книги / Техника и технология строительства боковых стволов в нефтяных и газовых скважинах

Т а б л и ц а 13.4. Основные показатели комплекса специальных технических средств

Максимальный вес «хвостовика», удерживаемый устройством для его
спуска, подвески и герметизации,кН:	300
при наружном диаметре «хвостовика» 88,9 мм
при наружном диаметре «хвостовика» 114,3 мм	400
Максимальный расход жидкости при промывке и цементировании
скважины через башмак «хвостовика», л/с	12
при наружном диаметре «хвостовика» 88,9 мм
при наружном диаметре «хвостовика» 114,3 мм	18
Максимальное внутреннее избыточное давление в «хвостовике», МПа	35
Максимальная температура в зоне установки устройства для спуска,	150
подвески и герметизации «хвостовика», °С

Т а б л и ц а 13.5. Основные размеры технических средств, остающихся в скважине в

составе компоновки «хвостовика»

Наружный диаметр «хвостовика», мм

88,9

114,3

Размеры специальных технических средств, мм

Минимальный внутренний диаметр (кро­ ме упорного кольца)

73

97

Максимальный наружный диаметр

для установки в об­	для установки в от­
садной колонне	крытом стволе
117	по
140	133

бами для соединения с трубами «хвостовика» и упорное кольцо для продавочной пробки, имеющее элемент опорного взаимодействия с фиксатором конечного положения этой пробки.

Рабочая среда в зоне установки специальных технических средств — пластовая вода, газ или нефть.

Условные обозначения (шифры) устройства для спуска, подвески и гер­ метизации «хвостовика»: УСПГ-88,9/146; УСПГ-114,3/168.

На нижнем конце устройства УСПГ выполнена резьба для соединения с верхней трубой «хвостовика» (табл. 13.4, 13.5):

—в устройстве УСПГ-88,9/146— резьба ниппеля для гладкой НКТ, на­ ружным диаметром 88,9 мм;

—в устройстве УСПГ-114,3/168 — резьба ОТТМ ниппеля обсадной тру­

бы наружным диаметром 114,03 мм.

На верхнем конце устройства УСПГ (в левом переводнике) выполнена резьба для соединения с колонной труб, на которых спускается «хвосто­ вик»:

—в устройстве УСПГ-88,9/146 — резьба муфты для гладких НКТ наруж­ ным диаметром 88,9 мм;

—в устройстве УСПГ-114,3/168 — резьба замка ЗЛ-108 для 90 мм легко­ сплавных бурильных труб.

Специальные технические средства для крепления бокового ствола яв­ ляются изделиями одноразового использования и применяются без посто­ янного и периодического обслуживания.

Например, для цементирования «хвостовика» рекомендуется буферная

жидкость и тампонажный раствор, разработанные в ООО «СургутНиПИнефть».

Т а б л и ц а 13.6. Основные технические данные УСПГ

Модель	УСПГХ-114/168	УСПГХ-Ц-114/168
Условный диаметр хвостовика (потайной обсад­	114	114
ной колонны), оборудуемого устройством, мм
Условный диаметр обсадной колонны для спус­	168	168
ка и установки устройства в скважине, мм
Условный диаметр колонны обсадных труб, на
которых хвостовик с устройством спускается в	89	114
скважину, мм
Максимальный наружный диаметр устройства	143	143
(по центраторам), мм
Проходной диаметр устройства (без учета внут­	95	95
ренних деталей), мм
Длина устройства в транспортном положении,
мм	2500	1810
Масса устройства, кг	162	75
Грузоподъемность устройства, кН, не менее	200	200
Максимальный перепад давления на пакерую-
щий элемент узла герметизации устройства в ра­	30	30
бочем положении, МПа, не менее
Рабочая температура, °С	120	120

Конструкция и принцип работы устройства УСПГХ.

Устройство для спуска, подвески и герметизации «хвостовика» (рис 13.4) включает корпус 1, на котором снаружи последовательно (сверху-вниз) раз­ мещены клиновое кольцо-воронка 2, фиксируемые пружинным кольцом 3 плашки 4, нажимная втулка 5, находящаяся в опорном взаимодействии с плашками 4, нажимной поршень 6, установленный в нижней части кольце­ вого зазора между корпусом 1 и нажимной втулкой 5, обечайка (торцевая защита) 7, передающая усилие от поршня 6 к уплотненной манжете 8, уста­ новленной между обечайкой и упорно-клиновым кольцом 9. Клиновое кольцо-воронка 2, плашки 4 с пружинным кольцом 3, нажимная втулка 5 и корпус 1 образуют якорный узел. Поршень 6, обечайка 7, манжета 8 и упорно-клиновое кольцо 9 вместе с нижними частями корпуса 1 и втулки 5

образуют пакерный узел.

