УСТРОЙСТВО ОТВОДА ГАЗА ИЗ МЕЖТРУБНОГО ПРОСТРАНСТВА НЕФТЕДОБЫВАЮЩИХ СКВАЖИН

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к области нефтедобычи, а именно к устьевому оборудованию нефтедобывающих скважин с межколонным газовым проявлением, и может быть использована для безопасного вскрытия межколонного пространства при подготовке к капитальному ремонту скважин, на которых отсутствует колонная обвязка.
Уровень техники
Известен хомут (патент РФ № 132157, МПК F16L 23/00, A63B 17/00, опубл. 10.09.2013) для соединения перпендикулярных элементов, состоящий из двух одинаковых разъемных частей, каждая из которых состоит из двух пластин кольцевой или П-образной формы. В вертикальной плоскости пластины соединены между собой посредством двух или более пар продольных перегородок с центральными сквозными отверстиями. В горизонтальной плоскости две разъемные части соединены друг с другом посредством двух пар винтов через расположенные между ними, диаметрально другу другу, две горизонтально ориентированные муфты. Разъединяют разъемные части хомута путем развинчивания винтов и отсоединением обеих муфт. Для подсоединения к хомуту стыкуемого элемента, в нем предварительно выполняют сквозное отверстие для пропускания через  него муфты, после чего закручивают болты.
Наиболее близким к устройству отвода газа из межтрубного пространства нефтедобывающей скважины по техническому исполнению является устройство для безопасного вскрытия межколонного пространства (патент РФ № 153343, МПК F21B 29/00, F16L 41/06, опубл. 10.07.2015), включающее две одинаковые разъемные части хомута, каждая из которых состоит из пары жестко соединенных между собой одинаковых пластин, выполненных в форме полуколец, включающее также узел соединения разъемных частей хомута, при этом устройство включает узел сверления, состоящий из последовательно соединенных между собой полого цилиндра, переходной втулки, шарового крана и сальникового узла, имеющих общий центральный сквозной канал, внутри которого концентрично установлено сверло, при этом узел сверления включает также полую цилиндрическую отводящую трубку, один конец которой жестко присоединен к наружной боковой поверхности полого цилиндра, а на другом ее конце установлен шаровой кран, при этом в вертикальной плоскости полукольца разъемных частей хомута соединены опорами, выполненными в виде параллелепипедов с одной вогнутой дугообразной боковой поверхностью, а в горизонтальной плоскости полукольца разъемных частей хомута соединены с одного конца разъемным шарнирным соединением, а с другого конца - эксцентриковым замком.
Недостатками данного устройства является большая вероятность воздействия избыточного давления на шток сверла, что может привести к заклиниванию конструкции из-за того, что шток выполнен сборным, либо к выбросу штока под воздействием давления газа, находящегося в затрубье, а также низкая надежность закрепления частей хомута на боковой поверхности кондуктора за счет маленькой площади контакта с хомутом.
Раскрытие полезной модели
Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в обеспечении безопасности работ при подготовке к капитальному ремонту скважин, необорудованных колонными обвязками, а также в обеспечении выполнения требований по охране окружающей среды при работе на скважине.
Технический результат, достигаемый решением данной задачи, заключается в повышении надежности конструкции, используемой при проведении работ на нефтедобывающей скважине по отводу газа из межтрубного пространства между эксплуатационной колонной и кондуктором. Технический результат достигается тем, что устройство отвода газа из межтрубного пространства нефтедобывающей скважины включает узел фиксации, узел сверления и узел сброса давления.
Узел фиксации содержит основание и зажимные полотна. Основание узла фиксации выполнено в виде параллелепипеда с центральным сквозным отверстием, проходящим через большие, вертикально ориентированные боковые стороны основания. Одна из больших боковых сторон основания выполнена дугообразно вогнутой внутрь параллелепипеда. Зажимные полотна узла фиксации выполнены в виде четырех тонких дугообразных пластин, попарно соединенных шарнирными соединениями между собой, а также шарнирно соединенных с меньшими, вертикально ориентированными боковыми ребрами основания узла фиксации. В рабочем положении основание узла фиксации и зажимные полотна охватывают наружную поверхность кондуктора всей своей внутренней дугобразной поверхностью, обеспечивая надежность сцепления с поверхностью кондуктора за счет значительной площади контакта.
Узел сверления включает основной патрубок, жестко соединенный с основанием узла фиксации таким образом, что внутренний канал патрубка гидравлически соосно связан со сквозным отверстием основания узла фиксации. На наружной боковой поверхности основного патрубка установлен шаровой кран, а внутри полой части основного патрубка концентрично установлены сверло со штоком. Надежность узла сверления устройства отвода газа из межтрубного пространства нефтедобывающей скважины обеспечивается также и тем, что шток выполнен цельным, что исключает перекосы, возникающие при выполнении штока составным.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показано взаимное расположение частей устройства отвода газа из межтрубного пространства нефтедобывающей скважины. На фиг. 2 показан вид сбоку устройства отвода газа из межтрубного пространства нефтедобывающей скважины.
