Устьевое оборудование скважины "пермь" (варианты)

Устьевое оборудование скважины "пермь" (варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устьевому оборудованию скважин, которое предназначено одновременно для герметизации межколонного кольцевого пространства на устье нефтегазодобывающей скважины между кондуктором и обсадной колонной, для герметизации кольцевого пространства между обсадной колонной и колонной насосно-компрессорных труб (НКТ), для подвески обсадной колонны и колонны НКТ, для установки на него запорной арматуры и для направления движения пластового флюида из скважины в выкидную линию.

Изобретение предназначено для использования, в первую очередь, на находящихся в эксплуатации ранее построенных скважинах с установкой такого оборудования во время капитальных ремонтов указанных скважин, а также на вновь строящихся скважинах, у которых на верхних концах как у кондуктора, так и у обсадной колонны отсутствует резьба.

Изобретение предназначено также для использования и в тех случаях, когда нет резьбы на верхнем конце кондуктора, но верхний конец обсадной колонны имеет резьбу.

Известно устьевое оборудование скважин, состоящее из колонной головки, трубной головки и устьевой запорной арматуры, например фонтанной елки (см. Справочная книга по добыче нефти /Под ред. Ш.К.Гиматудинова. М.: "Недра", 1974 г., стр.221-223), которое принимаем за аналог.

Недостатками известного по аналогу оборудования являются его большие габариты, большая металлоемкость и необходимость переобвязки скважины при переводе ее с одного способа эксплуатации на другой.

Наиболее близким (прототипом) к заявляемому изобретению по совокупности наибольшего числа существенных признаков из числа известных аналогов того же назначения, по нашему мнению, является изобретение по патенту РФ № 2178509, МПК⁷ Е 21 В 33/03 (заявка № 97111984/03 от 16.07.1997, дата публикации 20.01.2002) под названием "Устьевое универсальное оборудование для скважин "Сибирь". Устройство по прототипу включает колонную головку, состоящую из корпуса с радиальными каналами, фланца, элементов соединения, подвески и герметизации обсадной колонны, и трубную головку для подвески колонны НКТ и для установки на нее устьевой запорной арматуры.

С нижнего конца корпуса колонной головки у прототипа выполнена внутренняя резьба для навинчивания колонной головки на верхний резьбовой конец кондуктора скважины. Внутри корпуса колонной головки установлен переводник (элемент соединения) с резьбой на нижнем конце для соединения с верхним резьбовым концом обсадной колонны.

Недостатком известного по прототипу устройства является то, что такое устройство нельзя установить на скважину, если ее кондуктор на верхнем конце не имеет наружной резьбы. Из общего фонда ранее построенных и находящихся в эксплуатации скважин большую долю составляют скважины, у которых на верхнем конце кондуктора нет резьбы. Выполнить такую резьбу на действующих скважинах затруднительно, и для этого требуются большие материальные и трудовые затраты.

При использовании устройства по прототипу также обязательно необходима резьба на верхнем конце обсадной колонны для ее подвески. Это на практике вызывает осложнения из-за того, что при спуске обсадной колонны ее верхний конец с резьбой должен занимать четко установленную высоту по отношению к нулевой отметке площадки скважины, что практически за один спуск колонны труб нельзя обеспечить. По этой причине верхнюю трубу обсадной колонны приходится при установке подгонять по высоте, дополнительно для этого производить ее подъем из скважины, приваривать в цехе фальшмуфту и снова спускать ее в скважину, что увеличивает время работ и их трудозатраты.

Кроме того, устройство по прототипу по сравнению с применяемым в настоящее время оборудованием несущественно снижает его габаритные размеры по высоте.

Еще одним недостатком является то, что при переводе скважины с одного способа эксплуатации на другой в устройстве по прототипу трубную головку необходимо снимать и производить переобвязку скважины.

Недостатком является также сложность в изготовлении известного по прототипу устройства, так как корпус колонной головки необходимо изготавливать путем стального литья.

Предлагаемое устьевое оборудование скважины ставит целью достижение нового технического результата, в первую очередь, обеспечение герметизации межколонного кольцевого пространства устья нефтегазодобывающей скважины между кондуктором и обсадной колонной при отсутствии резьбы на верхнем конце кондуктора и при отсутствии резьбы на верхнем конце обсадной колонны, а также и в тех случаях, когда есть резьба на верхнем конце обсадной колонны, но нет резьбы на верхнем конце кондуктора при полном исключении при этом любых сварочных работ и без проведения работ по нарезанию таких резьб на скважине.

Одновременно целью предлагаемого изобретения является снижение габаритов заявляемого оборудования по высоте.