Основные технические данные устройств для спуска, подвески и герме­ тизации «хвостовика» моделей УСПГХ-114/168 и УСПГХ-Ц-114/168 пред­ ставлены в табл. 13.6.

1	2	3	4	5	6	7	13	8	9	10	15	11	1213	5	14	16
-55*-					ш				1j			М т			он
					1						=2560

Рис. 13.4. Устройство спуска подвески и герметизации «хвостовика» типа УСПГХ 114/168.

ства в скважину вместе с хвостовиком, проведение технологических операций, связанных с проведением промывок; приведения в дейст­ вие всех устройств с последующим автоматическим разъединением транспортировочной колонны от устройства;

—узла аварийного разъединения, в случае невозможности создания внутреннего давления.

1.1.Якорный узел состоит из: корпуса 1, переводника 2 в пазах которого установлены шесть плашек 3, зафиксированных от самопроизвольного пе­ ремещения двумя разрезными пружинными кольцами 4, 5, гидротолкателя 6, закрепленного срезными винтами 8. Перемещение гидротолкателя фик­ сируется фиксатором 7.

1.2.Узел пакера представляет из себя гидромеханический пакер, кото­ рый состоит из корпуса 9, секционного уплотнительного элемента состоя­ щего из двух резиновых уплотнительных манжет 10 и 11 с нижней 13 и верхней 12 торцевой защитой, между которыми установлен гладкий цен­ тратор 14 с двумя коническими заходными поверхностями. Центратор за­ фиксирован срезным винтом 15 на корпусе 9, на котором также размещен гидротолкатель 16 зафиксированный срезными винтами 8 и оснащенный фиксатором 17. Все детали уплотнены резиновыми кольцами.

1.3.Узел аварийного разъединения состоит из воронки 18, соединенной

спереводником 19 левой упорной резьбой. Воронка закреплена относи­ тельно переводника восьмью стопорными винтами 20.

1.4.Узел разъединителя состоит из следующих основных узлов и дета­ лей: переводника 22, соединенного с корпусом 21, который в свою очередь соединен с втулкой 23. Наружный корпус 24 соединен с переводником 19 и удерживается относительно верхнего переводника 22 и корпуса 24 тремя упорами 25, которые расклинены поршнем 26. Поршень удерживается пя­ тью срезными винтами 27, и при перемещении фиксируется фиксатором 28.

Во втулку 23 ввернута труба 29, на другом конце которой закреплено седло 31, в котором, в свою очередь, на полом штифте 33 закреплена полая подвесная пробка 35. Седло уплотнено относительно корпуса уплотнитель­ ными элементами 32.

1.5. В процессе крепления скважины в состав хвостовика включаются следующие технические средства.

Нижняя труба хвостовика оснащается башмаком, затем устанавливается обратный клапан и стоп-патрубок. На последнюю трубу хвостовика уста­ навливается подвеска ПХЦЗ, которая соединяется с транспортировочной

колонной.

1.6. После окончания спуска хвостовика до заданной глубины и прове­ дения технологических промывок, осуществляется следующая последова­ тельность технологических операций для приведения в действие устройства ПХЦЗ:

1.7.Произвести затворение и закачивание тампонажного раствора.

1.8.Во внутрь транспортировочной колонны вставить верхнюю цемен­ тировочную пробку. Навернуть цементировочную головку и произвести продавку тампонажного раствора до получения сигнала — «стоп». (После прокачивания продавочной жидкости в объеме транспортировочной колон­ ны верхняя цементировочная пробка садится на полую подвесную пробку 35 и при повышении давления на 4—5 МПа от «рабочего» срезается полый штифт 33, (открывая канал подачи жидкости к узлам устройства).

1.9.После получения сигнала «стоп» приводят в действие узлы устройства ПХЦЗ. Для приведение в действие узла якоря, повышают внутреннее из­

быточное давление до величины Р, = 16,0(13,0) + 10 % МПа. Давление жидкости через отверстие в полом штифте 33 передается во внутреннюю полость гидропривода 6.

Взаимодействуя с плашками 3, гидропривод 6 раздвигает их в радиаль­ ном направлении и прижимает к стенкам технической колонны. Осевое пе­ ремещение гидропривода 6 фиксируется от возврата шаговым фиксатором 7. После срабатывания манжета 34 перекрывает доступ жидкости во внут­ реннюю полость гидротолкателя.

