Оборудование для эксплуатации скважин

Оборудование для эксплуатации скважин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение позволяет повысить надежность работы оборудования при эксплуатации рыхлых и слабосцементированных коллекторов за счет того, что клапанные узлы установлены в нижней части колонны подъемных труб между муфтами с возможностью поочередного их срабатывания и выполнены в виде двух размещенных параллельно оси трубы диафрагм, образующих между собой полость, причем диафрагма расположенная со стороны полости трубы выполнена с бойком из прочного материала (металла), а другая - из хрупкого материала (стекла). 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕ ГСКИХ

СОЦИЛЛИСТИЧГСКИХ

РЕСПУБЛИК (я) E 21 B 43!00 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4893720/03 . (22) 25,12.90 (46) 15.04.93. Бюл. ¹ 14 (71) Туркменский государственный научноисследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) А, П. Курдов и Т, Пуханов (56) Аллахвердиев P. А. "Борьба с осложнениями. При эксплуатации нефтяных скважин на месторождении Кошур-Тепе", Ашхабад, 1983, с, 41-43. (54) ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ СКВАЖИН

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при эксплуатации добывающих и нагнетательных скважин.

Цель изобретения — повышение надежности работы оборудования при эксплуата-. ции рыхлых и слабосцементированных коллекторов.

На фиг. 1;а показано оборудование для эксплуатации скважин, включающее насосно-компрессорные трубы 1, в нижней части которых, в месте их соединения 2, установлены специальные устройства 3, представляющие собой переводник 4 (фиг. 1, г) с клапанным узлом "А", В этом узле размещены две диафрагмы; 5 — изготовленная из прочного материала и 6 — из хрупкого материала. Диафрагма 5 выполнена с бойком 7.

Указанные диафрагмы размещаются и закрепляются в узле так, чтобы между ними образовалась замкнутая полость 8. Так как. 50,„, 1809004 А1 (57) Изобретение позволяет повысить надежность работы оборудования при эксплуатации рыхлых и слабосцементировэнных коллекторов за счет того, что клапанные узлы установлены в нижней части колонны подъемных труб между муфтами с возможностью поочередного их срабатывания и выполнеMû в виде двух размещенных параллельно оси трубы диафрагм, образующих между собой полость, причем диафрагма расположенная со стороны полости трубы выполнена с бойком из прочного материала (металла), а другая — из хрупкого материала (стекла), 2 з,п. ф-лы, 1 ил. сборка узла А (установка диафрагм) происходит в поверхностных условиях, то в полости 8 сохраняется атмосферное давление.

Работает оборудование следующим образом, До спуска НКТ готовится комплект спе- QQ циальных устройств 3 диафрагменные узлы . () которых, рассчитаны на различные величины срабатывания, В процессе спуСкэ в нижней части НКТ. в местах соединения (фиг. 1, а) устанавливают специальные устройства 3 по оп ределенной схеме их размещения и пускают скважину в акснлуатвцию, Зта сиама должна обеспечить, в случае необходимости, по- а очередное (снизу вверх) срабатывание установленных устройств и возможность освобождения (промывки) НКТ от песка, При образовании песчаной пробки 9 (большой мощности и прихвата НКТ (фиг, 1, б) с по. мощью агрегатов создают во внутренней

1809004

2050 м

2002 + 2048 м

2030 м из

2 1/2" НКТ

4, Способ эксплуатации фонтанный

5, Длина укороченных

НКТ 5м

6. Длина участка лифта оборудованного спец. устройством 40м

Используемые материалы: насоснокомпрессорные трубы по ГОСТ" 633 — 63 из стали марки нК", с испытательным (максимальным) давлением 300 кГс/см .

Для изготовления металлических диафрагм используют сплав типа АД с (г» = 800 кГс/см (ГОСТ 4784-65). Для стекла Оер =400

+ 1200 кГс/см2. Для расчета принимаем минимальное значение сЪр = 400 кГс/см . Рас2 чет толщины стенки диафрагмы:

Напряжение среза определяется по формуле

Оср у— ср

Fcp площадь среза Fcp = П Dg дд

N - действующее усилие на диафрагму;

Dg — диаметр диафрагмы д — толщина диафрагмы о р — напряжение среза металла, зависящее - от предела текучести материалов (pep), Для сплава АД ocp = 0,75 Оер. (по данным вышеуказанного справочника).

Действующее усилие (N) определяется из произведения площади диафрагмы на полости лифта избыточное давление Р. После создания расчетной величины, избыточного давления срабатывает (срезается) диафрагма 5 первого (нижнего) устройства, которая механически с помощью бойка 7 разрушае1- (разбивает) диафрагму 6, Наличие полости 8 исключает зависимость величины избыточного давления от затрубного давления, обеспечивает создание необходимого перепада при минимальном значении избыточного давления и возможность надежного срабатывания диафрагмы 5.

С повышением избыточного давления до следующего расчетного значения аналогичным образом срабатывает второе (снизу) устройство и т.д. до тех пор, пока не будет достигнута циркуляция жидкости Q (фиг. 1, в). При достижении циркуляции производят промывку песчаной пробки в зоне прихвата.

