Устройство для герметизации устья скважины при остановке спускоподъемных операций глубинно-насосного оборудования и способ герметизации устья скважины с использованием такого устройства

Устройство для герметизации устья скважины при остановке спускоподъемных операций глубинно-насосного оборудования и способ герметизации устья скважины с использованием такого устройства

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройству и способу герметизации устья скважины, применяемым при остановке спускоподъемных операций глубинно-насосного оборудования.

Уровень техники

Спускоподъемные работы являются трудоемким процессом, состоящим из комплекса ручных и машинно-ручных операций, на которые затрачивается длительное время. При осуществлении спускоподъемных операций (СПО) глубинно-насосного оборудования (ГНО), в частности насосных штанг, возникает необходимость остановки процесса по производственной необходимости или по причине нештатной ситуации (нефте-газо-водо-проявления, погрузка/разгрузка оборудования, технический перерыв). При этом необходима герметизация устья скважины. Так как производится СПО штанг, закрытие устья скважины возможно только при монтаже устьевого сальника с самоустанавливающейся головкой (СУСГ), полированного штока и канатной подвески, что увеличивает время на закрытие/открытие устья скважины и негативно влияет на производство ремонта. Для закрытия устья скважины необходимо было произвести следующее:

- Остановить работу по спуску/подъему штанг,

- Произвести отсоединение элеватора трубного автоматического (ЭТА) со штанговой вставкой от насосной штанги,

- Произвести наворот полуштанги,

- Зацепить ЭТА со штанговой вставкой за полуштангу и приподнять колонну штанг,

- Произвести отворот патрубка и при помощи штангового элеватора посадить колонну штанг на планшайбу,

- Отсоединить ЭТА и демонтировать патрубок и полуштангу,

- При помощи ЭТА подцепить канатную подвеску с полированным штоком и СУСГ, приподнять на допустимую высоту, произвести заворот полированного штока за штангу, находящуюся на штанговом элеваторе, приподнять колонну штанг, убрать штанговый элеватор и произвести заворот СУСГ на планшайбу устьевой арматуры,

- Собрать устьевое оборудование.

Для продолжения работ производить вышеуказанное в обратной последовательности.

Как видно, указанный способ герметизации устья скважины при СПО глубинно-насосного оборудования, широко используемый в промышленности, включает в себя множество трудоемких стадий, требующих больших временных затрат.

Известно устройство герметизации устья скважины при текущем и капитальном ремонтах нефтяных и газовых скважин (авторское свидетельство SU 861552), содержащее присоединительный патрубок, монтируемый к верхней муфте колонны труб, и запорный орган. Однако данное устройство не направлено на герметизацию устья скважины во время проведения работ по спуску и подъему насосных штанг, оно не содержит средств для фиксации насосных штанг.

Известно устройство герметизации устья скважины (патент RU 2143541 С1, F21В 33/03), используемое при возникновения аварийной ситуации на скважине, а также при перерыве в работе. Устройство содержит полый цилиндрический корпус со сквозным канатом для пропуска труб с фланцем для присоединения к арматуре устья скважины, и патрубком с запорным органом, для перекрытия канала труб.

Процесс монтажа и демонтажа данного устройства подразумевает под собой проведение многих трудоемких этапов, на которых затрачивается значительное количество рабочей силы и времени, более того, данное устройство не направлено на герметизацию устья скважины, при проведении спускоподъемных операций насосных штанг.

Известно устройство для герметизации устья скважины (SU 1084415 А, E21B 33/03), включающее в себя патрубок с запорным органом для перекрытия канала труб. Данное устройство направлено на сокращение времени герметизации устья скважины при ремонте скважин при проявлениях, однако оно не направлено на сокращение времени герметизации при проведении спускоподъемных операций насосных штанг, не обладает надлежащими фиксирующими устройствами для закрепления штанг.

Сущность изобретения

Задачей предложенной группы изобретений является предоставление монтажепригодного устройства для герметизации устья скважины при остановке работ по спуску или подъему глубинно-насосного оборудования, в частности насосных штанг, обладающего простой конструкцией, обеспечивающей надежную фиксацию штанг и надежную герметизацию устья скважины, а также предоставление способа герметизации устья скважины при временной остановке спускоподъемных операций (СПО) насосных штанг с использованием указанного устройства, который позволяет существенно упростить процесс герметизации устья скважины при проведении СПО штанг и сократить время на герметизацию устья скважины.

