Устройство для герметизации устья малодебитной скважины

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к устройствам для герметизации устья малодебитных скважин при эксплуатации скважин малого диаметра штанговыми глубинными насосами, обеспечивающим контроль за герметичностью затрубного пространства.
Известна арматура устья скважины, содержащая устьевой сальник для уплотнения полированного штока глубинного штангового насоса, корпус с каналом сообщения с полостью насосно-компрессорных труб и каналом сообщения с межтрубным пространством, конусную муфту для подвески труб, тарельчатый клапан-отсекатель, при этом в канале сообщения с полостью насосно-компрессорных труб установлен запорный вентиль, в канале сообщения с межтрубным пространством установлен запорный вентиль, кроме того, корпус снабжен дополнительным каналом сообщения полости насосно-компрессорных труб с межтрубным пространством и запорным вентилем с клапаном, установленными в этом канале, причем запорные вентили установлены внутрь корпуса при помощи трубной конической резьбы одинакового геометрического размера (патент RU № 2159842, опубл. 27.11.2000).
Недостатками известного устройства являются сложность изготовления, большая металлоемкость, наличие конструктивных элементов, не используемых при работе на малодебитной скважине с эксплуатационной колонной диаметром, равным 73 мм, как следствие низкая надежность устройства. Также устройство не обеспечивает контроль межколонного давления. Так как для определения межколонного давления – давления между кондуктором и эксплуатационой колонной, необходимо установить трубную головку и арматуру.
Наиболее близким техническим решением является устройство для герметизации устья скважины, оборудованной штанговым насосом, содержащим устьевой сальник со сферическим шарнирным соединением, корпус, угловой вентиль, переводник, быстроразъемное соединение, пробку
(http://ttd.tatneft.ru/produktsiya/neftepromislovoe-oborudovanie/armatura-ustevaya/armatura-ustevaya-au-140h50-aue-140h50--auv-140h50/?lang=ru Устьевая арматура АУ 140х50).
Корпус арматуры сварной конструкции имеет боковые отводы для крепления угловых вентилей. В корпусе установлен трубодержатель для крепления колонны насосно-компрессорных труб, в зависимости от назначения для монтажа устьевого сальника, установки тройника с лубрикаторной задвижкой. На газоотводный штуцер установлен совмещенный угловой вентиль-обратный клапан, позволяющий сбрасывать избыточное давление газов из затрубного пространства в канал с добываемым продуктом. Его конструкция позволяет выполнять функцию обратного клапана и запорного органа. После бурения осуществляют закачку цементного раствора в заколонное пространство эксплуатационной колонны труб до установки арматуры. Арматуру устанавливают на эксплуатационную колонну диаметром 146/168 мм после остановки на затвердевание цемента при освоении скважины.
Арматура, оборудованная штанговым насосом, комплектуется с сальником устьевым СУС2А-73-31. Для использования известного устройства на устье малодебитной скважины с беструбной эксплуатацией глубинных поршневых насосов с эксплуатационной колонной, равной 73 мм, при отсутствии затрубного пространства, отсутствует необходимость в угловых сальниковых вентилях, в «гусаке». Наличие трех запорных устройств приводит к увеличению габаритов, особенно радиальных, и массы, что приводит к снижению надежности работы устройств, повышению сложности изготовления и ремонта корпуса, увеличивает время монтажа. Замер затрубного давления возможен при помощи исследовательского прибора. Специалист по исследованию скважин устанавливает на угловых задвижках исследовательский прибор, обеспечивающий замер затрубного давления в межтрубном пространстве. Не предусмотрен контроль межколонного давления скважины. Для контроля межколонного давления необходим монтаж колонной головки.
Недостатками известного устройства являются большая металлоемкость, низкая монтажепригодность устьевого оборудования, наличие трех запорных устройств приводит к увеличению габаритов, особенно радиальных, и массы, к снижению надежности работы устройств, а также сложность изготовления и ремонта корпуса устройства при работе на малодебитной скважине с эксплуатационной колонной диаметром равным 73 мм. Также отсутствие возможности замера межколонного давления ввиду установки устьевой арматуры на эксплуатационную колонну, тем самым не обеспечивается контроль межколонного давления в скважине. Для контроля межколонного давления при установке известной арматуры требуется дополнительный монтаж колонной головки, измерительных приборов.
