Заканчивание скважины

Таким образом, именно кондуктор  и корпус колонной головки будут  нести все предусмотренные программой обсадные трубы и превенторы. В скважинах большой глубины вес колонн (с натяжением) очень высок, при этом необходимо подбирать колонную головку с круглой опорной пластиной.

Использование последнего типа повышает устойчивость корпуса колон-ной головки и обеспечивает лучшее распределение нагрузок на дно шахты при условии, что предусмотрена более глубокая шахта с последующим бетонирова-нием пространства между дном шахты и опорной пластиной. Обычно при этом добавляется зацементированный каркас.

Колонная головка несёт  на себе обсадную трубу. Колонная головка  имеет:

– два фланца разных размеров и серий (нижний фланец должен иметь  тот же размер и относиться к той  же серии, что и верхний фланец корпуса предыдущей головки);

– коническую или цилиндрическую расточку в верхней части для  посадки клиньев подвески следующей  обсадной колонны;

цилиндрическую расточку в нижней части для посадки  испытательного устройства и герметизирующего вкладыша.

Герметизация затрубного пространства между двумя трубами может быть обеспечена разными путями: за счёт сжатия набора уплотнений из неопрена и стальных дисков; за счёт обжимания неопренового уплотнения путём закачки пластика.

                            а)                                                                               б)

         в)     

Рисунок. 10. Фланцы: а – тип 6В–20 МПа; б – тип 6ВХ-35-70 МПа;

в – типы уплотнительных колец

 

 

 

Фланцы – это механизмы для сборки различных элементов устьевого оборудования, различающиеся по размерам внутренненго диаметра (в дюймах) и по рабочему давлению (в единицах фунт/ кв. дюйм). Пример: 9” - 35 МПа.

Существует два класса фланцев (рис. 10 а и 10 б):

· фланцы 6В для рабочих давлений 14, 20 и 35 МПа (2000, 3000 и 5000 фунт/ кв. дюйм) до размера 11” включительно;

· фланцы 6ВХ для рабочих давлений 35 МПа (5000 фунт/ кв. дюйм), начиная с размера 13-5/8”, на 70, 105 и 140 МПа (10000, 15000 и 20000 фунт/ кв. дюйм), а также на рабочее давление 14 и 20 МПа (2000 и 3000 фунт/ кв. дюйм) (при номинальном диаметре 26-3/4”).

Эти два типа фланцев различаются, главным образом, системой герметизации «металл – металл», в которой  используется зажим стального тороидального  уплотнения между двумя фланцами.

На рис. 10 показаны номинальные размеры фланцев и рабочие давления, для которых они предназначены.

Фланцы 6В оснащены уплотнением  типа R или RX. Уплотнение R имеет овальное или восьмиугольное сечение, а уплотнение RX имеет восьмиугольное асимметричное  сечение (рис. 10,в). Эти два типа уплотнений собираются в одних и тех же канавках фланцев 6В. Герметичность сборки будет эффективной, когда затяжка уплотнений за счёт завинчивания гаек (или хомутов) приблизится к зазору S, называемому натягом. Этот зазор должен быть неизменным по всему периметру.

Фланцы 6ВХ оснащены уплотнением  типа ВХ восьмиугольного сечения  с отверстиями для выравнивания давления в обоих основаниях канавок. Эти компенсационные отверстия  обеспечивают утечку с одной из внутренних сторон соединения без нарушения  соединения и, следовательно, без утечек наружу, создавая при этом радиальное давление, прижимающее уплотнение к  внешней стороне и тем самым  обеспечивающее контакт на внешних  краях канавок.

Нижний фланец содержит: отверстие, оснащённое обратным клапаном, подающим винтом и заглушкой, испытательное отверстие, оснащённое заглушкой, позволяющей проверить герметичность нижних и верхних уплотнений.

Колонные подвески являются устройством для крепления и подвески обсадных колонн в колонных головках. Это устройство представлено набором клиньев, зажимающих обсадную трубу в конической части головки. Оно дополняется пакером (рис. 11).