Освободив НКТ от песчаной пробки производят ее полную промывку, подъем НКТ и замену сработанных устройств на новые.

Пример;

Исходные данные:

1. Забой скважины

2. Интервал фильтра

3. Глубина подвески давление воспринимаемое ими. Для удобства расчета принимаем скважинную жидкость yx = 1,0 г/см, Диаметр диафрагмы

3 одинаковый для всех устройств Dg = 1,5 см.

Тогда максимальное давление испытуемое нижним (1-м) устройством составит:

203 = 203 кГс/см

2030 1

Следовательно величина срабатывания

1б нижнего (1-го1 устройства должно быть Р1 203 кГс/см . Принимаем Р1 = 1,1. P> = 1,1 х 203 = 220 кГс/см .

Следующие значения Р2,3..... для выше расположенных устройств увеличивается с

15 интервалом в 10 кГс/см, т.е. Р2 = 230 кГс/см; P3 = 240 кГс/см ..... Рв = 290 кГс/см . Таким образом, принятые значения давления не выходят за пределы максимально допустимого для используемых Н КТ.

Действующее усилие:

N1=0 785 õ 1,5 х 220=388 кг

Толщина металлической стенки диафрагмы

388

3.14 1,5 0,75 800

0,137 см = 1,4 мм

Толщина стеклянной уиафрагмы определена для P = 290 кГс/см

512 дст= 14 . 15 400= 0,272 = 3,0мм

Аналогичным образом произведены расчеты для других значений давления. При этом толщину стенки стеклянной диафрагмы принимаем для всех устройств одинаковои дбт = 3,0 мм.

Результаты расчетов сведены в таблице.

В связи с возможным отклонением толщины (e пределах допуска) и пределах прочности материала диафрагмы, давление

40 среза серии диафрагм следует определять экспериментально.

B процессе выполнения подготовительных работ готовится комплект специальных устройств (8 шт.) в соответствии с исходны-.

45 ми и расчетн ми данными в таблице.

При спуске первым (нижним) устанавливают устройство с толщиной диафрагмы дАД1 = 1,37 мм; следующим (2-м) — с дАД2 =

1,44 мм; третьим — дАД3 = 1,5 мм и т.д.

50 Последним (8-м) устанавливают с дАДв =

1,81 мм. Затем продолжают спуск в обычном порядке и пускают скважину в эксплуатацию.

Допустим в процессе эксплуатации скважины образовалась песчаная пробка мощностью 30 м (фиг. 1, б) и низ лифта ока-. зался прихваченным. Расхаживанием труб освободиться от песка не удалось, 1809004

Результаты расчетов толщины стенки диафрагмы

Тогда с помощью агрегата необходимо создать в трубах давление P>e<. = 220 кгс/см при котором сработает нижнее (1ое) устройство. Если при этом не будет достигнута циркуляция, повысить давление до

230 кгс/см при котором сработает 2-е устройство и т.д, Допустим, что циркуляция достигнута после срабатывания 5-го устройства (фиг. 1, в). Устройства 6-8 оказались в данном случае резервными.

При достижении циркуляции производят промывку части пробки над 5-м устройством. Отмыв этот участок, процесс промывки продолжают через 4-е устройство и т.д, до низа лифта. После освобождения

НКТ последние извлекаются на поверхность, в 6-ти сработанных устройствах заменяют диафрагмы на новые и дальнейшие операции производят в соответствии с планом работ по данной скважине.

Использование оборудования для эксплуатации скважины позволяет сохранить номинальное проходное сечение лифта, повысить надежность безаварийной работы скважины и тем самым расширить возможность спуска лифта в фильтровую зону.

Это оборудование можно использовать и в других случаях, когда возникает опасность прихвата НКТ, например. при капитальном ремонте скважин с применением твердеющих составов, промывке песчаных пробок и т.п, 5

Формула изобретения

1; Оборудование для эксплуатации скважин, содержащее опущенные в них подъемные трубы с муфтовыми соединени10 ями и клапанными узлами, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения надежности в работе оборудования при эксплуатации рыхлых и слабосцементированных коллекторов, клапанные узлы установлены

15 в нижней части колонны труб между муфтами с возможностью поочередного срабатывания и выполнены в виде двух размещенных параллельно оси трубы диафрагм, образующих между собой полость, 20 причем диафрагма, расположенная со стороны полости трубы, выполнена с бойком из прочного материала, а другая — из хрупкого материала.

25 2, Оборудование по и. 1, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что расположенная со стороны полости трубы диафрагма выполнена из металла, а другая — из стекла.

1809004

Г1 и. д.

Фиг. / Ьг /.r"

Составитель А, Курдов

Редактор В,Трубченко Техред М,Моргентал Корректор O,Кравцова

Заказ 1264 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб„4/5 — "— — — —. — — — °вЂ”

Производственно-издательский комбинат "Патент". г, Ужгород, ул,Гагарина. 10>