книги / Техника и технология строительства боковых стволов в нефтяных и газовых скважинах
..pdfТ а б л и ц а 13.4. Основные показатели комплекса специальных технических средств
Максимальный вес «хвостовика», удерживаемый устройством для его |
|
спуска, подвески и герметизации,кН: |
300 |
при наружном диаметре «хвостовика» 88,9 мм |
|
при наружном диаметре «хвостовика» 114,3 мм |
400 |
Максимальный расход жидкости при промывке и цементировании |
|
скважины через башмак «хвостовика», л/с |
12 |
при наружном диаметре «хвостовика» 88,9 мм |
|
при наружном диаметре «хвостовика» 114,3 мм |
18 |
Максимальное внутреннее избыточное давление в «хвостовике», МПа |
35 |
Максимальная температура в зоне установки устройства для спуска, |
150 |
подвески и герметизации «хвостовика», °С |
Т а б л и ц а 13.5. Основные размеры технических средств, остающихся в скважине в
составе компоновки «хвостовика»
Наружный диаметр «хвостовика», мм
88,9
114,3
Размеры специальных технических средств, мм
Минимальный внутренний диаметр (кро ме упорного кольца)
73
97
Максимальный наружный диаметр
для установки в об |
для установки в от |
садной колонне |
крытом стволе |
117 |
по |
140 |
133 |
бами для соединения с трубами «хвостовика» и упорное кольцо для продавочной пробки, имеющее элемент опорного взаимодействия с фиксатором конечного положения этой пробки.
Рабочая среда в зоне установки специальных технических средств — пластовая вода, газ или нефть.
Условные обозначения (шифры) устройства для спуска, подвески и гер метизации «хвостовика»: УСПГ-88,9/146; УСПГ-114,3/168.
На нижнем конце устройства УСПГ выполнена резьба для соединения с верхней трубой «хвостовика» (табл. 13.4, 13.5):
—в устройстве УСПГ-88,9/146— резьба ниппеля для гладкой НКТ, на ружным диаметром 88,9 мм;
—в устройстве УСПГ-114,3/168 — резьба ОТТМ ниппеля обсадной тру
бы наружным диаметром 114,03 мм.
На верхнем конце устройства УСПГ (в левом переводнике) выполнена резьба для соединения с колонной труб, на которых спускается «хвосто вик»:
—в устройстве УСПГ-88,9/146 — резьба муфты для гладких НКТ наруж ным диаметром 88,9 мм;
—в устройстве УСПГ-114,3/168 — резьба замка ЗЛ-108 для 90 мм легко сплавных бурильных труб.
Специальные технические средства для крепления бокового ствола яв ляются изделиями одноразового использования и применяются без посто янного и периодического обслуживания.
Например, для цементирования «хвостовика» рекомендуется буферная
жидкость и тампонажный раствор, разработанные в ООО «СургутНиПИнефть».
Т а б л и ц а 13.6. Основные технические данные УСПГ
Модель |
УСПГХ-114/168 |
УСПГХ-Ц-114/168 |
Условный диаметр хвостовика (потайной обсад |
114 |
114 |
ной колонны), оборудуемого устройством, мм |
||
Условный диаметр обсадной колонны для спус |
168 |
168 |
ка и установки устройства в скважине, мм |
||
Условный диаметр колонны обсадных труб, на |
|
|
которых хвостовик с устройством спускается в |
89 |
114 |
скважину, мм |
||
Максимальный наружный диаметр устройства |
143 |
143 |
(по центраторам), мм |
||
Проходной диаметр устройства (без учета внут |
95 |
95 |
ренних деталей), мм |
||
Длина устройства в транспортном положении, |
|
|
мм |
2500 |
1810 |
Масса устройства, кг |
162 |
75 |
Грузоподъемность устройства, кН, не менее |
200 |
200 |
Максимальный перепад давления на пакерую- |
|
|
щий элемент узла герметизации устройства в ра |
30 |
30 |
бочем положении, МПа, не менее |
||
Рабочая температура, °С |
120 |
120 |
Конструкция и принцип работы устройства УСПГХ.
Устройство для спуска, подвески и герметизации «хвостовика» (рис 13.4) включает корпус 1, на котором снаружи последовательно (сверху-вниз) раз мещены клиновое кольцо-воронка 2, фиксируемые пружинным кольцом 3 плашки 4, нажимная втулка 5, находящаяся в опорном взаимодействии с плашками 4, нажимной поршень 6, установленный в нижней части кольце вого зазора между корпусом 1 и нажимной втулкой 5, обечайка (торцевая защита) 7, передающая усилие от поршня 6 к уплотненной манжете 8, уста новленной между обечайкой и упорно-клиновым кольцом 9. Клиновое кольцо-воронка 2, плашки 4 с пружинным кольцом 3, нажимная втулка 5 и корпус 1 образуют якорный узел. Поршень 6, обечайка 7, манжета 8 и упорно-клиновое кольцо 9 вместе с нижними частями корпуса 1 и втулки 5
образуют пакерный узел.
