КОНСТРУКЦИЯ ГАЗОВОЙ СКВАЖИНЫ

Устройство относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к конструкции газовых скважин для эксплуатации на завершающей стадии разработки газовых месторождений, в частности к эксплуатации, так называемых, самозадав-ливающихся газовых скважин.
При разработке газовых месторождений применяются скважины, конструкция которых содержит ряд обсадных колонн с размещенными внутри эксплуатационной и лифтовой колоннами. Устье газовых скважин оборудовано колонной головкой и фонтанной арматурой, состоящей из трубной головки с боковыми отводами и фонтанной елки с рабочей и резервной струнами.
На завершающей стадии разработки газовых месторождений в связи со снижением пластовой энергии на забое скважины образуется жидкостная пробка за счет поступления на забой из пласта пластовой воды или выпадения из добываемого газа и осаждения на забое конденсационной воды. Под воздействием увеличивающегося объема этой жидкости скважины останавливаются, так как энергии пласта и соответственно скорости восходящего потока газа не достаточно для выноса жидкости на поверхность. При достижении определенной высоты столба этой жидкости на забое газ из пласта не может преодолеть жидкостный барьер и скважина самозадав-ливается, то есть глушится [Кустышев А.В. Сложные ремонты газовых скважин на месторождениях Западной Сибири. - М.: ООО «Газпром экспо», 2010. - 212 с].
Для предотвращения этого явления и обеспечения выноса жидкости на поверхность применяют различные способы: технологические отработки скважины на факел, закачивание в скважину поверхностно-активных веществ, уменьшение диаметра лифтовой колонны, применение плунжерного лифта.
В последние годы начинает использоваться технология одновременной добычи газа по трубному и затрубному пространствам скважины [А.С. 345266 СССР. E21B 43/00. 1972. Бюл. №22]. Технология заключается в ограничении отбора газа из затрубного пространства путем дросселирования и обеспечения выноса скопившейся на забое жидкости на поверхность.
Известна конструкция газовой скважины, включающая эксплуатационную колонну, концентрично спущенные в нее основную и центральную лифтовые колонны, подвешенные в фонтанной арматуре, состоящей из трубной головки, стволовых задвижек и крестовин с рабочими и резервными струнами [Пат. 123824 РФ. E21B 33/03. 2013. Бюл. №1].
Недостатком этой конструкции является невозможность спуска и извлечения центральной лифтовой колонны без глушения скважины, что в условиях низких пластовых давлений приводит к невозможности ее освоения после глушения и проведенного на ней ремонта.
Задача создания полезной модели заключается в повышении надежности эксплуатации газовой скважины на завершающей стадии разработки месторождений в условиях низких пластовых давлений.
Достигаемый технический результат, который получается в результате создания полезной модели, состоит в обеспечении возможности спуска и извлечения центральной лифтовой колонны без глушения скважины под давлением.
Технический результат достигается тем, что заявляемая конструкция газовой скважины включает кондуктор, эксплуатационную колонну, подвешенные в колонной головке, в эксплуатационной колонне концентрично размещены основная и центральная лифтовые колонны, центральная лифтовая колонна представляет собой безмуфтовую длинномерную трубу, на нижнем торце которой размещен трехпозиционный обратный клапан, и подвешенные в фонтанной арматуре, состоящей из трубной головки, на переводнике которой подвешена основная лифтовая колонна, и фонтанной елки, включающей коренную задвижку, размещенную на верхнем торце переводника трубной головки, последовательно размещенных на коренной задвижке основной крестовины, малогабаритного превентора и адаптера, в котором подвешена центральная лифтовая колонна, стволовой задвижки, верхней крестовины и буферной задвижки, последовательно размещенных на адаптере, верхней и нижней рабочих струн, присоединенных к боковым торцам верхней и основной крестовинам, при этом верхняя и нижняя рабочие струны крестовин фонтанной елки соединены, образуя выкидную линию, на верхней рабочей струне и выкидной линии размещены расходомеры, сигналы от которых поступают на автоматический управляющий комплекс, размещенный возле устья скважины, а на нижней рабочей струне размещен регулирующий клапан, управляемый посредством сигнала, передаваемого от автоматического управляющего комплекса, к противоположным боковым торцам верхней и основной крестовин подсоединены верхняя и нижняя резервные струны, к нижней резервной струне подсоединен тройник, к которому подсоединены факельная и задавочная линии.