Еще одной целью изобретения является обеспечение возможности перевода скважины с одного способа эксплуатации на другой без снятия трубной головки и без переобвязки скважины.

Еще одной целью изобретения является повышение его надежности в работе, долговечности, удобства при эксплуатации и обеспечение технологичности проведения подземных ремонтов скважины.

Целью изобретения является также упрощение конструкции и повышение технологичности изготовления заявляемого оборудования.

Еще одной целью изобретения является достижение универсальности и многофункциональности заявляемого оборудования.

Указанный в цели технический результат предлагаемого изобретения достигается любым из предлагаемых ниже четырех вариантов его реализации, относящихся к объектам одного вида, одинакового назначения и образующих единый изобретательский замысел. Каждый вариант предлагаемого оборудования включает в себя общие между собой единые существенные признаки устройства, известные по прототипу, а именно: колонную головку, состоящую из корпуса с радиальными каналами, фланца, элементов соединения, подвески и герметизации обсадной колонны, и трубную головку для подвески колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) и для установки на нее устьевой запорной арматуры.

На чертежах представлены в продольном разрезе каждый из четырех вариантов реализации заявляемого изобретения: на фиг.1 представлено устьевое оборудование скважины по варианту 1; на фиг.2 - то же по варианту 2, на фиг.3, 4 и 5 - то же по варианту 3 и на фиг.6 изображено предлагаемое устьевое оборудование скважины по варианту 4.

Условия выбора для использования каждого варианта предлагаемого оборудования приведены ниже.

По первому варианту предлагаемое устьевое оборудование скважины (фиг.1) предназначается для использования на скважинах, у которых нет наружных резьб ни на верхнем конце кондуктора, ни на верхнем конце обсадной колонны, при этом межколонное кольцевое пространство между кондуктором и обсадной колонной на устье таких скважин свободное, т.е. ничем не заполнено.

Предлагаемое оборудование по варианту 1 имеет следующие отличительные от прототипа признаки: корпус и фланец колонной головки выполнены разъемными, при этом фланец 1 колонной головки выполнен в виде круглого венца, по меньшей мере, с двумя в его теле сквозными радиальными горизонтальными каналами 2, с внешней боковой стороны в которые ввернуты на резьбе предохранительные переводники 3, по оси фланца выполнен сквозной трехступенчатый канал 4, у которого внутренний диаметр верхней ступени выполнен равным внутреннему диаметру обсадной колонны 5, ниже радиальных горизонтальных каналов 2 выполнена средняя ступень канала 4 с внутренним диаметром под наружный диаметр обсадной колонны 5, в нижней ступени канала 4 выполнена внутренняя резьба 6, которой фланец 1 колонной головки навинчен на ее корпус, на верхней опорной поверхности фланца 1 колонной головки выполнена кольцевая канавка под уплотнительное кольцо 7, корпус колонной головки установлен на устье скважины в свободном, ничем не заполненном межколонном кольцевом пространстве 8 между кондуктором 9 и обсадной колонной 5 и выполнен из двух соединяемых между собой на резьбе верхней 10 и нижней 11 втулок ступенчатой формы, при этом на верхнем конце верхней втулки 10 корпуса выполнена наружная резьба, на которую внутренней резьбой 6 навинчен фланец 1 колонной головки, верхняя втулка 10 корпуса выполнена с наружным уступом 12 под верхний торец кондуктора 9 и с наружным диаметром ниже уступа 12 под внутренний диаметр кондуктора 9, с верхнего конца в верхней втулке 10 корпуса внутри выполнена кольцевая проточка 13 и кольцевой канал 14 с внутренним уступом 15, в проточке 13 размещен верхний герметизирующий элемент 16 с распорными кольцами 17, под внутренним уступом 15 в теле верхней втулки корпуса выполнены два сквозные радиальные с резьбой канала 18, нижняя втулка 11 корпуса снаружи выполнена ступенчатой формы с меньшим наружным диаметром выше наружного уступа 19 и наружной резьбой на ее верхнем конце для соединения с верхней втулкой 10 корпуса, внутренний продольный канал нижней втулки 11 корпуса выполнен под наружный диаметр обсадной колонны 5, а наружный диаметр нижней втулки 11 корпуса ниже наружного уступа 19 выполнен под внутренний диаметр кондуктора 9, между нижним торцом верхней втулки 10 корпуса и наружным уступом 19 нижней втулки 11 корпуса размещены нижние герметизирующие элементы 20 с распорными кольцами 21, в теле нижней части нижней втулки 11 корпуса колонной головки размещены элементы соединения и подвески обсадной колонны 5, которые выполнены в виде наклонно расположенных к продольной оси втулки снаружи внутрь нее не менее трех по ее окружности цилиндрических каналов 22, нижние открытые концы которых выведены во внутренний продольный канал нижней втулки 11 корпуса, в наклонные цилиндрические каналы 22 заведены шарики 23, сверху них - пружины 24, поджимаемые винтовыми заглушками 25, трубная головка для подвески колонны НКТ выполнена в виде фасонного по толщине фланца 26, верхняя поверхность которого выполнена в виде пьедестальной площадки под фланец устанавливаемой на нее устьевой запорной арматуры, например крана или центральной дисковой задвижки, на пьедестальной площадке трубной головки под уплотнительное кольцо 27 выполнены кольцевая канавка, ответная кольцевой канавке нижнего фланца устанавливаемой устьевой запорной арматуры, и резьбовые отверстия 28 под крепежные шпильки для ее крепления, по оси трубной головки выполнен сквозной цилиндрический канал 29 равнопроходного сечения с колонной НКТ и с резьбой в его нижней части, в которую ввернут предохранительный переводник 30, в последний снизу ввернут на резьбе подвесной патрубок 31 для подвески колонны НКТ, на нижней поверхности фасонного по толщине фланца 26 трубной головки под уплотнительное кольцо 7 выполнена кольцевая канавка, ответная кольцевой канавке на верхней опорной поверхности фланца 1 колонной головки, при этом трубная головка для подвески колонны НКТ установлена с уплотнительным кольцом 7 на верхнюю опорную поверхность фланца 1 колонной головки, которые соединены между собой крепежными шпильками 32.

