УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕЗОПАСНОГО ВСКРЫТИЯ МЕЖКОЛОННОГО ПРОСТРАНСТВА

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к области нефтедобычи, а именно к оборудованию устья нефтедобывающих скважин с межколонным газовым проявлением. Устройство может быть использовано для безопасного вскрытия межколонного пространства при подготовке к капитальному ремонту скважин, на которых отсутствует колонная обвязка.
Уровень техники
Известна обвязка газовой скважины с межколонным газопроявлением (патент РФ №132130, кл. МПК E21B 43/12, E21B 33/047, дата публ. 10.09.2013), включающая скважину с устьем, на котором размещена колонная головка, снабженная задвижкой, перекрывающей межколонное пространство. Скважина снабжена межколонным факельным отводом, включающим горизонтальную и вертикальную отводящие трубы. На левом торце горизонтальной отводящей трубы установлена отсекающая задвижка, на правом торце-тройник с размещенными на нем отсекающими задвижками. Верхняя отводящая труба соединена с верхней отсекающей задвижкой тройника. На верхнем торце вертикальной отводящей трубы размещен рассеиватель, выполненный в виде отрезка цилиндрической трубы и горизонтально размещенный симметрично оси вертикальной отводящей трубы, сориентированной перпендикулярно оси горизонтальной отводящей трубы. Факельный отвод соединен с перекрывающей межколонное пространство задвижкой и закреплен якорями. Недостатком данной обвязки является невозможность использования ее на скважинах без колонной головки.
Наиболее близким аналогом (прототипом) по конструктивному исполнению является хомут (патент РФ №132157, кл. МПК F16L 23/00, A63B 17/00, дата публ. 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 в него муфты, после чего закручивают болты.
Признаки известного устройства, совпадающие с существенными признаками заявляемой полезной модели, заключаются в наличии двух пар одинаковых разъемных частей, каждая из которых состоит из двух пластин кольцевой формы, наличии элементов жесткого соединения каждой пары пластин, выполненных в форме полуколец, наличии узла соединения разъемных частей.
Причина, препятствующая получению технического результата, заключается в том, что при таком виде соединения стыкуемого элемента к хомуту не обеспечивается герметичность соединения, а также то, что для снятия всего хомута необходимо развинтить две пары винтов для снятия муфты между ними.
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 простоте и удобстве проведения работ на скважине по отводу газа из межтрубного пространства между эксплуатационной колонной и кондуктором, а также в снижении вероятности несанкционированного выброса в окружающую среду нефтяного попутного газа при вскрытии межколонного пространства между эксплуатационной колонной и кондуктором.
Достигается технический результат тем, что устройство для безопасного вскрытия межколонного пространства включает две одинаковые разъемные части хомута, каждая из которых состоит из двух, жестко соединенных между собой, одинаковых пластин, выполненных в форме полуколец. Опорные плоскости каждой пары полуколец жестко соединены между собой посредством опор, выполненных в виде параллелепипедов с одной дугообразной боковой поверхностью. В горизонтальной плоскости края опорных плоскостей пар полуколец разъемных частей хомута соединены - с одного конца разъемным шарнирным соединением, а с другого конца - эксцентриковым замком.
Технический результат достигается также тем, что в центре одной из опор, соединяющих пару полуколец, выполнено центральное сквозное радиальное отверстие, соединяющее резьбовым соединением опору с узлом сверления, при этом последний состоит из последовательно соединенных между собой резьбовыми соединениями: полого цилиндра, переходной втулки, шарового крана и сальникового узла, имеющими общий центральный сквозной канал, внутри которого, концентрично, установлено сверло, один конец которого присоединен к дрели (шуруповерту и т.п.), 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.
Краткое описание чертежей
На фигуре 1 показано взаимное расположение устьевой арматуры, эксплуатационной колонны, кондуктора и устройства для безопасного вскрытия межколонного пространства.
На фигуре 2 показано взаимное расположение частей устройства для безопасного вскрытия межколонного пространства.
Осуществление полезной модели
Устройство для безопасного вскрытия межколонного пространства (Фиг. 1) состоит из шарнирного хомута 1 и узла сверления 2. Шарнирный хомут 1 включает две пары одинаковых разъемных частей 3 и 4, соединенных друг с другом - с одной стороны шарнирным соединением 5, а с другой стороны диаметрально - регулируемым эксцентриковым замком 6.
Разъемные части 3 и 4 выполнены одинаковыми, каждая из которых состоит из двух одинаковых полуколец 7, опорные плоскости которых расположены параллельно друг другу и жестко соединены между собой в центральной части посредством опор 8, каждая из которых выполнена в виде параллелепипеда, при этом одна из боковых сторон опор 8 имеет дугообразную форму (вид сверху). Габариты опоры 8 таковы, что по ширине не выходят за пределы габаритной ширины полуколец 7. В центре одной из опор 8 выполнено центральное сквозное радиальное отверстие 9 с установленным в нем, ближе к внутреннему краю полукольца 7, кольцевым уплотнением из бензомаслостойкой резины.