На фиг.1 изображена заявляемая конструкция газовой скважины.
Конструкция газовой скважины включает кондуктор I, концентрично установленную в нем эксплуатационную колонну 2, подвешенную в колонной головке 3. Внутри эксплуатационной колонны 2 размещена основная лифтовая колонна 4, подвешенная в переводнике 5 трубной головки 6, которая установлена на верхнем фланце колонной головки 3. На верхнем торце переводника 5 размещена коренная задвижка 7, на которой установлена основная крестовина 8 фонтанной елки, а на ней - малогабаритный превентор 9 и адаптер 10. Внутри основной лифтовой колонны 4 размещена центральная лифтовая колонна 11, выполненная из безмуфтовой длинномерной трубы небольшого диаметра, подвешенная в адаптере 10, с размещенным на нижнем торце центральной лифтовой колонны 11 трехпозиционным обратным клапаном 12. Между основной 4 и центральной 11 лифтовыми колоннами образовано кольцевое пространство 13, а между основной лифтовой колонной 4 и эксплуатационной колонной 2 - затрубное пространство 14. На верхнем торце адаптера 10 установлена стволовая задвижка 15, а на ней - верхняя крестовина 16 и буферная задвижка 17. К боковым торцам верхней 16 и основной 8 крестовинам фонтанной елки фонтанной арматуры присоединены верхние 18 и нижние 19 рабочие струны с одной стороны, а с другой - верхние 20 и нижние 21 резервные струны. Верхняя 18 и нижняя 19 рабочие струны основной крестовины 8 и верхней крестовины 16 фонтанной арматуры соединяются, образуя выкидную линию 22. К нижней резервной струне 21 основной крестовины 8 подсоединен тройник 23, к одному торцу которого подсоединена факельная линия 24, а к другому - задавочная линия 25.
На верхней рабочей струне 18 и выкидной линии 22 размещены расходомеры 26 и 27, например, типа «трубы Вентури», сигналы от которых поступают на автоматический управляющий комплекс 28, размещенный возле устья скважины, а на нижней рабочей струне 19 основной крестовины 8 фонтанной елки фонтанной арматуры - регулирующий клапан 29, управляемый посредством сигнала, передаваемого от автоматического управляющего комплекса 28.
Скважина заявляемой конструкции работает следующим образом.
Перед спуском центральной лифтовой колонны 11 закрывают коренную задвижку 7 скважины, находящуюся под давлением, и демонтируют верхнюю часть фонтанной елки фонтанной арматуры, ранее установленной на скважине. На коренной задвижке 7 монтируют основную крестовину 8 с нижними рабочей 19 и резервной 21 струнами. На основной крестовине 8 монтируют малогабаритный превентор 9 и адаптер 10.
Далее проводят установку центральной лифтовой колонны 11. Для чего на нижнем торце безмуфтовой длинномерной трубы колтюбинговой установки размещают трехпозиционный обратный клапан 12 и с помощью колтюбинговой установки (на фиг. не показано) осуществляют спуск безмуфтовой длинномерной трубы до глубины закрытой коренной задвижки 7. При этом трехпозиционный обратный клапан 12 находится в положении «закрыто».
На выступающую из скважины безмуфтовую длинномерную трубу, отсоединенную от барабана, на котором она находилась в закрученном виде, присоединяют технологическую штангу длиной, достаточной для осуществления ее монтажа в адаптере 10.
Разжимают инжектор колтюбинговой установки и проводят доспуск безмуфтовой длинномерной трубы до запланируемой глубины и закрепляют ее в адаптере 10. После чего длинномерную безмуфтовую трубу можно использовать в качестве центральной лифтовой колонны. Отсоединяют и извлекают из скважины технологическую штангу.
Затем на верхнем торце адаптера 10 монтируют стволовую задвижку 15, верхнюю крестовину 16 с верхними рабочей 18 и резервной 20 струнами, и буферную задвижку 17.
К месту соединения верхней 18 и нижней 19 рабочих струн крестовин фонтанной арматуры присоединяют выкидную линию 22. К нижней резервной струне 21 основной крестовины 8 присоединяют тройник 23, к одному торцу которого присоединяют факельную линию 24, а к другому - задавочную линию 25.
