70 до 0,83. Упрощается процесс ликвидации аварий, сокращается время ремонта. 2 ил., 2 табл.
Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при эксплуатации скважины.
Известен способ подготовки и проведения подземного ремонта скважины, в котором описана конструкция скважины, включающая обсадную колонну, дополнительную эксплуатационную колонну и колонну насосно-компрессорных труб (Патент РФ №2188301, опублик. 27.08.2002).
Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является способ разработки залежи высоковязкой нефти и битумов и устройство для теплового вытеснения продукции из горизонтальных скважин (Патент РФ №2445452, опублик. 20.03.2012 - прототип). Устройство включает обсадную колонну, дополнительную эксплуатационную колонну, колонну насосно-компрессорных труб, пакеры, клапаны.
Общим недостатком известных технических решений является невозможность извлечения оборвавшихся насосно-компрессорных труб из дополнительной эксплуатационной колонны.
В предложенном изобретении решается задача обеспечения извлечения из скважины оборвавшихся насосно-компрессорных труб.
Задача решается тем, что в устройстве для эксплуатации скважины, включающем обсадную колонну, дополнительную эксплуатационную колонну и колонну насосно-компрессорных труб, согласно изобретению, используют дополнительную эксплуатационную колонну, не доходящую до устья скважины, колонну насосно-компрессорных труб выше дополнительной эксплуатационной колонны и вблизи от верха дополнительной эксплуатационной колонны снабжают неподвижно закрепленной наружной муфтой, в качестве муфты используют муфту с наружным диаметром больше внутреннего диаметра дополнительной эксплуатационной колонны и не больше наружного диаметра стандартного колонного шаблона для обсадной колонны и с соотношением наружного диаметра к высоте муфты в пределах от 0,70 до 0,83.
Сущность изобретения
В настоящее время фонд скважин стареет, все чаще нарушается целостность (герметичность) эксплуатационных колонн скважин. Для ликвидации нарушений в скважину спускают дополнительную эксплуатационную колонну малого диаметра, перекрывающую нарушения целостности первоначальной колонны. Межтрубное пространство цементируют. Далее перфорируют интервал продуктивного пласта и эксплуатируют скважину.
Однако на скважинах с дополнительными колоннами имеется значительный недостаток - в случае обрыва и «полета» колонны насосно-компрессорных труб на забой происходит их заклинивание - авария, которая влечет за собой невозможность ликвидировать осложнение силами бригад подземного ремонта скважин, вывод скважины в бездействие, ожидание капитального ремонта скважины. Вследствие отсутствия специализированного оборудования для ликвидации данных осложнений в дополнительных колоннах малого диаметра возникают большие затраты на ликвидацию осложнения силами бригад капитального ремонта скважин.
Для исключения осложнений в дополнительной эксплуатационной колонне, связанных с заклиниванием оборвавшейся подвески насосно-компрессорных труб, предлагаются следующие мероприятия. Верх дополнительной эксплуатационной колонны располагают на расстоянии от устья скважины, на колонне насосно-компрессорных труб выше дополнительной эксплуатационной колонны и вблизи от верха дополнительной эксплуатационной колонны неподвижно закрепляют наружную муфту, в качестве муфты используют муфту с наружным диаметром больше внутреннего диаметра дополнительной эксплуатационной колонны и не больше наружного диаметра стандартного колонного шаблона для обсадной колонны и с соотношением наружного диаметра к высоте муфты в пределах от 0,70 до 0,83.
На фиг.1 и 2 представлено заявленное устройство для эксплуатации скважины.
Устройство включает обсадную колонну 1, дополнительную эксплуатационную колонну 2, не доходящую до устья 3 скважины 4, колонну насосно-компрессорных труб 5 и муфту 6.
На фиг.1 представлено устройство скважины при размещении колонны насосно-компрессорных труб 5 над дополнительной эксплуатационной колонной 2. В этом случае муфта 6 размещена снизу под колонной насосно-компрессорных труб 5, т.е выше дополнительной эксплуатационной колонны 2 и на ближайшем расстоянии от верха дополнительной эксплуатационной колонны 2. На фиг.2 представлен вариант, при котором колонна насосно-компрессорных труб 5 частично погружена в дополнительную эксплуатационную колонну 2. В этом случае муфта 6 размещена на колонне насосно-компрессорных труб 5 выше дополнительной эксплуатационной колонны 2 и вблизи от верха дополнительной эксплуатационной колонны 2.