Техническими задачами полезной модели являются снижение металлоемкости и габаритных размеров, повышение монтажепригодности устьевого оборудования, повышение надежности обвязки эксплуатационных колонн в эксплуатации, исключение промежуточных элементов, сокращение продолжительности и повышение безопасности монтажных работ на устье, снижение материальных затрат за счет упрощения изготовления, расширение эксплуатационных возможностей, повышение надежности за счет упрощения конструкции, сокращения количества соединений, работающих под давлением, контроль межколонного давления, обеспечивающий исключение аварийной ситуации и своевременное проведение изоляционных работ.
Технические задачи решаются устройством для герметизации устья малодебитной скважины, содержащим корпус, пьедестал, трубодержатель, вентиль угловой, сальник устьевой.
Новым является то, что корпус выполнен из патрубка, жестко соединенного с пьедесталом с одной стороны, и с выполненной наружной резьбой с другой стороны, обеспечивающей соединение с кондуктором скважины, в нижней части корпуса выполнен патрубок, жестко соединенный с корпусом с одной стороны и с наружной резьбой с другой стороны, обеспечивающей соединение с переводником под вентиль высокого давления и техническим манометром.
Сущность полезной модели заключается в следующем.
На фиг. 1-2 схематично изображено устройство для герметизации устья малодебитной скважины.
Устройство для герметизации устья малодебитной скважины, обеспечивающее контроль за герметичностью затрубного пространства, содержит корпус 1 (фиг. 1), пьедестал 2 (фиг. 2), трубодержатель 3, вентиль угловой 4, сальник устьевой 5.
Корпус 1 (фиг. 1) выполнен из патрубка, жестко соединенного с пьедесталом 2 (фиг. 2) с одной стороны, и с выполненной наружной резьбой  с другой стороны, обеспечивающей соединение с кондуктором (на фигурах не показан) эксплуатационной колонны скважины. Быстроразъемные соединения 6 (фиг. 1) облегчают процесс монтажа угловых задвижек, уплотнительные элементы обеспечивают герметизацию соединяемых элементов.
Предлагаемая конструкция не содержит затрубные задвижки, угловые вентили и перепускной коллектор между верхней и нижней задвижкой. В нижней части корпуса 1 (фиг. 2) выполнен патрубок 7 с наружной резьбой, обеспечивающей соединение с переводником 8 под вентиль 9 высокого давления и технический манометр 10. В качестве вентиля 9 высокого давления используют, например кран трехходовой под манометр высокого давленияТУ 3665-001-25399764-2018, в качестве технического манометра 10 используют, например манометр МП4 УФ 0,1-2,5 МПА. Кран трехходовой из латуни с запорной втулкой для не агрессивных жидкостей и газов предназначен для установки манометров. Позволяет осуществлять безопасный монтаж и демонтаж измерительного оборудования на линии, находящейся под давлением, резьба присоединения М20х1,5 внутренняя. Переводник 8 манометрический с наружной резьбой М20х1,5 для соединения с краном и внутренней резьбой для соединения с патрубком. Эксплуатационная колонна подвешивается на трубодержатель.
Устройство для герметизации устья малодебитной скважины, обеспечивающее контроль за герметичностью затрубного пространства, позволяет снизить металлоемкость и габаритные размеры, повысить монтажепригодность устьевого оборудования, повысить надежность обвязки эксплуатационных колонн в эксплуатации, исключить промежуточные элементы, сократить продолжительность и повысить безопасность монтажных работ на устье, снизить материальные затраты за счет упрощения изготовления, расширить эксплуатационные возможности, повысить надежность за счет упрощения конструкции, сократить количество соединений, работающих под давлением, обеспечить контроль межколонного давления, обеспечивающего исключение аварийной ситуации и своевременное проведение изоляционных работ.