Основные технические данные устройств для спуска, подвески и герме тизации «хвостовика» моделей УСПГХ-114/168 и УСПГХ-Ц-114/168 пред ставлены в табл. 13.6.
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
13 |
8 |
9 |
10 |
15 |
11 |
1213 |
5 |
14 |
16 |
-55*- |
|
ш |
|
|
|
1j |
|
М т |
|
он |
||||||
|
1 |
|
|
|
=2560 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 13.4. Устройство спуска подвески и герметизации «хвостовика» типа УСПГХ 114/168.
ства в скважину вместе с хвостовиком, проведение технологических операций, связанных с проведением промывок; приведения в дейст вие всех устройств с последующим автоматическим разъединением транспортировочной колонны от устройства;
—узла аварийного разъединения, в случае невозможности создания внутреннего давления.
1.1.Якорный узел состоит из: корпуса 1, переводника 2 в пазах которого установлены шесть плашек 3, зафиксированных от самопроизвольного пе ремещения двумя разрезными пружинными кольцами 4, 5, гидротолкателя 6, закрепленного срезными винтами 8. Перемещение гидротолкателя фик сируется фиксатором 7.
1.2.Узел пакера представляет из себя гидромеханический пакер, кото рый состоит из корпуса 9, секционного уплотнительного элемента состоя щего из двух резиновых уплотнительных манжет 10 и 11 с нижней 13 и верхней 12 торцевой защитой, между которыми установлен гладкий цен тратор 14 с двумя коническими заходными поверхностями. Центратор за фиксирован срезным винтом 15 на корпусе 9, на котором также размещен гидротолкатель 16 зафиксированный срезными винтами 8 и оснащенный фиксатором 17. Все детали уплотнены резиновыми кольцами.
1.3.Узел аварийного разъединения состоит из воронки 18, соединенной
спереводником 19 левой упорной резьбой. Воронка закреплена относи тельно переводника восьмью стопорными винтами 20.
1.4.Узел разъединителя состоит из следующих основных узлов и дета лей: переводника 22, соединенного с корпусом 21, который в свою очередь соединен с втулкой 23. Наружный корпус 24 соединен с переводником 19 и удерживается относительно верхнего переводника 22 и корпуса 24 тремя упорами 25, которые расклинены поршнем 26. Поршень удерживается пя тью срезными винтами 27, и при перемещении фиксируется фиксатором 28.
Во втулку 23 ввернута труба 29, на другом конце которой закреплено седло 31, в котором, в свою очередь, на полом штифте 33 закреплена полая подвесная пробка 35. Седло уплотнено относительно корпуса уплотнитель ными элементами 32.
1.5. В процессе крепления скважины в состав хвостовика включаются следующие технические средства.
Нижняя труба хвостовика оснащается башмаком, затем устанавливается обратный клапан и стоп-патрубок. На последнюю трубу хвостовика уста навливается подвеска ПХЦЗ, которая соединяется с транспортировочной
колонной.
1.6. После окончания спуска хвостовика до заданной глубины и прове дения технологических промывок, осуществляется следующая последова тельность технологических операций для приведения в действие устройства ПХЦЗ:
1.7.Произвести затворение и закачивание тампонажного раствора.
1.8.Во внутрь транспортировочной колонны вставить верхнюю цемен тировочную пробку. Навернуть цементировочную головку и произвести продавку тампонажного раствора до получения сигнала — «стоп». (После прокачивания продавочной жидкости в объеме транспортировочной колон ны верхняя цементировочная пробка садится на полую подвесную пробку 35 и при повышении давления на 4—5 МПа от «рабочего» срезается полый штифт 33, (открывая канал подачи жидкости к узлам устройства).
1.9.После получения сигнала «стоп» приводят в действие узлы устройства ПХЦЗ. Для приведение в действие узла якоря, повышают внутреннее из
быточное давление до величины Р, = 16,0(13,0) + 10 % МПа. Давление жидкости через отверстие в полом штифте 33 передается во внутреннюю полость гидропривода 6.
Взаимодействуя с плашками 3, гидропривод 6 раздвигает их в радиаль ном направлении и прижимает к стенкам технической колонны. Осевое пе ремещение гидропривода 6 фиксируется от возврата шаговым фиксатором 7. После срабатывания манжета 34 перекрывает доступ жидкости во внут реннюю полость гидротолкателя.
1.10. Узел гидромеханического пакера устройства ПХЦЗ приводится в действие при давлении Р2= 16,0(13,0) ± 10 % МПа. Давление жидкости пе редается во внутреннюю полость гидропривода 16, где происходит срез винтов 8 и перемещение гидропривода, который, взаимодействуя с верхней манжетой 10, надвигает ее на конусную поверхность центратора 14, дефор мируя ее в радиальном направлении и перемещая в осевом направлении, герметично прижимает к стенкам технической колонны. Осевое перемеще ние толкателя фиксируется от возврата шаговым фиксатором 17. При дос тижении втулкой 13 центратора 14 происходит срез винта 15 и осевое пере мещение центратора 14 вниз, который, взаимодействуя с нижней манжетой 11, надвигает ее на нижнюю конусную поверхность центратора 14, дефор мируя ее в радиальном направлении и перемещая в осевом направлении, герметично прижимает к стенкам технической колонны. После срабатыва ния манжета 34 перекрывает доступ жидкости во внутреннюю полость гид ротолкателя.