Предлагаемое оборудование по варианту 1 дополнительно отличается и тем, что каждый сквозной радиальный горизонтальный канал 2 в теле фланца 1 колонной головки на длине от конца ввернутого предохранительного переводника 3 до осевого сквозного трехступенчатого канала 4 выполнен щелевым.

По второму варианту предлагаемое устьевое оборудование скважины (фиг.2) предназначается для использования на скважинах, у которых нет наружной резьбы на верхнем конце кондуктора, но верхний конец обсадной колонны имеет резьбу, при этом межколонное кольцевое пространство между кондуктором и обсадной колонной на устье таких скважин свободное, т.е. ничем не заполнено.

Предлагаемое оборудование по варианту 2 имеет следующие отличительные от прототипа признаки: корпус и фланец колонной головки выполнены разъемными, при этом фланец 33 колонной головки выполнен в виде круглого венца, по меньшей мере, с двумя в его теле сквозными радиальными горизонтальными каналами 2, с внешней боковой стороны в которые ввернуты на резьбе предохранительные переводники 3, по оси фланца 33 выполнен равным внутреннему диаметру обсадной колонны 5 сквозной канал 34 с резьбой 35 в его нижней части, которой фланец 33 колонной головки навинчен на верхний резьбовой конец обсадной колонны 5, на верхней опорной поверхности фланца 33 колонной головки выполнена кольцевая канавка под уплотнительное кольцо 7, корпус колонной головки установлен на устье скважины в свободном, ничем не заполненном межколонном кольцевом пространстве 8 между кондуктором 9 и обсадной колонной 5 и выполнен из двух соединяемых между собой на резьбе верхней 10 и нижней 11 втулок ступенчатой формы, при этом на верхнем конце верхней втулки 10 корпуса выполнена наружная резьба, на которую навинчена поджимная крышка 36, верхняя втулка 10 корпуса выполнена с наружным уступом 12 под верхний торец кондуктора 9 и с наружным диаметром ниже уступа 12 под внутренний диаметр кондуктора 9, с верхнего конца в верхней втулке 10 корпуса внутри выполнена кольцевая проточка 13 и кольцевой канал 14 с внутренним уступом 15, в проточке 13 размещен верхний герметизирующий элемент 16 с распорными кольцами 17, под внутренним уступом 15 в теле верхней втулки корпуса выполнены два сквозные радиальные с резьбой канала 18, нижняя втулка 11 корпуса снаружи выполнена ступенчатой формы с меньшим наружным диаметром выше наружного уступа 19 и наружной резьбой на ее верхнем конце для соединения с верхней втулкой 10 корпуса, внутренний продольный канал нижней втулки 11 корпуса выполнен под наружный диаметр обсадной колонны 5, а наружный диаметр нижней втулки 11 корпуса ниже наружного уступа 19 выполнен под внутренний диаметр кондуктора 9, между нижним торцом верхней втулки 10 корпуса и наружным уступом 19 нижней втулки 11 корпуса размещены нижние герметизирующие элементы 20 с распорными кольцами 21, в теле нижней части нижней втулки 11 корпуса колонной головки размещены элементы соединения и подвески обсадной колонны 5, которые выполнены в виде наклонно расположенных к продольной оси втулки снаружи внутрь нее не менее трех по ее окружности цилиндрических каналов 22, нижние открытые концы которых выведены во внутренний продольный канал нижней втулки 11 корпуса, в наклонные цилиндрические каналы 22 заведены шарики 23, сверху них - пружины 24, поджимаемые винтовыми заглушками 25, трубная головка для подвески колонны НКТ выполнена в виде фасонного по толщине фланца 26, верхняя поверхность которого выполнена в виде пьедестальной площадки под фланец устанавливаемой на нее устьевой запорной арматуры, например крана или центральной дисковой задвижки, на пьедестальной площадке трубной головки под уплотнительное кольцо 27 выполнены кольцевая канавка, ответная кольцевой канавке нижнего фланца устанавливаемой устьевой запорной арматуры, и резьбовые отверстия 28 под крепежные шпильки для ее крепления, по оси трубной головки выполнен сквозной цилиндрический канал 29 равнопроходного сечения с колонной НКТ и с резьбой в его нижней части, в которую ввернут предохранительный переводник 30, в последний снизу ввернут на резьбе подвесной патрубок 31 для подвески колонны НКТ, на нижней поверхности фасонного по толщине фланца 26 трубной головки под уплотнительное кольцо 7 выполнена кольцевая канавка, ответная кольцевой канавке на верхней опорной поверхности фланца 33 колонной головки, при этом трубная головка для подвески колонны НКТ установлена с уплотнительным кольцом 7 на верхнюю опорную поверхность фланца 33 колонной головки, которые соединены между собой крепежными шпильками 32.

Предлагаемое оборудование по варианту 2 дополнительно отличается и тем, что каждый сквозной радиальный горизонтальный канал 2 в теле фланца 33 колонной головки на длине от конца ввернутого предохранительного переводника 3 до осевого сквозного канала 34 выполнен щелевым.

По третьему варианту предлагаемое устьевое оборудование скважины (фиг.3, 4 и 5) предназначается для использования на таких скважинах, у которых нет наружных резьб ни на верхнем конце кондуктора, ни на верхнем конце обсадной колонны, а межколонное кольцевое пространство между кондуктором и обсадной колонной на устье таких скважин оказывается заполненным.

Предлагаемое оборудование по варианту 3 имеет следующие отличительные от прототипа признаки: корпус и фланец колонной головки выполнены разъемными, при этом фланец 1 колонной головки выполнен в виде круглого венца, по меньшей мере, с двумя в его теле сквозными радиальными горизонтальными каналами 2, с внешней боковой стороны в которые ввернуты на резьбе предохранительные переводники 3, по оси фланца выполнен сквозной трехступенчатый канал 4, у которого внутренний диаметр верхней ступени выполнен равным внутреннему диаметру обсадной колонны 5, ниже радиальных горизонтальных каналов 2 выполнена средняя ступень канала 4 с внутренним диаметром под наружный диаметр обсадной колонны 5, в нижней ступени канала 4 выполнена внутренняя резьба 6, которой фланец 1 колонной головки навинчен на ее корпус, на верхней опорной поверхности фланца 1 колонной головки выполнена кольцевая канавка под уплотнительное кольцо 7, корпус колонной головки установлен с возможностью закрепления его на устье скважины с наружной поверхности кондуктора 9 и выполнен из верхней 37 и нижней 38 втулок с узлом их осевого соединения между собой, с верхнего конца у верхней втулки 37 корпуса выполнена наружная резьба, на которую внутренней резьбой 6 навинчен фланец 1 колонной головки, а внутри верхней втулки 37 выполнена кольцевая проточка 13 с внутренним верхним уступом 15, в кольцевой проточке 13 размещен верхний герметизирующий элемент 16 с распорными кольцами 17, под внутренним верхним уступом 15 в верхней втулке 37 корпуса выполнены два сквозные радиальные с резьбой канала 18, ниже которых внутри верхней втулки 37 размещены клинья 39 для подвески обсадной колонны 5, нижний торец верхней втулки 37 выполнен в виде внутреннего нижнего уступа 40 под верхний торец кондуктора 9 с кольцевым конусным выступом 41 за наружной поверхностью кондуктора 9 с возможностью вхождения конусного выступа 41 в кольцевую проточку 42 нижней втулки 38, в которой размещен нижний герметизирующий элемент 43, внутренний продольный сквозной канал нижней втулки 38 корпуса выполнен под наружный диаметр кондуктора 9 скважины, элементы соединения с кондуктором выполнены в теле нижней части нижней втулки 38 корпуса в виде наклонно расположенных к продольной оси втулки снаружи внутрь нее не менее трех по ее окружности цилиндрических каналов 44, нижние открытые концы которых выведены во внутренний продольный канал нижней втулки 38 корпуса, в наклонные цилиндрические каналы 44 заведены шарики 23, сверху них - пружины 24, поджимаемые винтовыми заглушками 25, трубная головка для подвески колонны НКТ выполнена в виде фасонного по толщине фланца 26, верхняя поверхность которого выполнена в виде пьедестальной площадки под фланец устанавливаемой на нее устьевой запорной арматуры, например крана или центральной дисковой задвижки, на пьедестальной площадке трубной головки под уплотнительное кольцо 27 выполнены кольцевая канавка, ответная кольцевой канавке нижнего фланца устанавливаемой устьевой запорной арматуры, и резьбовые отверстия 28 под крепежные шпильки для ее крепления, по оси трубной головки выполнен сквозной цилиндрический канал 29 равнопроходного сечения с колонной НКТ и с резьбой в его нижней части, в которую ввернут предохранительный переводник 30, в последний снизу ввернут на резьбе подвесной патрубок 31 для подвески колонны НКТ, на нижней поверхности фасонного по толщине фланца 26 трубной головки под уплотнительное кольцо 7 выполнена кольцевая канавка, ответная кольцевой канавке на верхней опорной поверхности фланца 1 колонной головки, при этом трубная головка для подвески колонны НКТ установлена с уплотнительным кольцом 7 на верхнюю опорную поверхность фланца 1 колонной головки, которые соединены между собой крепежными шпильками 32.