Устройство для герметизации устья малодебитной скважины, обеспечивающее контроль за герметичностью затрубного пространства, работает следующим образом.
Устройство для герметизации устья малодебитной скважины, обеспечивающее контроль за герметичностью затрубного пространства, состоит из корпуса 1, выполненного из патрубка ГОСТ 632-80, диаметром 168 мм, длиной 650 мм, жестко соединенного с пьедесталом 2, трубодержателя 3, вентиля углового 4, сальника устьевого 5, быстросъемных соединений 6. Корпус 1, жестко соединен с пьедесталом 2 с одной стороны, а с другой стороны выполнена наружная резьба 5, обеспечивающая соединение с кондуктором (на фигурах не показан) эксплуатационной колонны. В нижней части корпуса 1 выполнен патрубок 7, диаметром 60 мм, с наружной резьбой, обеспечивающей соединение с переводником 8 под вентиль 9 высокого давления и техническим манометром 10.
После разбуривания скважины осуществляют монтаж устройства для герметизации устья малодебитной скважины, обеспечивающего контроль за герметичностью затрубного пространства. Корпус 1, выполненный из патрубка диаметром 168 мм, через наружную резьбу 5 устанавливают на кондуктор скважины диаметром 168 мм.
Сальник устьевой демонтируют на время проведения цементажа затрубного пространства колонны насосно-компрессорных труб, которые выполняют функцию эксплуатационной колонны труб малодебитной скважины. С патрубка 7 снимают переводник 8 под вентиль 9 высокого давления и технический манометр 10 для контроля за процессом цементирования. Перед спуском последней трубы колонны насосно-компрессорных труб, диаметром 73 мм, на нее навинчивают подпьедестальный патрубок, которая вставляется в посадочный конус трубодержателя 3, соединяют трубодержатель к пьедесталу арматуры и спускают в скважину с замковой опорой под штанговый глубинный насос. Производят закачку цемента по колонне насосно-компрессорных труб до подъема цементного стакана до патрубка 7. При продавке расчетного объема цемента и не появлении цемента на устье на уровне патрубка 7, цемент доливают с поверхности через патрубок 7. Закачку цемента останавливают, устанавливают заглушку на патрубок 7 и скважину оставляют до затвердевания цемента. После затвердевания цемента патрубок 7 соединяют с переводником 8 под вентиль 9 высокого давления и с техническим манометром, позволяющим осуществлять непрерывный контроль межколонного давления в зацементированном пространстве скважины между кондуктором и эксплуатационной колонной 73 мм, своевременно выявлять нарушения герметичности межколонного пространства, исключить аварийную ситуацию, соответствовать требованиям процесса эксплуатации на опасных производственных объектах, согласно пункта 1 статьи 9 Федерального Закона №116-ФЗ; пункта 1196, 251, 253 Правил. Данная арматура не требует монтажа колонной головки для контроля межколонного давления. При этом нет необходимости в установке колонной головки.
Устройство для герметизации устья малодебитной скважины, обеспечивающее контроль за герметичностью затрубного пространства, с более широкими эксплуатационными возможностями, в сравнении с наиболее близким аналогом позволяет снизить металлоемкость и габаритные размеры в 1,5 раза, повысить монтажепригодность устьевого оборудования, повысить надежность обвязки эксплуатационной колонны в эксплуатации, сократить продолжительность и повысить безопасность монтажных работ на устье за счет исключения промежуточных элементов конструкции, снизить материальные затраты за счет упрощения изготовления, повысить надежность за счет упрощения конструкции, сокращения количества соединений, работающих под давлением. Контроль межколонного давления, обеспечивает исключение аварийной ситуации и своевременное проведение ремонтных изоляционных работ. Предлагаемое устройство отвечает жестким требованиям промышленной экологической безопасности и требованиям безопасного ведения работ на нефтегазодобывающих промыслах.
Применение усовершенственной арматуры для эксплуатации скважины с эксплуатационной колонной 73 мм позволяет отказаться от дорогостоящей колонной головки для колонны 168 мм и сэкономить более 160 тыс. руб.