В одном аспекте настоящее изобретение раскрывает устройство для герметизации устья скважины при остановке спускоподъемных операций насосных штанг, содержащее полый цилиндрический корпус, причем верхний конец указанного корпуса выполнен с возможностью присоединения муфты, а нижний конец указанного корпуса выполнен с возможностью присоединения к планшайбе устьевой арматуры, причем указанный полый цилиндрический корпус выполнен с возможностью обеспечения прохождения в своей внутренней части насосной штанги, причем в верхней части полого цилиндрического корпуса установлено по меньшей мере одно фиксирующее средство, выполненное с возможностью фиксации насосной штанги за утолщение на теле насосной штанги, причем муфта выполнена с возможностью приема запорного средства, при этом указанное запорное средство выполнено с возможностью съема с указанной муфты и с возможностью герметизации устья скважины.

В другом аспекте раскрыто устройство, в котором в верхней части цилиндрического корпуса выполнено по меньшей мере одно сквозное отверстие для приема по меньшей мере одного фиксирующего средства.

В другом аспекте раскрыто устройство, в котором указанное фиксирующее средство выбрано из группы, состоящей из: штыря, зажима, хомута и другого.

В другом аспекте раскрыто устройство, в котором указанное по меньшей мере одно фиксирующее средство представляет собой два штыря с резьбой.

В другом аспекте раскрыто устройство, в котором ко внешней поверхности цилиндрического корпуса, концентрично с отверстиями, присоединены гайки, имеющие внутреннюю резьбу, обеспечивающие крепление указанных штырей в цилиндрическом корпусе посредством резьбового соединения, а также указанное резьбовое соединение обеспечивает возможность продвижения штырей в корпус для фиксации насосной штанги.

В другом аспекте раскрыто устройство, в котором по меньшей мере одно фиксирующее средство снабжено рукояткой.

В другом аспекте раскрыто устройство, в котором запорное средство выбрано из группы, состоящей из: запорного углового вентиля, заглушки, задвижки, скобы и другого.

В другом аспекте раскрыт способ герметизации устья скважины при остановке спускоподъемных операций насосных штанг, содержащий следующие этапы, на которых:

- останавливают спускоподъемные операции насосных штанг,

- производят фиксацию насосной штанги, с помощью устройства для герметизации устья скважины,

- производят отсоединение элеватора трубного автоматического со штанговой вставкой от насосной штанги,

- герметизируют устье скважины посредством запорного средства.

Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает надежную герметизацию устья скважины при временной остановке спускоподъемных операций насосных штанг, а также существенно снижает трудозатраты на герметизацию устья скважины.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - общий вид одного варианта воплощения устройства для герметизации устья скважины при остановке СПО с частичным разрезом в конфигурации, обеспечивающей герметизацию.

Подробное описание чертежей

На Фиг. 1 показан один возможный вариант воплощения устройства для герметизации устья скважины при остановке СПО в собранной конфигурации, обеспечивающей герметизацию устья скважины. Корпус 1 устройства является полым цилиндрическим корпусом, выполненным с возможностью обеспечения прохождения через свою внутреннюю часть насосной штанги 2. Насосная штанга 2 зафиксирована посредством фиксирующих средств 3 за утолщение на теле штанги. Указанные фиксирующие средства выполнены в виде штырей с резьбой. Фиксирующие средства 3 снабжены рукоятками. Для обеспечения прохождения фиксирующих средств 3 в корпус 1 в верхней части корпуса выполнены сквозные отверстия и к внешней поверхности корпуса прикреплены гайки с резьбой. Корпус 1 устройства закреплен на планшайбе 4 арматуры устья скважины. К верхнему концу корпуса 1 прикреплена муфта 5. Запорное средство 6 съемно установлено в муфту 5 и выполнено с возможностью герметизации устья скважины.

Подробное описание вариантов осуществления изобретения

Устройство для герметизации устья скважины при остановке работ по спуску-подъему глубинного насосного оборудования, в частности насосных штанг, имеет полый цилиндрический корпус, который представляет собой патрубок для насосно-компрессорной трубы. Нижний конец корпуса выполнен с возможностью установки на планшайбе устьевой арматуры, а верхний конец снабжен муфтой для приема запорного средства. Корпус снабжен по меньшей мере одним фиксирующим средством, который выполнен с возможностью фиксации насосной штанги, проходящей через указанный корпус, за утолщение на теле штанги, при остановке спускоподъемных операций. Фиксирующее средство может представлять собой любое пригодное средство фиксации, такое как зажим, хомут, штыри, скобы и другое.