Шарнирное соединение 5 включает в себя шарнир 10 и штифт 11, соединяющие с краю, попарно в вертикальной плоскости, два полукольца 7 разъемной части 3 и разъемной части 4. Шарнир 10 и штифт 11 в своей верхней и нижней части соединены друг с другом в горизонтальной плоскости двумя параллельными тягами 12 с размещенными на них гайками 13.
Регулируемый эксцентриковый замок 6, установленный с другого края попарно соединенных между собой полуколец 7 разъемных частей 3 и 4, включает вертикально ориентированный эксцентрик 14, установленный в продольной плоскости в отверстия по краям полуколец 7 разъемной части 4, две горизонтально ориентированные, параллельные друг другу тяги 15, вертикально ориентированный, выполненный в форме штифта, захват 16. Положение захвата 16 на тягах 15 подгоняется перемещением гаек 17 вдоль тяг 15. Ручка 18 эксцентрикового замка 6 в закрытом положении устанавливается в прорезь фиксатора 19, выполненного в виде вертикально ориентированной пластины с прорезью, установленной между опорными поверхностями двух параллельных полуколец 7 разъемной части 4.
Узел сверления 2 устройства для безопасного вскрытия межколонного пространства включает полый цилиндр 20, соединенный наружной концевой резьбой с внутренней резьбой радиального отверстия 9 опоры 8 разъемной части 4. В центральном канале полого цилиндра 20, концентрично, установлен цанговый самофиксирующийся патрон 21. К внутренней концевой резьбе полого цилиндра 20, последовательно, соосно, на резьбовое соединение присоединена переходная втулка 22 с внутренним центральным сквозным каналом. На наружную резьбу переходной втулки 22, с другого ее торца, концентрично установлен шаровой кран 23, к которому последовательно, с другого его торца, концентрично присоединен сальниковый узел 24, включающий седло, уплотнитель, крышку и центратор. Цанговый самофиксирующийся патрон 21, переходная втулка 22, шаровой кран 23 и сальниковый узел 24 соединены центральным сквозным каналом, в котором концентрично установлено сверло 25, длина которого выбрана с таким расчетом, что с одной стороны он может быть подсоединен к дрели (шуруповерту и т.п.), а с другой стороны, в крайнем рабочем положении, должен выйти за пределы габаритной ширины полукольца 7 разъемной части 4.
Узел сверления 2 включает также полую цилиндрическую отводящую трубку 26, один конец которой жестко, под углом порядка 90 градусов, присоединен к наружной боковой поверхности полого цилиндра 21 за пределами габаритов опоры 8. На другом конце отводящей трубки 26 установлен шаровой кран 27.
Работа устройства заключается в следующем.
Одним из условий подготовки скважины к капитальному ремонту является отсутствие избыточного давления в пространстве между эксплуатационной колонной и кондуктором (Фиг. 1). 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.
Для подготовки скважины к капитальному ремонту устройство используют следующим образом. При необходимости вскрытия кондуктора (например, диаметром 219 или 245 мм) с целью устранения избыточного давления между кондуктором и эксплуатационной колонной, разъемные части 3 и 4 шарнирного хомута 1 устанавливают вокруг наружной боковой поверхности кондуктора таким образом, чтобы внутренние торцевые (боковые) поверхности полуколец 7 и дугообразная боковая сторона опор 8 плотно прилегали к боковой поверхности кондуктора.
Полукольца 7 частей 3 и 4 с одной стороны стягиваются шарнирным соединением 5 путем перемещения гаек 13 вдоль параллельных тяг 12, стягивающих шарнир 10 и штифт 11. С другой стороны, полукольца 7 частей 3 и 4 соединяются с помощью эксцентрикового замка 6 путем установки захвата 16 в концевые углубления полуколец 7 разъемной части 3, и последующим перемещением гаек 17 вдоль тяг 15 и далее, стягивают соединение через эксцентрик 14 с помощью ручки 18, которая в закрытом положении эксцентрикового замка устанавливается в прорезь фиксатора 19.
Крепление разъемных частей 3 и 4 на боковой поверхности кондуктора должно обеспечивать плотное прилегание к ней бензомаслостойкого уплотнения, расположенного в центральном сквозном канале 9 опоры 8 части 4, в которому на резьбовое соединение установлен узел сверления 2.
Сверло 25, проходящее через центральный сквозной канал сальникового узла 24, шарового крана 23, переходной втулки 22 и цангового патрона 21, подсоединяют к дрели или шуруповерту для передачи крутящего момента и придания ему поступательного движения внутри полого цилиндра 20. Совершая вращательно-поступательные движения, сверло 25 проходит через кольцевое уплотнение центрального сквозного отверстия 9 опоры 8. Перед просверливанием отверстия в стенке кондуктора, закрывают шаровой кран 23 и открывают шаровой кран 27 на отводящей трубке 26, к которой дополнительно присоединен гибкий шланг и установлен манометр для замера избыточного давления в межколонном пространстве после его вскрытия. Наличие избыточного давления после просверливания (перфорации) стенки кондуктора определяют по наличию или отсутствию звука выходящего газа и показаниям манометра. После подтверждения отсутствия избыточного давления, скважина готова для проведения капитального ремонта.
Снятие устройства с боковой поверхности кондуктора производят в обратном порядке. Устройство используется в цехах добычи нефти и газа ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ».