Способ и устройство герметизации устья наклонно-направленной скважины

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам герметизации эксплуатационной колонны.

Известно устройство герметизации устья скважины, см. патент РФ №2212515 от 20.09.2003. Данное устройство содержит плашечный превентор с верхним фланцем превентора на корпусе, герметизирующую вставку и узел фиксации герметизирующей вставки. Герметизирующая вставка имеет подъемный патрубок для подвески скважинного оборудования. Верхний фланец превентора выполнен с внутренним конусным посадочным седлом для установки и фиксации герметизирующей вставки. Узел фиксации герметизирующей вставки выполнен в виде планшайбы с внутренним конусным посадочным седлом и с боковыми винтовыми упорами. Планшайба жестко установлена на верхний фланец превентора с таким расчетом, чтобы конусная поверхность посадочного седла планшайбы стала продолжением конусной поверхности посадочного седла верхнего фланца превентора, образуя общую конусную поверхность с общей образующей линией. Винтовые упоры выполнены с возможностью взаимодействия с фигурной канавкой, выполненной на герметизирующей вставке.

Недостатком данного устройства является сложность и недостаточная надежность.

Предлагаемое техническое решение используется при разработке эксплуатационных наклонно-направленных скважин при нефтяных месторождений с вызоковязкой нефтью. В процессе уплотнения сетки скважин с целью увеличения темпов отбора нефти и коэффициента текущей нефтеотдачи пласта возникает необходимость повышения надежности герметизации устья скважин в процессе бурения.

Технический результат - повышение надежности герметизации устья скважины.

Для представления особенности технологии приведем описание пробуренной пары скважин. Из пары скважин добывающая скважина имеет два устья с длиной горизонтального участка 200 м и выходом забоя на дневную поверхность под углом 45°. В нижней ее части вскрыт водоносный пропласток, скважина перфорирована и оборудована проволочным песчаным фильтром вплоть до кровли пласта со стороны наклонного устья. С обоих устьев в верхнюю нагнетательную скважину ведется нагнетание пара, а из нижней добывающей - отбор разогретой продукции. На основе анализа изменения минерализации попутной воды и температуры по стволу добывающей скважины ведется управляемое воздействие путем изменения объемов закачки и регулирование отбора через оба устья. При разработке залежей нефти методом парогравитационного дренирования возможно образование паровой камеры.

С целью увеличения темпов отбора нефти и коэффициента текущей нефтеотдачи пласта на залежах с высоковязкой нефтью производят уплотнение сетки скважин.

При проведении уплотнения сетки скважин существует опасность выброса пара с температурой 140°С на дневную поверхность под давлением 1,3 МПа. Существующая технология герметизации устья (резиновая манжета в цилиндрическом корпусе) наклонно-направленной скважины не обеспечивает безопасность проведения работ и герметизацию устья в случае парового выброса.

Для обеспечения герметизации устья предлагается заявленное техническое решение, а именно:

Способ герметизации устья наклонно-направленной скважины, включающий:

- спуск и цементирование заколонного пространства кондуктора на глубину 50 метров и под углом 45° относительно горизонтальной поверхности земли,

- установку на муфту кондуктора патрубка нулевого,

- установку на подготовленную площадку регулируемой опоры,

- установку оборудования в сборе: крестовины с задвижками, превентора плашечного ППГ, катушки превенторной, задвижки шиберной; катушки переходной; растяжки канатной с талрепом, штурвала превентора и гидростанции для управления гидравлическим превентором.

А также предлагается устройство герметизации устья наклонно-направленной скважины. Данное устройство включает установленные на нулевом патрубке: крестовину с задвижками, превентор плашечный, катушку превенторную, задвижку шиберную и катушку переходную. Также устройство содержит штурвал превентора и гидростанции для управления гидравлическим превентором. Устройство поддерживается опорой регулируемой и страхуется растяжками канатными с талрепом, закрепленными на колоннах.

Сущность заявляемого изобретения и возможность ее практической реализации поясняется приведенным ниже описанием и чертежами.

На фиг. 1 представлена схема, поясняющая способ герметизации устья наклонно-направленной скважины;

на фиг. 2 - представлено устройство герметизации устья наклонно-направленной скважины (общий вид).

Оборудование устанавливается после спуска и цементирования заколонного пространства кондуктора на глубину 50 метров и под углом 45° относительно горизонтальной поверхности земли (см. фиг. 1). На муфту кондуктора устанавливаем патрубок нулевой поз. 1, далее на подготовленную площадку устанавливается регулируемая опора поз. 7, затем устанавливается оборудование в сборе: крестовина с задвижками поз. 2, превентор плашечный ППГ поз. 3, катушка превенторная поз. 4, задвижка шиберная поз. 5; катушка переходная поз. 6; растяжки канатные с талрепом поз. 9, штурвал превентора поз. 10, гидростанция для управления гидравлическим превентором (условно не показано).

Монтаж оборудования производится в следующей последовательности:

1. Возле устья скважины готовится котлован с приямками в соответствии с КД.

2. Бурятся шурфы круглого сечения.

3. В шурфы устанавливаются колонны поз. 8 (фиг.1).

4. Устье скважины, дно котлована и шурфы под колонны заливаются бетоном.

5. Колонны между собой соединяются горизонтальными связями.

6. На муфту устья скважины навинчивается патрубок нулевой поз. 1.

7. На дно котлована устанавливается опора регулируемая поз. 7.

8. Плашечный превентор поз. 3, крестовина с задвижками поз. 2, катушка превенторная поз. 4, задвижка шиберная поз. 5, катушка переходная поз. 6 собираются между собой в соответствии с КД.

9. В собранном виде оборудование при помощи крана опускается в котлован и соединяется шпильками с нулевым патрубком.

10. Растяжки канатные с талрепом поз. 9 в собранном виде крепятся одним концом к колоннам поз. 8, другим - к рым-болтам превентора поз. 3.

11. Проводится регулировка высоты стойки опоры подпревенторной до прилегания к превентору.

12. Натягиваются растяжки канатные путем регулировки талрепов.

13. К превентору поз. 3 крепятся штурвалы поз. 10.

14. Проводится дальнейшая обвязка гидрооборудования превентора.

Оборудование работает следующим образом: в случае возникновения выброса пара помощник бурильщика, управляя гидростанцией, производит закрытие гидравлического превентора, таким образом устье герметизируется, тем самым авария ликвидируется.