В одном варианте осуществления в качестве фиксирующего средства использованы штыри. Для удобства продвижения фиксирующих средств-штырей в корпус устройства, указанные штыри снабжены рукоятками. Для установки указанных фиксирующих средств в верхней части устройства в корпусе выполнены сквозные отверстия. К внешней поверхности цилиндрического корпуса, концентрично с отверстиями, присоединены гайки, имеющие внутреннюю резьбу, обеспечивающие крепление фиксирующих средств-штырей в цилиндрическом корпусе посредством резьбового соединения, а также указанное резьбовое соединение обеспечивает возможность продвижения фиксирующих средств в корпус для фиксации штанги.

Настоящее устройство для герметизации устья скважины также содержит запорное средство, выполненное с возможностью съема с указанного устройства и способное герметизировать устье скважины. После фиксации насосной штанги в муфту устанавливается указанное запорное средство. Запорное средство может представлять собой любое пригодное запорное средство, такое как угловой запорный вентиль, заглушка, пробка, задвижка и другое.

Цилиндрический полый корпус устройства для герметизации устья скважины при остановке спускоподъемных операций насосных штанг, содержащий по меньшей мере одно фиксирующие средство и муфту для приема запорного средства, монтируется на разобранную устьевую арматуру (планшайбу) непосредственно перед началом работ по спуску или подъему насосных штанг на место демонтируемого устьевого герметизирующего оборудования (СУСГ, «тройник», манифольдная линия). Запорное средство устанавливается в муфту после остановки СПО и фиксации штанг.

В одном варианте осуществления при остановке спускоподъемных операций насосных штанг, в целях герметизации устья скважины, производят следующие действия:

- фиксируют поднимаемую/спускаемую насосную штангу, посредством фиксирующего средства, выполненного в виде двух штырей, устройства для герметизации устья скважины. Указанные штыри удерживают насосную штангу за утолщение на теле штанги.

- отсоединяют ЭТА со штанговой вставкой от извлекаемой/спускаемой штанги,

- герметизируют устье скважины посредством запорного средства.

1. Устройство для герметизации устья скважины при остановке спускоподъемных операций насосных штанг, содержащее полый цилиндрический корпус, причем верхний конец указанного корпуса выполнен с возможностью присоединения муфты, а нижний конец указанного корпуса выполнен с возможностью присоединения к планшайбе устьевой арматуры, причем указанный полый цилиндрический корпус выполнен с возможностью обеспечения прохождения в своей внутренней части насосной штанги, причем в верхней части полого цилиндрического корпуса установлено по меньшей мере одно фиксирующее средство, выполненное с возможностью фиксации насосной штанги за утолщение на теле насосной штанги, причем муфта выполнена с возможностью приема запорного средства, при этом указанное запорное средство выполнено с возможностью съема с указанной муфты и с возможностью герметизации устья скважины.

2. Устройство по п. 1, в котором в верхней части цилиндрического корпуса выполнено по меньшей мере одно сквозное отверстие для приема по меньшей мере одного фиксирующего средства.

3. Устройство по п. 1, в котором указанное фиксирующее средство выбрано из группы, состоящей из: штыря, зажима, хомута.

4. Устройство по п. 3, в котором указанное фиксирующее средство выполнено в виде двух штырей с резьбой.

5. Устройство по п. 2, в котором указанное сквозное отверстие выполнено в количестве двух штук.

6. Устройство по п. 4, в котором к внешней поверхности цилиндрического корпуса, концентрично с отверстиями, присоединены гайки, имеющие внутреннюю резьбу, обеспечивающие крепление фиксирующих средств в цилиндрическом корпусе посредством резьбового соединения, а также указанное резьбовое соединение обеспечивает возможность продвижения штырей в корпус для фиксации насосной штанги.

7. Устройство по любому из пп. 1-6, в котором по меньшей мере одно фиксирующее средство снабжено рукояткой.

8. Устройство по п. 1, в котором запорное средство выбрано из группы, состоящей из: запорного углового вентиля, заглушки, задвижки.

9. Способ герметизации устья скважины при остановке спускоподъемных операций насосных штанг, содержащий следующие этапы, на которых:- останавливают спускоподъемные операции насосных штанг,- производят фиксацию насосной штанги, с помощью устройства по любому из пп. 1-8,- производят отсоединение элеватора трубного автоматического со штанговой вставкой от насосной штанги,- герметизируют устье скважины посредством запорного средства.