СЕКЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ОБВЯЗКИ УСТЬЯ СКВАЖИНЫ

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам устьевого оборудования скважин, и может быть использована в качестве оборудования для обвязки устья скважин газовых, газоконденсатных и нефтяных месторождений.
Известна конструкция колонной головки, содержащая пьедестал, трубный элемент, выходящий из пьедестала, трубодержатель колонной головки, снабженный уплотнением, непроницаемый для жидкостей в стволе трубного элемента, и обходной канал, связанный со стволом с другой стороны головки. Канал отводит обратный поток в ходе цементирования колонны обсадных труб и имеет уплотнение в месте стыка с трубодержателем. Трубная подвеска колонной головки снабжена уплотнением и имеет канавки для отвода обратного потока в ходе цементирования обсадной колонны. Уплотнение, имеющееся в трубодержателе, уплотняет подвеску обсадных колонн. Отверстия в трубной подвеске соединяют межтрубное пространство и пространство в зоне крепления с каналом. В одной из модификаций конструкции, имеется боковой канал с обратным клапаном и дополнительный боковой канал с задвижкой (GB 1076763).
Однако, устройство данной колонной головки, не позволяет, при возникновении аварийной ситуации, без демонтажа всей конструкции, установить клиновую подвеску, поскольку корпус колонной головки выполнен неразъемным, а так же, нагрузка от веса обсадной колонны и колонны насосно-компрессорных труб сосредоточена на одной опорной поверхности корпуса колонной головки, что приводит к концентрации опасных напряжений в материале корпуса колонной головки и снижает запас прочности конструкции. Кроме того, данная конструкция выполнена с расположенным вне колонной головки обходным каналом, обеспечивающим циркуляцию обратного потока при цементировании обсадной колонны, что увеличивает габаритные размеры устройства.
Известна колонная головка, содержащая цилиндрический корпус с цилиндрическим вертикальным проходным отверстием, с внутренней конусной поверхностью, крышку, патрубки, установленные в сквозных отверстиях в стенках корпуса, клиновую подвеску, выполненную в виде разрезанной на три сектора втулки с осевым каналом с частью наружной поверхности, выполненной конусной, и внутренней поверхностью с зубьями, эластичные нижнюю и верхнюю манжеты, кольцевое металлическое уплотнение и шпильки с гайками, вставленные в равномерно расположенные по окружности отверстия фланцев корпуса и крышки. Колонная головка снабжена грундбуксой с осевым каналом, установленной на верхнем торце крышки, муфтой, установленной внутри корпуса, колонным фланцем, ввернутым в муфту последней трубы эксплуатационной колонны, крышка имеет внутренний кольцевой выступ в верхней части, клиновая подвеска размещена внутри муфты и имеет отверстия, расположенные равномерно по окружности, на наружной цилиндрической поверхности муфты размещены манжета и подвижная втулка, фиксированная на муфте, наружная конусная поверхность втулки сопряжена с внутренней конусной поверхностью корпуса, нижняя эластичная манжета вложена в полость между муфтой и корпусом, а на нее установлен наружный кольцевой выступ крышки, кольцевое металлическое уплотнение установлено между торцами корпуса и крышки, верхняя манжета имеет наружную конусную поверхность и вложена в полость между муфтой последней трубы эксплуатационной колонны и внутренней конусной поверхностью, выполненной в крышке, а на нее установлен наружный кольцевой выступ грундбуксы, в муфте выполнена внутренняя конусная поверхность, которая сопряжена с конусной поверхностью клиновой подвески, при этом в сквозных отверстиях, выполненных в крышке, установлены патрубки (RU 2146000 C1).
Однако, данная конструкция, не позволяет за одну установку противовыбросового оборудования произвести спуск обсадной колонны и колонны насосно-компрессорных труб, при монтаже требует повторной установки противовыбросового оборудования, так как выполнена с переменным цилиндрическим вертикальным проходным отверстием и различными по размеру фланцами корпуса, вследствие чего увеличивается трудоемкость, кроме того нагрузка от веса обсадной колонны и колонны насосно-компрессорных труб сосредоточена на одной опорной поверхности корпуса колонной головки, что приводит к концентрации опасных напряжений в материале корпуса колонной головки и снижает запас прочности конструкции.
Задачей полезной модели является разработка устройства выполненного с компактным разъемным корпусом, имеющим единое цилиндрическое вертикальное проходное отверстие и фланцы одного типоразмера, позволяющего за одну установку противовыбросового оборудования произвести спуск обсадной колонны и колонны насосно-компрессорных труб, обеспечивающим снижение трудоемкости монтажа, рациональное распределение нагрузки от веса обсадной колонны и колонны насосно-компрессорных труб, снижающим концентрацию опасных напряжений в материале корпуса, позволяющего при возникновении аварийной ситуации, без демонтажа всей конструкции, установить клиновую подвеску.