На верхней рабочей струне 18 и выкидной линии 22 размещают расходомеры 26 и 27, а на нижней рабочей струне 19 основной крестовины 8 фонтанной елки фонтанной арматуры размещают регулирующий клапан 29. Возле устья скважины размещают автоматический управляющий комплекс 28.
Скважину вводят в эксплуатацию с одновременным отбором газа по центральной лифтовой колонне 11 и по кольцевому пространству 13, при этом трехпозиционный обратный клапан 12 переводят в положение «открыто».
В процессе эксплуатации на забое 30 скважины образовывается жидкостная пробка за счет поступления из пласта 31 через интервал перфорации 32 пластовой воды или выпадения из газа и осаждения на забое 30 конденсационной воды. При скоростях выше 5 м/с жидкость с забоя вместе с газовым потоком выносится на устье скважины, при меньшей скорости жидкость перестает выноситься. Расходомер 26, установленный на верхней рабочей струне 18, подает сигнал о величине рабочего дебита на автоматический управляющий комплекс 28, такой же сигнал о величине рабочего дебита поступает на автоматический управляющий комплекс 28 от расходомера 27, установленного на выкидной линии 22. Автоматический управляющий комплекс 28 осуществляет обработку поступившей информации и подает сигнал на регулирующий клапан 29, что приводит к изменении рабочих дебитов в кольцевом пространстве 13 и в центральной лифтовой колонне 11.
Смонтированный в составе фонтанной елки фонтанной арматуры малогабаритный превентор 9 обеспечивает при необходимости перекрытие кольцевого пространства 13 трубными плашками, а при демонтаже безмуфтовой длинномерной трубы центральной лифтовой колонны 11 из адаптера 10 предотвращает возможный выброс безмуфтовой длинномерной трубы из скважины при открытом устье.
Пример №1. Конструкция газовой скважины включает кондуктор, смонтированный из обсадных труб диаметром 324 мм, эксплуатационную колонну, смонтированную из обсадных труб диаметром 219 мм, подвешенную в колонной головке ОКК1-210-324×219. Внутри эксплуатационной колонны размещена основная лифтовая колонна из труб диаметром 168 мм, подвешенная в переводнике трубной головки фонтанной арматуры АФ6-150/100×210, которая установлена на верхнем фланце колонной головки ОКК 1-210-324×219. На верхнем торце переводника размещена коренная задвижка ЗМС 150×21, на которой установлена основная крестовина фонтанной елки, а на ней - малогабаритный превентор ПМР 180×21 и адаптер. Внутри основной лифтовой колонны размещена центральная лифтовая колонна, выполненная из безмуфтовых длинномерных труб диаметра 60 мм, подвешенная в адаптере, с размещенным на нижнем торце центральной лифтовой колонны трехпозиционным обратным клапаном типа КОТ 60×21 НПФ «Пакер» (г.Октябрьский, Республика Башкортостан). Между основной и центральной лифтовыми колоннами образовано кольцевое пространство. На верхнем торце адаптера установлена стволовая задвижка ЗМС 100×21, а на ней - верхняя крестовина и буферная задвижка ЗМС 100×21. К боковым торцам верхней и основной крестовинам фонтанной елки фонтанной арматуры присоеденены верхние и нижние рабочие струны с одной стороны, а с другой - верхние и нижние резервные струны. Верхняя и нижняя рабочие струны крестовин фонтанной арматуры соединяются, образуя выкидную линию диаметром 100 мм. К нижней резервной струне основной крестовины подсоединена отводная линия с тройником, к одному торцу которого подсоединена факельная линия диаметром 114 мм, а к другому - задавочная линия диаметром 114 мм.
На верхней рабочей струне и выкидной линии размещены расходомеры типа «трубы Вентури», сигналы от которых поступают на автоматический управляющий комплекс, размещенный возле устья скважины. На нижней рабочей струне основной крестовины фонтанной елки фонтанной арматуры размещен регулирующий клапан РК 100×21, управляемый посредством сигнала, передаваемого от автоматического управляющего комплекса.
Далее эксплуатация скважины проходит по вышеописанной технологии, - общей для всех примеров конкретного выполнения.
