-
Подземное оборудование газовых скважин. Основные элементы. Их назначение.
При эксплуатации скважин большое внимание должно уделяться надежности, долговечности и безопасности работы, предотвращению открытых газовых фонтанов, защите среды обитания. Этим условиям должны удовлетворять как конструкция газовой скважины, так и оборудование ее ствола и забоя.
Подземное оборудование ствола скважины позволяет осуществлять:
-
защиту скважины от открытого фонтанирования;
-
освоение, исследование и остановку скважины без задавки ее жидкостью;
-
воздействие на призабойную зону пласта с целью интенсификации притока газа к скважине;
-
эксплуатацию скважины на установленном технологическом режиме;
-
замену колонны насосно-компрессорных (фонтанных) труб без задавки скважины жидкостью.
Схема компоновки подземного оборудования скважины показана на рисунке 10.1. Основное эксплуатационное подземное оборудование газовой скважины включает в себя:
-
обсадные колонны;
-
колонна насосно-компрессорных труб (НКТ);
-
разобщитель (пакер);
-
ниппель;
-
циркуляционный клапан;
-
ингибиторный клапан;
-
устройство для автоматического закрытия центрального канала скважины, которое включает в себя забойный клапан-отсекатель, уравнительный клапан, переводник и замок;
-
аварийный, срезной клапан;
-
разъединитель колонны НКТ;
-
хвостовик.
Дополнительное рабочее оборудование для работы с клапанами-отсекателями включает в себя различный инструмент и принадлежности канатной техники для управления подземным оборудованием.
Обсадные колонны должны обеспечивать прочность и герметичность ствола скважины. Они представляют собой стальные бесшовные трубы, применяемые для крепления нефтяных и газовых скважин. Диаметр этих труб – от 114 до 508 мм. Трубы по точности и прочности выпускают в двух исполнениях (А и В) из сталей групп прочности Д, К, Е, Л, М, Р, Т. Длина труб составляет 9,5-13,0 м.
Колонна фонтанных труб, спускаемых в скважину, служит для подъема жидкости или газа на поверхность, предохранения колонны обсадных труб от коррозионного и эрозионного износа при добыче углеводородов, регулирования режима работы фонтанной скважины, предупреждения образования на забое столба воды или песчаной пробки, для промывки скважины и обработки призабойной зоны пласта с применением различных методов воздействия; предохранения обсадной колонны от высокого давления, возникающего при обработке скважины.
Рисунок 10. – Схема компоновки подземного оборудования газовой скважины
1 – пакер; 2 – циркуляционный клапан; 3 – ниппель; 4 – забойный клапан-отсекатель с уравнительным клапаном; 5 – разъединитель колонны НКТ; 6 – ингибиторный клапан; 7 – аварийный срезной клапан; 8 – НКТ; 9 – жидкий ингибитор коррозии и гидратообразования; 10 – хвостовик.
Для оборудования фонтанных скважин применяют бесшовные, т. е. цельнотянутые насосно-компрессорные трубы диаметром 38, 50, 63, 73, 89, 102 и 114 мм с толщиной стенок от 4 до 7 мм, длиной 5,5-10 м (в среднем 8 м). Трубы изготавливают из сталей групп прочности Д, К, Е, Л, М с высокими механическими свойствами.
Насосно-компрессорные трубы выпускают двух типов: с высаженными наружу концами и гладкие (одинакового размера по всей длине). Между собой насосно-компрессорные трубы соединяются с помощью муфт.
Разобщитель (пакер) предназначен для постоянного разъединения пласта и затрубного пространства скважины с целью защиты эксплуатационной колонны и НКТ от воздействия высокого давления, высокой температуры и агрессивных компонентов (H2S, СО2), входящих в состав пластового газа. Его устанавливают над эксплуатационным объектом, из которого ведут добычу природных углеводородов.
Пакеры используются в обсадной колонне нефтяных и газовых скважин при их эксплуатации и ремонте; для разобщения продуктивного пласта с водоносными нижележащими пластами; для разобщения двух или более продуктивных горизонтов при их одновременной раздельной эксплуатации.
Для заякоривания и центрирования скважинного оборудования в эксплуатационной колонне служат специальные устройства – якоря.
Ниппель служит для установки, фиксирования и герметизации в нем забойного клапана-отсекателя. Он спускается в скважину на колонне НКТ и устанавливается обычно выше пакера.
Циркуляционный клапан обеспечивает временное сообщение центрального канала с затрубным пространством с целью осуществления различных технологических операций: освоения и задавки скважины, промывки забоя, затрубного пространства и колонны НКТ, обработки скважины различными химическими реагентами и т. д. Клапан устанавливается в колонне НКТ во время ее спуска в скважину и извлекается вместе с ней.
Ингибиторный клапан предназначен для временного сообщения затрубного пространства скважины с внутренним пространством колонны НКТ при подаче ингибитора коррозии или гидратообразования в колонну. Клапан устанавливается в колонне НКТ во время ее спуска и извлекается вместе с ней.
Устройство для автоматического закрытия центрального канала скважины предназначено для временного перекрытия скважины у нижнего конца колонны фонтанных труб при аварийных ситуациях или ремонте оборудования устья. Оно может устанавливаться в различных местах в НКТ.
Клапаны-отсекатели предназначены для автоматического перекрытия колонны лифтовых труб и отсечения потока добываемой продукции скважины при нарушении установленного технологического режима ее эксплуатации в результате повреждения или полного разрушения устьевого оборудования, нарушения герметичности эксплуатационной колонны скважины, затрубное пространство которой перекрыто пакером.
При обустройстве скважины пакер и клапан-отсекатель устанавливаются непосредственно над продуктивным горизонтом.
Аварийный срезной клапан предназначен для глушения (задавки) оборудованной пакером скважины в аварийной ситуации через затрубное пространство, когда нельзя открыть циркуляционный клапан при помощи проволочного приспособления. Устанавливается с колонной НКТ.
Для улучшения выноса твердых частиц и жидкостей с забоя скважины в фильтрованную часть пласта на забой скважины спускается хвостовик.
С помощью спускного инструмента с использованием канатной техники скважинное оборудование спускают и укрепляют внутри скважины (обсадной колонны).