Предлагаемое оборудование по варианту 3 дополнительно отличается еще и тем, что:

- каждый сквозной радиальный горизонтальный канал 2 в теле фланца 1 колонной головки на длине от конца ввернутого предохранительного переводника 3 до осевого сквозного трехступенчатого канала 4 выполнен щелевым;

- узел осевого соединения между собой верхней 37 и нижней 38 втулок корпуса колонной головки (фиг.3) выполнен, например, или в виде накидной гайки 45, под которую на верхнем конце нижней втулки 38 выполнена наружная резьба 46, а на нижнем конце верхней втулки 37 выполнен наружный буртик 47 (фиг.3), или в виде стягиваемых болтами фланцев 48, выполненных заодно с верхней втулкой 49 и нижней втулкой 50 (фиг.4), или в виде стягиваемых болтами съемных фланцев 51, взаимодействующих с наружными буртиками 52 верхней втулки 53 и нижней втулки 54 (фиг.5).

По четвертому варианту предлагаемое устьевое оборудование скважины (фиг.6) предназначается для использования на таких скважинах, у которых нет наружной резьбы на верхнем конце кондуктора, но верхний конец обсадной колонны имеет резьбу, а межколонное кольцевое пространство между кондуктором и обсадной колонной на устье таких скважин оказывается заполненным.

