Способ перекрытия фонтанирующей скважины

Способ перекрытия фонтанирующей скважины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕКРЫТИЯ ФОНТАНИРУЮЩЕЙ СКВАЖИНЫ, включающее связанный с противопоточньм двигателем перекрывающий элемент, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности перекрытия глу-; боких и сверхглубоких скважин за счет уменьшения аэродинамического сбйротивления на устройство при его спуёке, противопоточный двигатель вьтойнен в виде насосно-компрёссорной трубы, диаметр которой не менее 0,9 диаметра скважины, с конфузором, соплом Лаваля или эжектором в верхней части. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ВУВВВ

РЕСПУБЛИК (l9) (I I)4(51 К 21 В 35/00

ГОСУД СТ8ЕНН1 1Й КОМИТЕТ CCCP

r1O ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТКОЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

В *8 TOPOHOMV ВВИДВТВЪВТВУ (2 1) 3507138/22-03 (22) 29. 10.82 (46) 15.02 ° 85. Бюл. В б (72) А.И.Бетанели, А.P.Òàòèøâèëè, А.У.Ройнишвили, Г.И.Зукакишвили и Л.У.Ройнишвнли (7 1) Грузинский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им.В.И.Ленина 53) 622.245.7(088.8) (56) 1. Чтобы не фонтанировала.

"Изобретатель и рационализатор", 1982, У 1, с.24 (прототип) . (54) (57) УСТРОЙСТВО ДДЯ ПКРККРЫТИЯ

ФОНТАНИРУИМЦКЙ СКВАЖИНЫ, включакнцее связанный с противопоточным двигателем перекрывающий элемент, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности перекрытия глу-; боких и сверхглубоких скважин sa счет уменьшения аэродинамического сопротивления на устройство при его спуске, противопоточный двигатель выполнен в виде насосно-компрессор-ной трубы, диаметр которой не менее

0,9 диаметра скважины, с конфузором,. соплом Лаваля или эжектором в верхней части.

1 11398

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для перекрытия фонтанирующих скважин.

Известно устройство для перекрытия фонтанируккцей скважины, включающее связанный с противопоточным двигателем перекрывающий элемент Г13.

Недостаток устройства - наличие предела его использования для пере- 10 крытия фонтанирункцей скважины ввиду интенсивного роста аэродинамического сопротивления, действуккцего на спускаемое устройство со стороны фонта.нируккцего потока, смеси газа с увели- 15 чением глубин бурения. Поэтому устройство может быть использовано на малых скоростях потока смеси газа и небольших глубинах.

Цель изобретения - повышение надежности перекрытия глубоких и сверхглубоких скважин за счет уменьшения аэродинамического сопротивления на устройство. при его спуске.

Поставленная цель достигается 25 тем, что в устройстве для перекрытия фонтанирующей скважины, включакщем связанный с противопоточным двигателем перекрывающий элемент, противопоточный двигатель выполнен в виде насосно-компрессорной трубы, диаметр которой не менее 0,9 диаметра скважины, с конфузором, соплом Лаваля или ажектором в верхней части.

На фиг.1 показано устройство,предусматривакщее спуск перекрывающего элемента на насосно-компрессорной трубе с конфузором в верхней части на фиг.2 - насосно-компрессорная труба с установленным в верхней части соплом Лаваля на фиг.3 — то же, с установленным эжектором.

В скважину 1 спускают на насосно компрессорной трубе 2 (НКТ) с диаметром не менее 0,9 диаметра скважины

45 перекрывающий элемент 3. Механизм, преобразующий кинетическую энергию потока смеси газа в противопоточную тягу, например, конфузор 4, сопло

Лаваля или эжектор присоединен к концевой части трубы.

При протекании фонтанирующей сме-. си газа через скважину 1 и трубу 2 и при наличии на отметке 1-1 крити ческого значения скорости (h1) пре. образователь кинетической энергии потока смеси газа в противопоточную тягу R (типа конфуэор) передвигает трубу 2 с перекрывающим элементом 3 к месту перекрытия.