               а)        б)        в)        г)            д)

Рисунок. 11. Схемы колонной подвески:

а – однорядная; б –  однорядная ступенчатая; в – двухрядная; г – двухрядная со ступенчатым  первым рядом труб; д – двухрядная со ступенчатым первым и вторым рядом труб; 1 – колонная подвеска; 2 – пласт; 3 – отверстия (перфорация

 

 

 

На рынке имеется множество  моделей. Следует отметить, что для  каждой марки определённый тип обсадных труб может сочетаться с единственным типом клиньев. Колонные головки  и клинья разработаны на разную грузоподъёмность и будут, таким образом, выбираться в зависимости от веса колонны, который  они должны выдерживать.

Испытательный фланец (рис. 12) устанавливается на верхний фланец промежуточной колонной головки и обеспечивает герметичность обсадных труб, подвешенных в нижней колонной головке. С другой стороны, испытательные отверстия обеспечивают контроль герметичности. Этот фланец устанавливается на верхний фланец промежуточной колонной головки и обеспечивает герметичность обсадных труб, подвешенных в нижней колонной головке. С другой стороны, испытательные отверстия обеспечивают контроль герметичности.

Рисунок. 12. Испытательный фланец:

1 – кольцевая канавка ограниченного применения; 2 – стандартная

кольцевая канавка; 3 – канал для подачи гидравлического  давления при

испытаниях; 4 –  канал для подачи гидравлического  давления при

испытаниях; 5 – уплотнительное кольцо; 6 – фаска для сварного шва;

7 – канал  для пластиковой смазки; 8 – подающий  винт; 9 – пластиковая

смазка; 10 – обратный клапан; 11 – обратный клапан испытательного канала

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В некоторых сборках мы получим, таким образом, три системы  герметизации затрубного пространства последней спущенной обсадной трубы:

– когда уплотнения сочетаются с клиньями;

– за счёт испытательного фланца;

– когда уплотнения располагаются  в основании колонной головки, расположенной  непосредственно сверху.

Этот фланец включает:

• герметичное уплотнение, армированное асбестом (5);
• закрытое заглушкой боковое отверстие (7) с обратным клапаном (10) и подающим винтом (8). Для обеспечения герметичности уплотнения на обсадных трубах, снимая заглушку и винт, в отверстие вводятся стержни пластика. Затяжка винта подает пластик на уплотнение и сжимает его вокруг трубы;
• верхнее боковое отверстие, в котором находится обратный клапан. В случае сварки верхнего конца трубы с испытательным фланцем (6) подача давления в камеру между уплотнением и сваркой позволяет проверить герметичность сварки (сварка обсадной трубы должна осуществляться при подвешенной трубе и сжатом уплотнении – редко применяемый процесс);
• боковое отверстие с выходом на нижнюю поверхность фланца с обратным клапаном и заглушкой (4). Подача давления в камеру между уплотнением испытательного фланца и уплотнением подвески позволяет проверить герметичность этих двух уплотнений и тороидальной прокладки.

Фланцевые катушки  и крестовины (рис. 13) служат для соединения с колонной головкой, а также между собой плашечных, кольцевого и вращающегося превенторов используются соединительные и переходные фланцевые катушки и крестовины.

             

 

                                    а)         б)        в)

 

Рисунок. 13. Крестовины: а – ниппельная; б – муфтовая, в - фланцевая катушка

 

Циркуляционная  крестовина представляет собой элемент, в состав которого входят:

– два фланца одной серии  и одного номинального размера (в  случае фланцев разного размера  необходимо согласование);

– цилиндрическая расточка,

– два боковых фланцевых  отвода.

Один из боковых отводов (обычно меньшего диаметра) связан с  системой нагнетания высокого давления – линия глушения. В эту систему  может быть включён обратный клапан. Второй отвод связан с обвязкой дросселей  через линию дросселирования. Каждая система контролируется двумя шиберными задвижками, по крайней мере одна из которых располагается на линии дросселирования и имеет дистанционное управление. Роль циркуляционной крестовины заключается в следующем:

• циркуляция по бурильным трубам при закрытом превенторе с возвратом через обвязку дросселей;
• подача через линию глушения;
• обеспечение обратной циркуляции.

Рисунок. 14. Надпревенторная катушка

 

Всё чаще используются боковые  отводы превенторов для соединения линии глушения и линии дросселирования, что позволяет избежать применения циркуляционной крестовины и уменьшает число соединений.