Предлагаемое оборудование по варианту 4 имеет следующие отличительные от прототипа признаки: корпус и фланец колонной головки выполнены разъемными, при этом фланец 33 колонной головки выполнен в виде круглого венца, по меньшей мере, с двумя в его теле сквозными радиальными горизонтальными каналами 2, с внешней боковой стороны в которые ввернуты на резьбе предохранительные переводники 3, по оси фланца 33 выполнен равным внутреннему диаметру обсадной колонны 5 сквозной канал 34 с резьбой 35 в его нижней части, которой фланец 33 колонной головки навинчен на верхний резьбовой конец обсадной колонны 5, на верхней опорной поверхности фланца 33 колонной головки выполнена кольцевая канавка под уплотнительное кольцо 7, корпус колонной головки установлен с возможностью закрепления его на устье скважины с наружной поверхности кондуктора 9 и выполнен из верхней 53 и нижней 54 втулок с узлом их осевого соединения между собой, с верхнего конца у верхней втулки 53 корпуса выполнена наружная резьба, на которую навинчена поджимная крышка 36, а внутри верхней втулки 53 выполнена кольцевая проточка 13 с внутренним верхним уступом 15, в кольцевой проточке 13 размещен верхний герметизирующий элемент 16 с распорными кольцами 17, под внутренним верхним уступом 15 в верхней втулке 53 корпуса выполнены два сквозные радиальные с резьбой канала 18, ниже которых внутри верхней втулки 53 размещены клинья 39 для подвески обсадной колонны 5, нижний торец верхней втулки 53 выполнен в виде внутреннего нижнего уступа 40 под верхний торец кондуктора 9 с кольцевым конусным выступом 41 за наружной поверхностью кондуктора 9 с возможностью вхождения конусного выступа 41 в кольцевую проточку 42 нижней втулки 54, в которой размещен нижний герметизирующий элемент 43, внутренний продольный сквозной канал нижней втулки 54 корпуса выполнен под наружный диаметр кондуктора 9 скважины, элементы соединения с кондуктором выполнены в теле нижней части нижней втулки 54 корпуса в виде наклонно расположенных к продольной оси втулки снаружи внутрь нее не менее трех по ее окружности цилиндрических каналов 44, нижние открытые концы которых выведены во внутренний продольный канал нижней втулки 54 корпуса, в наклонные цилиндрические каналы 44 заведены шарики 23, сверху них - пружины 24, поджимаемые винтовыми заглушками 25, трубная головка для подвески колонны НКТ выполнена в виде фасонного по толщине фланца 26, верхняя поверхность которого выполнена в виде пьедестальной площадки под фланец устанавливаемой на нее устьевой запорной арматуры, например крана или центральной дисковой задвижки, на пьедестальной площадке трубной головки под уплотнительное кольцо 27 выполнены кольцевая канавка, ответная кольцевой канавке нижнего фланца устанавливаемой устьевой запорной арматуры, и резьбовые отверстия 28 под крепежные шпильки для ее крепления, по оси трубной головки выполнен сквозной цилиндрический канал 29 равнопроходного сечения с колонной НКТ и с резьбой в его нижней части, в которую ввернут предохранительный переводник 30, в последний снизу ввернут на резьбе подвесной патрубок 31 для подвески колонны НКТ, на нижней поверхности фасонного по толщине фланца 26 трубной головки под уплотнительное кольцо 7 выполнена кольцевая канавка, ответная кольцевой канавке на верхней опорной поверхности фланца 33 колонной головки, при этом трубная головка для подвески колонны НКТ установлена с уплотнительным кольцом 7 на верхнюю опорную поверхность фланца 33 колонной головки, которые соединены между собой крепежными шпильками 32.

Предлагаемое оборудование по варианту 4 дополнительно отличается еще и тем, что:

- каждый сквозной радиальный горизонтальный канал 2 в теле фланца 33 колонной головки на длине от конца ввернутого предохранительного переводника 3 до осевого сквозного канала 34 выполнен щелевым;

- узел осевого соединения между собой верхней 53 и нижней 54 втулок корпуса колонной головки выполнен, например, в виде стягиваемых болтами съемных фланцев 51, взаимодействующих с наружными буртиками 52 обеих втулок.

Работа предлагаемого устьевого оборудования скважины и достижение технического результата, поставленного в цели изобретения.

Перед установкой на устье скважины предлагаемого оборудования по вариантам 1 и 3, если необходимо, производят обрезание верхнего конца кондуктора 9 и верхнего конца обсадной колонны 5 до необходимого уровня.

Перед установкой на устье скважины оборудования по вариантам 2 и 4 производят обрезание верхнего конца только у кондуктора 9.

Обрезание кондуктора и обсадной колонны производят, как правило, роликовыми труборезами.

При установке оборудования по вариантам 1 и 2 вначале производят предварительную сборку корпуса колонной головки, для чего в наклонные цилиндрические каналы 22 нижней втулки 11 корпуса колонной головки заводят шарики 23, на них сверху - пружины 24, которые поджимают винтовыми заглушками 25. На наружный уступ 19 нижней втулки 11 корпуса колонной головки устанавливают нижние герметизирующие элементы 20 с распорными кольцами 21 и на верхнюю резьбовую часть нижней втулки 11 навинчивают верхнюю втулку 10 корпуса колонной головки без сжатия нижних герметизирующих элементов 20.

Предварительно собранный корпус колонной головки внутренним продольным каналом нижней втулки 11 надевают на верхний конец обсадной колонны 5 и опускают его по обсадной колонне 5 в свободное межколонное кольцевое пространство 8 устья скважины до упора наружного уступа 12 верхней втулки 10 в верхний торец кондуктора 9. Затем в кольцевую проточку 13 верхней втулки 10 устанавливают верхний герметизирующий элемент 16 с распорными кольцами 17.