Сопло Лаваля -4 устанавливг.зт на трубе 2 в том случае, когда на отметке 1-1 скорость потока смеси газа меньше кри1ического значения (М с 1).

Противопоточная тяга R создается за счет эжекции смеси газа по общеизвестной теории газовой динамики.

Эжектор 4 устанавливают над трубой

2 (на верхней части) при любом значении скорости фонтанирукицей смеси газа на отметке 1-1.

При достижении места перекрытия перекрывающим устройством 3 выполненным в виде, например, кольца, обеспе-. чивающего пропускание фонтанирующей смеси газа и не нарушающего конфигурации трубы (толщина стенки трубы равна толщине кольца), производят перекрытие фонтанирующей скважины при помощи деформации кольца в результате взрыва.

В результате выполнения внешнего диаметра трубы не менее 0,9 внутреннего диаметра скважины в полученном зазоре создается воздушная подушка (это объясняется малым значением зазора при большой скорости потока), что способствует направлению всего потока в трубу.

Благодаря конструкции, не имеющей лобового сопротивления и имеющей только сопротивление трения, и возможности беспрепятственногэ пропускания потока смеси газа через себя, а также в результате создания противопоточной тяги при помощи конфузора возможно ее применить на больших скоростях потока смеси газа и большйх глубинах.

Пример . Исходные данные: скорость фонтанирующей смеси газа

C=415/ м/с / 3 =О, 7/ расход смеси газа 4=1200 кг/с, плотность смеси rasa .100 кг/см ; коэффициент гидравлического сопротивления ф =0,0173; диаметр фонтанируницей скважины с1скв 0,2. м, диаметр 1-й трубы d .=0,11 м< зазор между 1-й трубой и фонтанируницей скважиной d„ =45 мм, диаметр 2-й трубы d-,=-0,166 м ; зазор между 2-Й трубой и фонтанирующей скважиной d„- -=10 мм, длина двух труб =10 м.

39829 иС.щщИДИ Заказ 244/23 Тираж 540 По исное

Д

Филшал ППП Патаат ° ф .Ужгород, ул.Проекя ная, 4

3 11

Обе трубы находятся в фонтанирующе скважине и для каждой из них определяют по экспериментально-теоретической формуле аэродинамическое сопротивление.

Сопротивление 1-й трубы (беэ учета перекоса) равно 51282,9 кг:

i6 4 с fl

R = — 3 C + А12 р г г 20 " кр d А 4 вот "М

Сопротивление 2-й трубы равно

11296,7 кг:

R =— С - -- --Bd y h C„) а и

20 т 4 d В 4 йа вт 1 Р

Коэффициенты 4 и 6 зависят от конструктивнык особенностей труб и рас,считаны по зависимости

А=1-1 ° 5(— -)2 В= 1+0,414(- ") а, ц а ° С1 ф

Анализ примера показывает, что аэродинамическое сопротивление 1-й трубы больше 2-й в 4,54 раза.

При этом аэродинамическое сопротивление 1-й трубы рассчитано без учета перекоса, что прах.ически нереально. С учетом перекоса сопротивление 1-й трубы увеличится в несколь..ко десятков раз.

Практическая ценность данного вывода подкрепляется и тем,что "раскрытая труба" (по примеру 2-я труба)

10 по своему весу будет превосходит

1-ю трубу,что является "добавочной противопоточной тягой для заталкиваемых труб в фонтанирующую скважину.

Как показал расчет (а также другйе газодинамическне расчеты) использование заталкиваемых труб гораздо меньшим диаметром, чем диаметр фонтанирующей скважины является принципиальной ошибкой.

20 Технико-экономический эффект получают за счет ускорения и расширения диапазона производства аварийных ра- бот по перекрытию глубоких и сверхглубоких фонтанирующих скважин.