Использование муфты с наружным диаметром больше внутреннего диаметра дополнительной эксплуатационной колонны предопределяет невозможность прохождения муфты в дополнительную эксплуатационную колонну 2 и, соответственно, прохождение всей колонны насосно-компрессорных труб 5. Использование муфты 6 с наружным диаметром не больше наружного диаметра стандартного колонного шаблона для обсадной колонны 1 предопределяет прохождение муфты 6 по обсадной колонне 1 и одновременное центрирование муфты 6 и всей колонны насосно-компрессорных труб 5 в скважине 4. Центрирование позволяет распределить нагрузки при ударе муфты 6 о дополнительную эксплуатационную колонну 2, предотвратить изгибающие нагрузки, сохранить целостность всех колонн. Соотношение наружного диаметра к высоте муфты 6 в пределах от 0,70 до 0,83 позволяет обеспечить надежность крепления муфты 6 на колонне насосно-компрессорных труб 5, обеспечить сохранность конструкции при повторных ударных нагрузках. Испытания в скважине показали, что при заявленном диапазоне соотношений обеспечивается сохранность конструкции после 20 ударов муфты 6 с колонной насосно-компрессорных труб 5 о дополнительную эксплуатационную колонну 2. Снижение соотношения ниже 0,70 и превышение выше 0,83 вызывает снижение устойчивости к удару.
В качестве примера в таблице 1 представлены размеры муфты для использования в скважине с разными обсадными и дополнительными эксплуатационными колоннами.
| Таблица 1 | ||||||||
| № п.п. | Условный диаметр эксплуатационной колонны, мм | Условный диаметр спускаемой дополнительной колонны, мм | Параметры дополнительной колонны | Условные диаметры спускаемых в колонны эксплуатационных насосно-компрессорных труб, мм | Наружный диаметр используемой муфты (ограничителя), мм | Высота используемой муфты (ограничителя), мм | ||
| Наружный диаметр, мм | Толщина стенки, мм | Внутренний диаметр, мм | ||||||
| 1 | 168 (6∗), 146 (5∗) | 114 (4*) | 114,3 | 7 | 100,3 | 48, 60, 73 | 121 | 150 |
| 2 | 146 (5∗) | 102 (3,5*) | 101,6 | 6,5 | 88,6 | 48, 60 | 107 | 146 |
| 3 | 146 (5∗) | 89 (3*) | 88,9 | 6,5 | 76 | 48 | 89 | 132 |
В таблице 2 представлены диаметры колонн по отношению к диаметру спускаемых шаблонов.
| Таблица 2 | ||
| № п.п. | Условный диаметр эксплуатационной колонны, мм | Диаметры шаблонов спускаемых для шаблонировки эксплуатационных колонн (в зависимости от толщины стенок колонн), мм |
| 1 | 168 (6*) | 142-144 |
| 2 | 146 (5*) | 120-124,4 |
Применение данного предложения позволит исключить заклинивание подвески в скважине, провести процесс ликвидации аварии стандартным инструментом силами бригад подземного ремонта скважины, снизить затраты и сократить время ремонта.
Устройство для эксплуатации скважины, включающее обсадную колонну, дополнительную эксплуатационную колонну и колонну насосно-компрессорных труб, отличающееся тем, что используют дополнительную эксплуатационную колонну, не доходящую до устья скважины, колонну насосно-компрессорных труб выше дополнительной эксплуатационной колонны и вблизи от верха дополнительной эксплуатационной колонны снабжают неподвижно закрепленной наружной муфтой, в качестве муфты используют муфту с наружным диаметром больше внутреннего диаметра дополнительной эксплуатационной колонны и не больше наружного диаметра стандартного колонного шаблона для обсадной колонны и с соотношением наружного диаметра к высоте муфты в пределах от 0,70 до 0,83.