Пример №2. Конструкция газовой скважины включает кондуктор, смонтированный из обсадных труб диаметром 245 мм, эксплуатационную колонну, смонтированную из обсадных труб диаметром 168 мм, подвешенную в колонной головке ОКК 1-210-245×168. Внутри эксплуатационной колонны размещена основная лифтовая колонна из труб диаметром 114 мм, подвешенная в переводнике трубной головки фонтанной арматуры АФ6-100/100×210, которая установлена на верхнем фланце колонной головки. На верхнем торце переводника размещена коренная задвижка ЗМС 100×21, на которой установлена основная крестовина фонтанной елки, а на ней - малогабаритный превентор ПМР 180×21 и адаптер. Внутри основной лифтовой колонны размещена центральная лифтовая колонна, выполненная из безмуфтовых длинномерных труб диаметра 48 мм, подвешенная в адаптере, с размещенным на нижнем торце центральной лифтовой колонны трехпозиционным обратным клапаном типа КОТ 50×21. Между основной и центральной лифтовыми колоннами образовано кольцевое пространство. На верхнем торце адаптера установлена стволовая задвижка ЗМС 80×21, а на ней - верхняя крестовина и буферная задвижка ЗМС 80×21. К боковым торцам верхней и основной крестовинам фонтанной елки фонтанной арматуры присоеденены верхние и нижние рабочие струны с одной стороны, а с другой - верхние и нижние резервные струны. Верхняя и нижняя рабочие струны крестовин фонтанной арматуры соединяются, образуя выкидную линию диаметром 73 мм. К нижней резервной струне основной крестовины подсоединена отводная линия с тройником, к одному торцу которого подсоединена факельная линия диаметром 73 мм, а к другому - задавочная линия диаметром 73 мм.
На верхней рабочей струне и выкидной линии размещены расходомеры типа «трубы Вентури», сигналы от которых поступают на автоматический управляющий комплекс, размещенный возле устья скважины. На нижней рабочей струне основной крестовины фонтанной елки фонтанной арматуры размещен регулирующий клапан РК 80×21, управляемый посредством сигнала, передаваемого от автоматического управляющего комплекса.
Далее эксплуатация скважины проходит по вышеописанной технологии, - общей для всех примеров конкретного выполнения.
Пример №3. Конструкция газовой скважины включает кондуктор, смонтированный из обсадных труб диаметром 245 мм, эксплуатационную колонну, смонтированную из обсадных труб диаметром 168 мм, подвешенную в колонной головке ОКК 1-210-245×168. Внутри эксплуатационной колонны размещена основная лифтовая колонна из труб диаметром 89 мм, подвешенная в переводнике трубной головки фонтанной арматуры АФ6-50/50×210, которая установлена на верхнем фланце колонной головки. На верхнем торце переводника размещена коренная задвижка ЗМС 50×21, на которой установлена основная крестовина фонтанной елки, а на ней - малогабаритный превентор ПМР 180×21 и адаптер. Внутри основной лифтовой колонны размещена центральная лифтовая колонна, выполненная из безмуфтовых длинномерных труб диаметра 33 мм, подвешенная в адаптере, с размещенным на нижнем торце центральной лифтовой колонны трехпозиционным обратным клапаном типа КОТ 28×21. Между основной и центральной лифтовыми колоннами образовано кольцевое пространство. На верхнем торце адаптера установлена стволовая задвижка ЗМС 50×21, а на ней - верхняя крестовина и буферная задвижка ЗМС 50×21. К боковым торцам верхней и основной крестовинам фонтанной елки фонтанной арматуры присоеденены верхние и нижние рабочие струны с одной стороны, а с другой - верхние и нижние резервные струны. Верхняя и нижняя рабочие струны крестовин фонтанной арматуры соединяются, образуя выкидную линию диаметром 48 мм. К нижней резервной струне основной крестовины подсоединена отводная линия с тройником, к одному торцу которого подсоединена факельная линия диаметром 48 мм, а к другому - задавочная линия диаметром 48 мм.
На верхней рабочей струне и выкидной линии размещены расходомеры типа «трубы Вентури», сигналы от которых поступают на автоматический управляющий комплекс, размещенный возле устья скважины. На нижней рабочей струне основной крестовины фонтанной елки фонтанной арматуры размещен регулирующий клапан РК 50×21, управляемый посредством сигната, передаваемого от автоматического управляющего комплекса.
Далее эксплуатация скважины проходит по вышеописанной технологии, - общей для всех примеров конкретного выполнения.
Предлагаемая конструкция позволяет проводить спуск и извлечение центральной лифтовой колонны 12 без глушения скважины, что значительно снижает затраты на эксплуатацию скважины.