По варианту 1 после этого фланец 1 колонной головки его внутренней резьбой 6 навинчивают на верхний резьбовой конец верхней втулки 10 корпуса колонной головки (фиг.1), а по варианту 2 на верхний резьбовой конец верхней втулки 10 корпуса колонной головки навинчивают поджимную крышку 36 (фиг.2). В результате навинчивания фланца 1 по варианту 1 или поджимной крышки 36 по варианту 2 осуществляются одновременно следующие операции: происходит захват обсадной колонны 5 и ее подвеска на шариках 23, подпружиненных сверху в наклонных цилиндрических каналах 22. Одновременно с этим осуществляется надежная герметизация верхнего 16 и нижнего 20 герметизирующих элементов, обеспечивая этим надежную герметизацию межколонного кольцевого пространства 8 устья скважины. По варианту 2 фланец 33 колонной головки своей резьбой 35 навинчивают на верхний резьбовой конец обсадной колонны 5 (фиг.2).

При установке на устье скважины оборудования по вариантам 3 и 4 вначале также производят предварительную сборку корпуса колонной головки. Для этого в наклонные цилиндрические каналы 44 нижней втулки 38 (фиг.3) или нижней втулки 50 (фиг.4), или нижней втулки 54 (фиг.5 и 6) заводят шарики 23, на них сверху - пружины 24, которые поджимают винтовыми заглушками 25. В кольцевую проточку 42 нижней втулки 38 (фиг.3) или нижней втулки 50 (фиг.4), или нижней втулки 54 (фиг.5 и 6) устанавливают нижний герметизирующий элемент 43 и на нижнюю втулку 38 (фиг.3) или на нижнюю втулку 50 (фиг.4), или на нижнюю втулку 54 (фиг.5 и 6) соосно ставят сверху верхнюю втулку 37 (фиг.3) или верхнюю втулку 49 (фиг.4), или верхнюю втулку 53 (фиг.5 и 6) так, чтобы кольцевой конусный выступ 41 верхней втулки входил в кольцевую проточку 42 нижней втулки, предварительно стягивая обе втулки элементами их осевого соединения, но без сжатия нижнего герметизирующего элемента 43.

Предварительно собранный по вариантам 3 и 4 корпус колонной головки внутренним продольным сквозным каналом нижней втулки надевают на обсадную колонну 5 через ее верхний конец и опускают вниз до упора внутреннего нижнего уступа 40 верхней втулки в верхний торец кондуктора 9. При опускании корпуса колонной головки вниз внутрь ее верхней втулки заводят клинья 39 для подвески обсадной колонны 5. Затем производят окончательное осевое соединение (стягивание) между собой верхней и нижней втулок и их поджатие.

На фиг.3 представлен узел осевого соединения верхней втулки 37 и нижней втулки 38 с помощью накидной гайки 45, навертываемой по резьбе 46 на верхний резьбовой конец нижней втулки 38 и взаимодействующей с наружным буртиком 47 верхней втулки 37.

На фиг.4 представлен узел осевого соединения верхней втулки 49 и нижней втулки 50, в котором обе втулки с помощью фланцев 48, выполненных заодно с каждой втулкой, стягиваются болтами.

На фиг.5 и 6 представлен узел осевого соединения верхней втулки 53 и нижней втулки 54, в котором обе втулки с помощью съемных фланцев 51, взаимодействующих с наружными буртиками 52 каждой втулки, стягиваются также болтами.

В результате поджатия верхней и нижней втулок корпуса колонной головки обеспечивается надежное уплотнение нижнего герметизирующего элемента 43, а с помощью шариков 23, размещенных в наклонных цилиндрических каналах 44, одновременно происходит жесткое закрепление корпуса колонной головки с наружной поверхностью кондуктора 9, обеспечивая полное предотвращение как вращения корпуса колонной головки, так и его осевого перемещения вверх по кондуктору 9 в случае возникновения давления в межколонном кольцевом пространстве 8 скважины, чем обеспечивается надежность в работе заявляемого оборудования.

Затем в кольцевую проточку 13 верхней втулки устанавливают верхний герметизирующий элемент 16 с распорными кольцами 17.

По варианту 3 после этого фланец 1 колонной головки его внутренней резьбой 6 навинчивают на верхний резьбовой конец верхней втулки 37 (фиг.3) или верхней втулки 49 (фиг.4), или верхней втулки 53 (фиг.5), а по варианту 4 - на верхний резьбовой конец верхней втулки 53 корпуса колонной головки навинчивают поджимную крышку 36 (фиг.6).

В результате навинчивания на верхний резьбовой конец верхней втулки фланца 1 по варианту 3 (фиг.3, 4 и 5) или навинчивания поджимной крышки 36 по варианту 4 (фиг.6) обеспечивается уплотнение верхнего герметизирующего элемента 16, который вместе с нижним герметизирующим элементом 43 обеспечивает надежную герметизацию межколонного кольцевого пространства 8 устья скважины.