1.11.Узел разъединителя приводится в действие при увеличении внут реннего избыточного давления до величины Р3 = 20,0(16,0) ± 10 % МПа. Давление жидкости передается на поршень 26, при этом срезные винты 27 разрушаются, поршень перемещается вверх, освобождая упоры 25 и, таким образом, разъединяясь от наружного корпуса 24 и соединенного с ним хво стовика. После этого поднимают транспортировочную колонну совместно с верхним переводником 22, поршнем 26, упорами 25, втулкой 23 и трубой 29, седлом 31.
1.12.В аварийном случае, когда не удается создать внутреннее давление
вразъединении, можно разъединиться вращением транспортировочной ко лонны вправо (20 оборотов), предварительно установив на индикаторе вес, соответствующий весу транспортировочной колонны в жидкости.
2.Подвеска хвостовика нецементируемая типа ПХН предназначена для крепления скважин хвостовиками без цементирования и выпускается в
двух исполнениях, которые различаются по способу перекрытия внутрен него пространства:
—при помощи дроссельно-запорного клапана, путем повышения произ водительности промывки (рис. 13.6);
—при помощи пуска цементировочной пробки и прокачивания ее до посадки в специальное «стоп-седло» 25 (рис. 13.7);
Конструкция ПХН практически идентична конструкции ПХЦЗ, с той лишь разницей, что на конце трубы, проходящей через все устройство, вме сто полой подвесной пробки размещено «стоп-седло» (рис. 13.7) или дрос сельно-запорный клапан 25 (рис. 13.6), а труба негерметична, а имеет от верстия.
3. Пакер гидравлический для манжетного цементирования типа ПГМЦ (рис. 13.8) состоит из двух объединенных в одно целое устройств: гидравли ческого пакера и цементировочной муфты. Муфтовая часть устройства со стоит из следующих частей: в корпусе 1 на срезном винте 5 размещена пе рекрывающая втулка 2, с закрепленным в ней седлом 4 под полую цемен-
Т а б л и ц а 13.7. Основные технические данные подвесок хвостовика нецементируе-
мых типа ПХН
Значение
|
|
Подвеска |
|
Наименование параметров |
ПХН 1.102/ |
ПХН1.114/ |
ПХН 1.1 27/ |
|
|||
|
146.000 |
168.000 |
178.000 |
|
ПХН1.102/ |
ПХН 1.114/ |
ПХН 1.127/ |
|
146.000-01 |
168.000-01 |
178.000-01 |
1. Условный диаметр хвостовика (потайной |
|
|
|
обсадной колонны), оборудованного уст |
102 |
114 |
127 |
ройством, мм |
|||
2. Условный диаметр эксплуатационной ко |
|
|
|
лонны, в которую производится спуск и ус |
146 |
168 |
178 |
тановка устройства в скважине, мм |
|||
3. Максимальный наружный диаметр уст |
120 (122) |
140 (144) |
150(152) |
ройства (по центратору), мм |
|||
4. Проходной диаметр устройства (без учета |
85 |
97 |
106 |
внутренних деталей), мм |
|||
5. Минимальный проходной диаметр в |
55 |
60 |
60 |
верхнем переводнике устройства, мм |
|||
6. Максимальный диаметр окружности |
|
|
|
описывающей раздвижные и герметизи |
|
|
|
рующие элементы устройства в рабочем по |
140 |
159 |
168,5 |
ложении, мм, не менее |
|||
7. Длина устройства в сборе, мм, не более |
3902 |
4079 |
4100 |
8. Масса устройства, кг, не более |
152 |
195 |
230 |
9. Максимальная растягивающая нагрузка, |
600(60) |
700(70) |
800(80) |
кН (тн) |
|||
10. *3начения управляющих внутренних из |
|
|
|
быточных давлений для приведения в дей |
|
|
|
ствие устройства, МПа: |
|
|
|
Давление срабатывания заякорирающего |
|
16,0 |
|
устройства Р, |
|
|
|
Давление срабатывания гидромеханиче |
|
16,0 |
|
ского пакера Р2 |
|
|
|
Давление срабатывания разъединяюще |
|
20,0 |
|
го узла Р3 |
|
|
|
И. Максимальный перепад давления между |
15,0 |
15,0 |
15,0 |
разобщаемыми пакером зонами, АР, МПа |
|||
12. Максимальная рабочая температура, °С |
100 |
100 |
100 |
13. Присоединительные резьбы |
|
|
|
верхняя |
3-86 |
3-102 |
3-102 |
нижняя |
ОТТМ-Ю2 |
ОТТМ-114 |
ОТТМ-127 |