РЕГУЛИРУЕМЫЙ ШТУЦЕР НЕФТЕГАЗОДОБЫВАЮЩЕЙ СКВАЖИНЫ

Предлагаемая модель предназначена для плавного изменения устьевого сопротивления без остановки скважины, стравливания давления при открытом шибере задвижки.
Устьевое сопротивление (штуцер) устанавливается, как на затруб, так и на манифольд. Штуцер установленный на манифольд ограничивает расход пластовой жидкости выбрасываемый в нефтесборочный коллектор и приводит его в соответствие с притоком жидкости из нефтеносного пласта. Таким образом уровень жидкости в затрубном пространстве стабилизируется.
При установки штуцера на затруб, в затрубном пространстве создается определенное давление, главным образом для вывода точки дегазации из пласта и поднятия ее выше приемной сетки электрического центробежного насоса. Этим достигается более устойчивая работа ЭЦН
В процессе эксплуатации скважины сопротивления на затрубе и манифольде периодически меняются для поддержания оптимального режима работы скважины.
Для замены обычного штуцера необходимо остановить скважину (ЭЦН ШГН и т.д.), перекрыть секущую, манифольдную, затрубную задвижки, стравить давление через пробоотборник, демонтировать колодку штуцерной камеры, заменить штуцер и вернув все в рабочие положение запустить погружное оборудование. В полевых условиях эти действия часто бывают трудно выполнимы. Например:
1. Секущая задвижка полностью не закрывается из-за износа шибера. В этом случае перекрывают задвижку в автоматическом групповом замерном устройстве. И растравливают всю коллекторную трубу зачастую прямо на кустовую площадку. Это занимает много времени не говоря о вреде нанесенном экологии.
2. Заморожена одна из задвижек или пробоотбрник.
3. Не закрывается манифольная или затрубная задвижка. В этом случае приходится менять штуцер на газирующей скважине, а это нарушение техники безопасности.
4. После замены штуцера долгое время не удается запустить ЭЦН из-за турбинного вращения.
5. ЭЦН не удается запустить (клинит) из-за оседания на его лопатках твердых частиц, Это происходит особенно часто после гидроразрыва пласта.
Предлагаемая конструкция позволит избежать этих осложнений, упростит и ускорит замену устьевого сопротивления, увеличит межремонтный период погружного оборудования. Кроме того появляется возможность бесступенчатого регулирования площади отверстия и его контроль. Особенно актуально быстрое изменение штуцера без остановки ЭЦН при выводе скважины в режим после гидроразрыва пласта, так как требуется точная регулировка потока жидкости определяющаяся двумя факторами: Высокой концентрацией взвешенных частиц и достаточным охолождением ЭЦН.
Модель выполнена на базе стандартной штуцерной камеры Ш 251 изображенной на чертеже (фигура 1) применяемой на всех нефтяных месторождениях Западной Сибири путем доработки колодки штуцерной камеры. Усовершенствованная колодка изображена на чертежах (фигура 2, фигура 3).
Состав изделия (фигура-2 фигура 3):
1 Контргайка.
2 Уплотнение.
3 Шайба.
4 Колодка штуцерной камеры.
5 Вытяжной шток.
6 Втулка со штуцирующей прорезью.
7 Уплотнительное резиновое кольцо.
8 Диск-отсекатель.
9 Втулка с канавками.
10 Корончатая гайка.
11 Шплинт.
12 Фиксирующая втулка.
13 Шпонка.
СБОРКА ИЗДЕЛИЯ
В головке колодки штуцерной камеры 4 просверливается отверстие и нарезается резьба. В корпус колодки 4 вставляется втулка 6 и ориентируется прорезью в сторону профрезерованного отверстия в корпусе колодки. Ширина прорези 10 мм внутренний диаметр 28 мм длина втулки - 70 мм.
2
Затем в головку колодки 4 вкручиваем шток 5 с насажанным на него диском 8 с резиновым уплотнительным кольцом 7. Шпонка 13 обеспечивает вращение диска 8 при поворотах штока 5. Это уменьшит вероятность заклинивания или затирания диска 8 во втулке 6 при его осевых перемещениях. Корончатой гайкой 10 обеспечиваем небольшой технологический зазор, необходимый для компенсации погрешностей при изготовлении деталей. Гайку 10 шплинтуем шплинтом 11. Далее в корпус колодки вставляем втулку 9 и ориентируем ее одной из канавок в сторону отверстия в корпусе колодки. Канавки на втулке 9 выполняют роль минимального штуцерного отверстия (глубина канавки 3 мм ширина 3 мм) это необходимо для предотвращения аварийных ситуаций (забивание пропантом, и т.д.). Внутренний диаметр втулки 9 немного меньше диаметра диска 8, таким образом, при любых действиях оператора всегда остается отверстие (в нашем 2 случае 9 мм). Так как износ (проточка) штудирующего отверстия при его малых площадях происходит быстрее на втулке 9 выполняется несколько канавок. Затем втулку 6 и 9 фиксируем втулкой 12. Вкручивая ее в корпус колодки.
Настройка изделия:
После сборки, вращая шток 5, закручиваем его до упора диска 8 во втулку 9, это есть начало отсчета. Подбирая по толщине шайбу 3 выставляем размер L до заранее оговоренной величины предположим 25 мм.
Устанавливая колодку на устьевую арматуру штуцирующее отверстие желательно ориентировать в низ путем подбора шайб и уплотнений, на головку колодки наносится метка.
Работа изделия:
2
Ослабив контргайку 1 выкручиваем шток 5 на необходимую длину и подправив уплотнение 2 затягиваем контргайку. Площадь штудирующего отверстия подсчитываем умножая ширину прорези втулки 6 на величину удлинения штока от первоначальной длинны L плюс площадь минимального штуцера (9мм)
2
2
Таким образом в нашем случае площадь отверстия можно изменять от 9 мм до 650 мм, что соответствует диаметру отверстия от 3.4 мм до 28.8 мм.
Ближайший аналог коленчатый регулируемый штуцер описан в учебном пособии для ВУЗов "Машины и оборудование для добычи нефти и газа" Г.И.Молчанов А.Г.Молчанов. Москва 1984 г. Издательство Недра. Описанная Молчановым конструкция выполняет те же задачи бесступенчатого регулирования за счет осевого перемещения шпинделя с конусной насадкой входящей в гнездо. Из-за переменного профиля насадки площадь кольцевого отверстия между гнездом и насадкой меняется. Данная конструкция имеет ряд недостатков: ее масса около 80 кг, трудоемкость монтажа - демонтажа при профилактическом и капитальном ремонте скважин, сложность замены конусной насадки и штуцера при износе, сложность расчета площади кольцевого отверстия сложность и дороговизна конструкции. Основной недостаток: при малых диаметрах штуцирующего отверстия возможно забивание пропантом. В связи с этим на месторождениях Западной Сибири данная модель практически не используется.
Предлагаемая модель весит 9 кг и ее изготовление возможно в небольших мастерских или базах производственного обеспечения.