Все схемы обвязки устья  скважины ПВО в верхней части  должны включать фланцевую катушку.

Надпревенторная катушка (рис. 14) предназначена для облегчения монтажа дополни-тельного противовыбросового оборудования при проведении работ по ликвидации ГНВП и открытых фонтанов. Кроме того, надпревенторная катушка, выполняя роль центратора, предохраняет корпус превентора от истирания и удара муфтами труб при спускоподъёмных операциях. Технические характеристики надпревенторной катушки (рабочее давление, внутренний диаметр и присоединительные размеры) должны соответ-ствовать техническим характеристикам превенторной установки. Высота катушки должна быть не менее 300 мм и обеспечивать свободное прохождение шпилек между фланцами. На надпревенторную катушку, как и на всё противовыбросовое оборудование, должен быть технический паспорт завода-изготовителя и акт опрессовки на рабочее давление на стенде в условиях мастерской до монтажа на устье скважины. При этом опрессовку катушки и транспортировку к устью скважины производят совместно с собранным превентором. После установки на устье на фланцевую катушку монтируется воронка с разъёмным жёлобом.

Гидравлические  системы управления ПВО для оперативного и дистанционного управления превенторами и гидравлическими задвижками.Правила безопасности требуют, чтобы на скважине устанавливались основной и вспомогательный пульты управления гидравлическими системами (рис.15).

Рисунок. 15. Схема управления оборудованием для герметизации устья скважины: 1 – основной пульт; 2 – вспомогательный пульт; 3 – плашечный превентор; 4 – устья скважины; 5 – блок дросселирования; 6 – гидроаккумуляторная станция; 7 – сепаратор; 8 – буровой насос

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Превенторы, задвижки и дроссели

Рисунок. 16. Шаровый кран

 

открываются и  закрываются с основного и  вспомогательного пультов. Основной пульт  вместе со станцией гидравлического  управления устанавливается на расстоянии не менее 10 м от устья скважины, обеспечивающем безопасность доступа к нему в  случае возникновения пожара. Вспомогательный пульт устанавливается непосредственно возле пульта бурильщика и включается в режим оперативной готовности перед вскрытием продуктивных и газонефтеводопроявляющих пластов.

Механический  привод используется для закрытия плашечных превенторов в случае отказа гидравлического привода, а также для фиксации плашек в закрытом состоянии на длительное время.

Шаровые краны (рис. 16) предназначены для герметизации полости труб при ГНВП и открытых фонтанов. При вскрытии коллекторов в скважинах с

 

 

 

 

 

 

 

      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  а)                                                  б)                                            в)

Рисунок. 17. Управляемый обратный клапан для бурильных труб: 1– переводник; 2 – гайка; 3– тарелка; 4– втулка; 5 – уплотнитель; 6,8 – кольца; 7– седло; 9  – кожух; 10– пружина; 11– распорная планка; 12 – шток; 13, 18 – лабиринтные втулки; 14 – шарик; 15 – кольцо проволочное; 16 – стабилизатор; 17 – штифт; 19 – шайба; 20 – резиновая шайба; 21 – винт

возможным ГНВП на устье необходимо иметь два шаровых крана. Один устанавливается между рабочей трубой и её предохранительным переводником, второй является запасным.

При вскрытии газовых пластов  с аномально высоким давлением, сероводородсодержащих горизонтов на буровой должно быть три крана. Один устанавливается между рабочей  трубой и вертлюгом, второй – между  трубой и предохранительным переводником, третий – запасной.

Обратные клапана (рис. 17).

Помимо шаровых кранов на устье скважины необходимо иметь  два обратных клапана с приспособлением  для установки их в открытом

положении. Один клапан является рабочим, второй – резервным. Обратные клапаны так же, как и шаровые краны, предназначены для герметизации полости труб при ГНВП и открытых фонтанах. В отличие от шаровых кранов обратные клапаны обеспечивают только прямую промывку. Это один из недостатков обратных клапанов. В то же время, при ликвидации газонефтеводопроявлений и открытых фонтанов обратные клапаны позволяют спускать колонну труб под давлением с загерметизированным устьем при установке их в компоновку.