Поставленная задача решается тем, в секционном устройстве обвязки устья скважины включающем закрепленный на кондукторной обсадной колонне корпус, оснащенный фланцами с отверстиями под шпильки, боковыми каналами, боковыми фланцами, цилиндрическим вертикальным проходным отверстием, подвески труб обсадной колонны и колонны насосно-компрессорных труб, выполненные в виде клиновой подвески или трубодержателя с уплотнителем, уплотнительные манжеты, уплотнительные кольца, адаптер, корпус выполнен разъемным и состоит из, как минимум, двух секций, секции обсадной колонны и секции колонны насосно-компрессорных труб, сопряженных типовым фланцевым соединением, причем количество секций определяется количеством обсадных колонн, цилиндрическое вертикальное проходное отверстие выполнено одного типоразмера для всех секции корпуса и соответствует типоразмеру кондукторной обсадной колонны, содержит, в каждой секции, опорные поверхности под подвески труб и уплотнительные манжеты, причем в каждую секцию может быть установлен свой вариант исполнения подвески труб.
Подвеска труб может быть выполнена в виде муфтового трубодержателя с вертикальными прорезями и уплотнителем в форме втулки с эластомерным или металлическим кольцом, либо в виде цельного муфтового трубодержателя на теле которого расположен эластичный элемент, корпус может быть оснащен стопорными элементами подвесок труб.
Корпус может содержать три секции, в одной секции может быть установлена подвеска труб колонны насосно-компрессорных труб, выполненная виде цельного муфтового трубодержателя, на теле которого расположен эластичный элемент, а в двух других секциях, установлены подвески труб обсадной колонны, выполненные либо в виде муфтового трубодержателя с вертикальными прорезями и уплотнителем в форме втулки с эластомерным или металлическим кольцом, либо в виде клиновой подвески, либо в виде цельного муфтового трубодержателя.
Полезная модель поясняется описанием и схемами, на которых изображено:
Фиг. 1 - секционное устройство обвязки устья скважины.
Фиг. 2 - секционное устройство обвязки устья скважины, вариант корпуса с тремя секциями, компоновка с подвесками труб в виде муфтового трубодержателя с вертикальными прорезями в секциях обсадной колонны и цельным муфтовым трубодержателем в секции колонны насосно-компрессорных труб.
Фиг. 3 - секционное устройство обвязки устья скважины, вариант корпуса с тремя секциями, компоновка с подвесками труб в виде клиновых подвесок в секциях обсадной колонны и цельным муфтовым трубодержателем в секции колонны насосно-компрессорных труб.
Фиг. 4 - секционное устройство обвязки устья скважины, компоновка с подвесками труб в виде цельного муфтового трубодержателя в секции обсадной колонны и в секции колонны насосно-компрессорных труб.
Секционное устройство обвязки устья скважины, содержит корпус 1 (Фиг. 1, Фиг. 2, Фиг. 3), закрепленный на кондукторной обсадной колонне 2а (Фиг. 1, Фиг. 2, Фиг. 3), Корпус 1 оснащен боковыми фланцами 3 (Фиг. 2, Фиг. 3), фланцами 4 (Фиг. 1) с отверстиями 5 (Фиг. 1) под шпильки 6 (Фиг. 1), боковыми каналами 7 (Фиг. 1), цилиндрическим вертикальным проходным отверстием 8 (Фиг. 1). Корпус 1 выполнен разъемным и состоит из секции 9 (Фиг. 1, Фиг. 2, Фиг. 3) обсадной колонны 2б (Фиг. 1, Фиг. 2, Фиг. 3, Фиг. 4) и секции 10 (Фиг. 1, Фиг. 2, Фиг. 3, Фиг. 4) колонны насосно-компрессорных труб 11 (Фиг. 1, Фиг. 2, Фиг. 3, Фиг. 4), сопряженных типовым фланцевым соединением 12 (Фиг. 1, Фиг. 2). Количество секций 9, может быть увеличено и определяется количеством обсадных колонн 2б. Цилиндрическое вертикальное проходное отверстие 8 выполнено одного типоразмера для секции 9, 10 корпуса 1 и соответствует типоразмеру кондукторной обсадной колонны 2. В каждой секции 9, 10 цилиндрическое вертикальное проходное отверстие 8 оснащено опорными поверхностями 13 (Фиг. 1) под подвески труб 14 (Фиг. 1, Фиг. 2, Фиг. 3) обсадной колонны 2б, колонны насосно-компрессорных труб 11 и уплотнительные манжеты 15 (Фиг. 1, Фиг. 2, Фиг. 3). В каждую секцию 9, 10 может быть установлен свой вариант исполнения подвески труб 14 (Фиг. 1, Фиг. 2, Фиг. 3). Подвески труб 14 выполнены в виде клиновой подвески 16 (Фиг. 3) или трубодержателя 17 (Фиг. 1, Фиг. 2, Фиг. 3) с уплотнителем 18 (Фиг. 1, Фиг. 2, Фиг. 3) и уплотнительными манжетами 15. Фланцевые соединения 12 содержат уплотнительные кольца 19 (Фиг. 1, Фиг. 2). На секции 10 посредством фланцевого соединения 12 установлен адаптер 20 (Фиг. 1, Фиг. 2, Фиг. 3). Подвеска труб 14 может быть выполнена в виде муфтового трубодержателя 21 (Фиг. 2) с вертикальными прорезями 22 (Фиг. 2) и уплотнителем 18 в форме втулки 23 (Фиг. 2) с эластомерным или металлическим кольцом 24 (Фиг. 2), либо в виде цельного муфтового трубодержателя 25 (Фиг. 4) на теле 26 (Фиг. 4) которого расположен эластичный элемент 27 (Фиг. 4), а корпус 1 может быть оснащен стопорными элементами 28 (Фиг. 1, Фиг. 2, Фиг. 3, Фиг. 4) подвесок труб 14. Корпус 1 устройства может содержать три секции 9, 10, 29 (Фиг. 2, Фиг. 3), одну секцию 10 колонны насосно-компрессорных труб 11 и две секции 9 и 29 обсадных колонн 2б. При этом в секции 10 может быть установлена подвеска труб 14 виде цельного муфтового трубодержателя 25 на теле 26 которого расположен эластичный элемент 27, а в двух других секциях 9 и 29 в виде муфтового трубодержателя 21 с вертикальными прорезями 22 и уплотнителем 18 в форме втулки 23 с эластомерным или металлическим кольцом 24. Кроме того устройство может содержать три секции 9, 10, 29 корпуса 1, при этом в секции 10, может быть, установлена подвеска труб 14 в виде цельного муфтового трубодержателя 25, а в двух других секциях 9 и 29 в виде клиновой подвески 16.