1.10. Узел гидромеханического пакера устройства ПХЦЗ приводится в действие при давлении Р2= 16,0(13,0) ± 10 % МПа. Давление жидкости пе­ редается во внутреннюю полость гидропривода 16, где происходит срез винтов 8 и перемещение гидропривода, который, взаимодействуя с верхней манжетой 10, надвигает ее на конусную поверхность центратора 14, дефор­ мируя ее в радиальном направлении и перемещая в осевом направлении, герметично прижимает к стенкам технической колонны. Осевое перемеще­ ние толкателя фиксируется от возврата шаговым фиксатором 17. При дос­ тижении втулкой 13 центратора 14 происходит срез винта 15 и осевое пере­ мещение центратора 14 вниз, который, взаимодействуя с нижней манжетой 11, надвигает ее на нижнюю конусную поверхность центратора 14, дефор­ мируя ее в радиальном направлении и перемещая в осевом направлении, герметично прижимает к стенкам технической колонны. После срабатыва­ ния манжета 34 перекрывает доступ жидкости во внутреннюю полость гид­ ротолкателя.

1.11.Узел разъединителя приводится в действие при увеличении внут­ реннего избыточного давления до величины Р3 = 20,0(16,0) ± 10 % МПа. Давление жидкости передается на поршень 26, при этом срезные винты 27 разрушаются, поршень перемещается вверх, освобождая упоры 25 и, таким образом, разъединяясь от наружного корпуса 24 и соединенного с ним хво­ стовика. После этого поднимают транспортировочную колонну совместно с верхним переводником 22, поршнем 26, упорами 25, втулкой 23 и трубой 29, седлом 31.

1.12.В аварийном случае, когда не удается создать внутреннее давление

вразъединении, можно разъединиться вращением транспортировочной ко­ лонны вправо (20 оборотов), предварительно установив на индикаторе вес, соответствующий весу транспортировочной колонны в жидкости.

2.Подвеска хвостовика нецементируемая типа ПХН предназначена для крепления скважин хвостовиками без цементирования и выпускается в

двух исполнениях, которые различаются по способу перекрытия внутрен­ него пространства:

—при помощи дроссельно-запорного клапана, путем повышения произ­ водительности промывки (рис. 13.6);

—при помощи пуска цементировочной пробки и прокачивания ее до посадки в специальное «стоп-седло» 25 (рис. 13.7);

Конструкция ПХН практически идентична конструкции ПХЦЗ, с той лишь разницей, что на конце трубы, проходящей через все устройство, вме­ сто полой подвесной пробки размещено «стоп-седло» (рис. 13.7) или дрос­ сельно-запорный клапан 25 (рис. 13.6), а труба негерметична, а имеет от­ верстия.

3. Пакер гидравлический для манжетного цементирования типа ПГМЦ (рис. 13.8) состоит из двух объединенных в одно целое устройств: гидравли­ ческого пакера и цементировочной муфты. Муфтовая часть устройства со­ стоит из следующих частей: в корпусе 1 на срезном винте 5 размещена пе­ рекрывающая втулка 2, с закрепленным в ней седлом 4 под полую цемен-

Т а б л и ц а 13.7. Основные технические данные подвесок хвостовика нецементируе-

мых типа ПХН

Значение

		Подвеска
Наименование параметров	ПХН 1.102/	ПХН1.114/	ПХН 1.1 27/
	146.000	168.000	178.000
	ПХН1.102/	ПХН 1.114/	ПХН 1.127/
	146.000-01	168.000-01	178.000-01
1. Условный диаметр хвостовика (потайной
обсадной колонны), оборудованного уст­	102	114	127
ройством, мм
2. Условный диаметр эксплуатационной ко­
лонны, в которую производится спуск и ус­	146	168	178
тановка устройства в скважине, мм
3. Максимальный наружный диаметр уст­	120 (122)	140 (144)	150(152)
ройства (по центратору), мм
4. Проходной диаметр устройства (без учета	85	97	106
внутренних деталей), мм
5. Минимальный проходной диаметр в	55	60	60
верхнем переводнике устройства, мм
6. Максимальный диаметр окружности
описывающей раздвижные и герметизи­
рующие элементы устройства в рабочем по­	140	159	168,5
ложении, мм, не менее
7. Длина устройства в сборе, мм, не более	3902	4079	4100
8. Масса устройства, кг, не более	152	195	230
9. Максимальная растягивающая нагрузка,	600(60)	700(70)	800(80)
кН (тн)
10. *3начения управляющих внутренних из­
быточных давлений для приведения в дей­
ствие устройства, МПа:
Давление срабатывания заякорирающего		16,0
устройства Р,
Давление срабатывания гидромеханиче­		16,0
ского пакера Р2
Давление срабатывания разъединяюще­		20,0
го узла Р3
И. Максимальный перепад давления между	15,0	15,0	15,0
разобщаемыми пакером зонами, АР, МПа
12. Максимальная рабочая температура, °С	100	100	100
13. Присоединительные резьбы
верхняя	3-86	3-102	3-102
нижняя	ОТТМ-Ю2	ОТТМ-114	ОТТМ-127