При этом как при монтаже, так и при установке колонных головок на устье скважины каждый из предлагаемых четырех вариантов реализации предлагаемого изобретения полностью исключает необходимость проведения каких-либо сварочных работ при герметизации устьев скважин, верхние концы кондуктора и обсадной колонны которых не имеют резьб, а также отпадает необходимость нарезать такую резьбу на устье скважины.

После установки на устье скважины колонной головки в скважину на колонне НКТ спускают необходимое оборудование в зависимости от способа ее эксплуатации, после чего на верхнюю опорную поверхность фланца колонной головки устанавливают трубную головку 26, в резьбовую нижнюю часть осевого сквозного канала которой ввернут предохранительный переводник 30, а в последний снизу ввернут на резьбе подвесной патрубок 31, на который подвешивают колонну НКТ. Трубную головку 26 и фланец колонной головки соединяют между собой шпильками 32, предварительно установив между ними уплотнительное кольцо 7. В сквозные радиальные горизонтальные каналы 2 фланца колонной головки с его внешней боковой стороны ввертывают на резьбе предохранительные переводники 3, которые через запорную арматуру сообщают с обвязкой устья скважины.

В зависимости от способа эксплуатации скважины на верхнюю пьедестальную площадку фланца трубной головки 26 устанавливают необходимую устьевую запорную арматуру (например, кран или центральную дисковую задвижку), которую крепят на трубной головке крепежными шпильками с установкой уплотнительного кольца 27, производят обвязку устья скважины и пускают скважину в эксплуатацию.

Благодаря тому, что в теле фланца колонной головки выполнены сквозные радиальные горизонтальные каналы, соединяемые через запорную арматуру с обвязкой устья скважины, фланец колонной головки дополнительно выполняет роль крестовины, полностью заменяя ее, чем достигается многофункциональность и универсальность такого оборудования, существенно снижаются габариты устьевого оборудования скважины по высоте, обеспечивая удобство его обслуживания.

Благодаря выполнению сквозного осевого канала во фланце колонной головки с проходным сечением, равным внутреннему диаметру обсадной колонны, к которому в теле фланца выведены сквозные радиальные горизонтальные каналы, сообщенные через запорную арматуру с обвязкой устья скважины, притом что фланец колонной головки позволяет установить на него любое противовыбросовое оборудование, например привентер, обеспечивается технологичность проведения подземных ремонтов в скважине с обеспечением любых промывок ствола скважины и обработок ее призабойной зоны без переобвязки устья скважины, обеспечивая этим удобство при эксплуатации.

Выполнение в трубной головке ее осевого сквозного канала равнопроходного сечения с колонной НКТ обеспечивает возможность производить спуск и подъем в колонну НКТ любого инструмента и оборудования, что создает удобство при эксплуатации скважины.

Благодаря тому, что трубную головку предложено устанавливать непосредственно на верхнюю опорную поверхность фланца колонной головки, и благодаря тому, что корпус колонной головки надежно герметизирует межколонное кольцевое пространство устья скважины, а фланец дополнительно выполняет роль крестовины, обеспечивается возможность перевода скважины с одного способа эксплуатации на другой без переобвязки устья скважины и без снятия трубной головки.

Установка предохранительных переводников, ввернутых на резьбе в сквозные радиальные горизонтальные каналы фланца с его внешней боковой стороны и установка вворачиваемых на резьбе снизу в сквозной осевой канал трубной головки предохранительных переводников и подвесного патрубка для подвески колонны НКТ позволяют увеличить срок надежной работы резьб, выполненных непосредственно в теле фланца и в теле трубной головки, повышая долговечность последних.

Благодаря тому, что фланец колонной головки и трубную головку возможно выполнить из проката, исключив стальное литье, обеспечивается повышение технологичности изготовления оборудования. Остальные элементы оборудования просты по конструкции, легки в изготовлении и монтаже.

1. Устьевое оборудование скважины, включающее колонную головку, состоящую из корпуса с радиальными каналами, фланца, элементов соединения, подвески и герметизации обсадной колонны, и трубную головку для подвески колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) и для установки на нее устьевой запорной арматуры, отличающееся тем, что корпус и фланец колонной головки выполнены разъемными, при этом фланец колонной головки выполнен в виде круглого венца, по меньшей мере, с двумя в его теле сквозными радиальными горизонтальными каналами, с внешней боковой стороны в которые ввернуты на резьбе предохранительные переводники, по оси ф