Секционное устройство обвязки устья скважины используется следующим образом.
Секции 9, 10 соединяют посредством типового фланцевого соединения 12, используя шпильки 6 пропущенные через отверстия 5, предварительно расположив между фланцами 4 уплотнительные кольца 19. Корпус 1 посредством типового фланцевого соединения 12 и шпилек 6 устанавливается на кондукторной обсадной колонне 2а, предварительно расположив между фланцами 4 уплотнительное кольцо 19. В цилиндрическое вертикальное проходное отверстие 8 корпуса 1 секции 9 на опорную поверхность 13 устанавливают подвеску труб 14 выполненную в виде клиновой подвески 16 или трубодержателя 17 с уплотнителем 18 и уплотнительными манжетами 15, в которой фиксируют обсадную колонну 2б. В цилиндрическое вертикальное проходное отверстие 8 корпуса 1 секции 10 колонны насосно-компрессорных труб 11 на опорную поверхность 13 устанавливают подвеску труб 14 выполненную в виде клиновой подвески 16 или трубодержателя 17 с уплотнителем 18 и уплотнительными манжетами 15, в которой фиксируют колонну насосно-компрессорных труб 11. При этом нагрузка от веса обсадной колонны 2б распределяется на опорную поверхность 13 секции 9, а нагрузка от веса колонны насосно-компрессорных 11 распределяется на опорную поверхность 13 секции 10. На секцию 10 посредством типового фланцевого соединения 12 крепят адаптер 20, предварительно расположив между фланцами 4 уплотнительное кольцо 19. Для фиксации подвесок труб 14 устанавливают стопорные элементы 28.
Корпус 1 устройства содержащий три секции 9, 10, 29, также соединяют перед установкой посредством типового фланцевого соединения 12, используя шпильки 6 пропущенные через отверстия 5, предварительно расположив между фланцами 4 уплотнительные кольца 19. Устанавливают противовыбросовое оборудование, крепят к боковым фланцам 3 трубопроводы (на схеме не показаны). Производят спуск обсадной колонны 2б и колонны насосно-компрессорных труб 11. Для этого корпус 1 посредством типового фланцевого соединения 12 и шпилек 6 устанавливается на кондукторной обсадной колонне 2а. В цилиндрическое вертикальное проходное отверстие 8 корпуса 1 секции 29 на опорную поверхность 13 устанавливают подвеску труб 14, в виде муфтового трубодержателя 21 с вертикальными прорезями 22 и уплотнитель 18 в форме втулки 23 с эластомерным или металлическим кольцом 24, в которой фиксируют обсадную колонну 2б. Затем в цилиндрическое вертикальное проходное отверстие 8 корпуса 1 секции 9 на опорную поверхность 13 устанавливают подвеску труб 14, в виде муфтового трубодержателя 21 с вертикальными прорезями 22 и уплотнитель 18 в форме втулки 23 с эластомерным или металлическим кольцом 24, в которой фиксируют обсадную колонну 2б. Далее в цилиндрическое вертикальное проходное отверстие 8 корпуса 1 секции 10 колонны насосно-компрессорных труб 11 на опорную поверхность 13 устанавливают подвеску труб 14 виде цельного муфтового трубодержателя 25 на теле 26 которого расположен эластичный элемент 27. Кроме того в секции 10, может быть, установлена подвеска труб 14 в виде цельного муфтового трубодержателя 25, а в двух других секциях 9 и 29 в виде клиновой подвески 16.
При возникновении аварийной ситуации, разделяют две из секций 9, 10, 29 корпуса 1, разъединив типовое фланцевое соединение 12, и на опорную поверхность 13 центрального вертикального проходного отверстия 8 устанавливают клиновую подвеску 16 и уплотнитель 18 фиксируя колонну насосно-компрессорных труб 11 или обсадную колонну 2б.