Осуществление полезной модели
Устройство отвода газа из межтрубного пространства нефтедобывающей скважины включает сборочные узлы: узел фиксации, узел сверления и узел сброса давления. Узел фиксации включает основание 1, выполненное в виде параллелепипеда с центральным сквозным отверстием 2, проходящим через большие, вертикально ориентированные боковые стороны основании. Одна из больших боковых сторон основания выполнена дугообразно вогнутой внутрь параллелепипеда. Узел фиксации содержит также зажимные полотна 3, 4, 6, 7, выполненные в виде тонких дугообразных пластин, попарно соединенных шарнирными соединениями 8 между собой и шарнирными соединениями 5 с меньшими вертикально ориентированными боковыми ребрами основания 1 узла фиксации. Узел фиксации включает также откидной болт 9, неразъемная часть которого закреплена на наружной боковой поверхности зажимного полотна 6. Узел крепления 10 откидного болта 9 установлен на наружной боковой поверхности зажимного полотна 7.
Узел сверления устройства отвода газа из межтрубного пространства нефтедобывающей скважины включает основной патрубок 11, выполненный в виде полого цилиндра, на наружной боковой поверхности которого установлен шаровой кран 12. Внутренний сквозной канал основного патрубка 11 гидравлически связан с центральным сквозным отверстием 2 основания 1. Внутри полой части основного патрубка 11 последовательно установлены сверло 13, цанга 14 в цанговом патроне, соединенном с цельным штоком 15. Основной патрубок 11, со стороны цанги 14, по наружной боковой поверхности жестко, примерно под прямым углом, соединен с основанием 1 узла фиксации. С противоположной стороны в центральном сквозном канале основного патрубка 11 последовательно установлен узел герметизации штока 15, включающий гайку 16, корпус 17 узла герметизации, сальниковые кольца 18 и уплотнительное кольцо 19.
Узел сброса давления устройства отвода газа из межтрубного пространства нефтедобывающей скважины включает отводящий патрубок 20 отвода газа, один конец которого жестко соединен с наружной боковой поверхностью основного патрубка 11 в промежутке между основанием 1 и шаровым краном 12. На боковой наружной поверхности отводящего патрубка 20 установлен муфтовый шаровой кран 21. Другой конец отводящего патрубка 20 соединен со шлангом отвода газа, поступающего наружу из межтрубного пространства нефтедобывающей скважины. Конструкцию устройства устанавливают на наружной поверхности кондуктора 22 для отвода газа, поступающего из скважины в межтрубное пространство между ним и эксплуатационной колонной.
Работа устройства отвода газа из межтрубного пространства нефтедобывающей скважины заключается в следующем. Одним из условий подготовки скважины к капитальному ремонту является отсутствие избыточного давления в пространстве между эксплуатационной колонной и кондуктором. Устройство может быть использовано для безопасного вскрытия межколонного пространства при подготовке к капитальному ремонту скважин, на которых отсутствует колонная обвязка, а межколонное пространство просто заварено на устье.
Первым этапом подготовки скважины к капитальному ремонту с использованием данного устройства является установка на поверхности обсадной трубы (кондуктора) узла фиксации устройства, которая осуществляется следующим образом:
основание 1 устройства плотно прикладывают вогнутой стороной с дугообразным профилем к наружной поверхности кондуктора 22,
затем с помощью шарнирных соединений 5 на боковой поверхности кондуктора 22 фиксируют зажимные полотна 3 и 4, образуя вместе с дугообразным профилем основания 1 контур полукольца,
с помощью шарнирных соединений 8 поверхность кондуктора 22 дообхватывают крайними зажимными полотнами 6 и 7,
стягивают торцы зажимных полотен 6 и 7 с помощью откидного болта 9 через узел крепления 10 таким образом, чтобы исключить возможность сползания устройства по наружной поверхности кондуктора 22.
Вторым этапом подготовки скважины к капитальному ремонту с использованием данного устройства является подготовка узла сверления, которая осуществляется при открытом шаровом кране 12 следующим образом: цельный шток 15 присоединяют к дрели или шуруповерту для передачи крутящего момента и придания ему поступательного движения внутри патрубка 11. К другому торцу цельного штока 15, проходящему через узел герметизации штока 15, включающего гайку 16, корпус 17 узла герметизации, сальниковые кольца 18 и уплотнительное кольцо 19, через внутренний канал шарового крана 12, цангу 14 в цанговом патроне присоединено сверло 13. Совершая вращательно-поступательные движения, сверло 13 проходит через центральное сквозное отверстия 2 опоры 1, образуя сквозное отверстие в стенке кондуктора 22, после чего выводят сверло за пределы шарового крана 12, который затем устанавливают в положение «Закрыто».
Перед просверливанием отверстия в стенке кондуктора 22 шаровой кран 21 на отводящем патрубке 20 узла сброса давления устанавливают в положение «Открыто». К свободному концу отводящего патрубка дополнительно присоединяют гибкий шланг и устанавливают манометр для замера избыточного давления в межколонном пространстве после его вскрытия. Наличие избыточного давления между эксплуатационной колонной и кондуктором 22 после просверливания (перфорации) его стенки определяют по наличию или отсутствию звука выходящего газа и показаниям манометра. При получении подтверждения отсутствия избыточного давления газа, нефтедобывающая скважина готова для проведения капитального ремонта.
Снятие устройства отвода газа из межтрубного пространства нефтедобывающей скважины с боковой поверхности кондуктора 22 производят в порядке, обратном порядку установки узла фиксации устройства. Предлагаемая к защите конструкция устройства отвода газа из межтрубного пространства нефтедобывающей скважины эффективно используется в цехах добычи нефти и газа ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ».