Оборудование обвязки обсадных колонн
Эксплуатация скважин фонтанным способом
Фонтанной скважиной называется добывающая скважина, в которой подъем нефти от забоя до устья осуществляется за счет естественной энергии продуктивного пласта.
Эксплуатация такой скважины является наиболее экономически выгодной. Объясняется это тем, что обустройство скважины ввиду простоты конструкции требует минимальных затрат и не требует дополнительных затрат энергии на подъем нефти.
Рис. 1. Принципиальная схема конструкции фонтанной скважины:1 - фонтанная арматура, 2 - обсадная колонна, 3-насосно-компрессорные трубы.
Условия эксплуатации фонтанных скважин требуют герметизации их устья, разобщения межтрубного пространства, направления продукции скважин в пункты сбора нефти и газа, а также при необходимости полного закрытия скважины под давлением. Эти требования выполняются при установке на устье фонтанирующей скважины колонной головки и фонтанной арматуры с манифольдом.
Для обеспечения подъема нефти в обсадную колонну 2 спускают специальную колонну труб 3, получивших название насосно-компрессорных (НКТ) рис.1. Колонна НКТ подвешивается на специальном устьевом оборудовании скважины, получившим название фонтанной арматуры 1. Фонтанная арматура устанавливается на устье скважины. Колонна НКТ является каналом для подъема нефти от забоя скважины до устья.
Оборудование обвязки обсадных колонн
Оборудование обвязки обсадных колонн предназначено для подвешивания обсадных колонн, герметизации и разобщения межколонных пространств, проведения ряда технологических операций, установки оборудования устья в процессе эксплуатации.
На устье скважины обсадные колонны обвязываются, т. е. соединяются частью оборудования скважины, называемой колонной головкой (колонная обвязка).
Колонная головка предназначена для разобщения межколонных пространств и контроля за давлением в них. Ее устанавливают на резьбе или посредством сварки на кондукторе. Промежуточные и эксплуатационные колонны подвешивают на клиньях или муфте.
Колонная головка (рис.2) жестко соединяет в единую систему все обсадные колонны скважины, воспринимает усилия от их веса и передает всю нагрузку кондуктору. Она обеспечивает изоляцию и герметизацию межколонных пространств и одновременно доступ к ним для контроля состояния стволовой части скважины и выполнения необходимых технологических операций. Колонная головка служит пьедесталом для монтажа эксплуатационного оборудования, спущенного в скважину. Во время бурения на ней монтируются превенторы противовыбросового оборудования, демонтируемые после окончания бурения.
Конструктивно колонная головка - это сочетание нескольких связанных между собой элементов - катушек или крестовин, несущих обсадные колонны. Число этих элементов зависит от числа обсадных колонн скважины.
Рисунок 2 - колонная головка: 1 -катушка, 2- уплотнения (уплотнительное кольцо), 3- клинья, 4 -корпус, 5 -задвижка, 6- обсадная труба, 7- внутренняя колонна обсадных труб.
Колонные обвязки устанавливаются на устье скважины последовательно по мере спуска и цементирования обсадных колонн. Они подбираются с учетом максимального пластового давления, ожидаемого при бурении следующего за обсаженным интервала скважины.
Конструкция колонных обвязок позволяет восстанавливать нарушенную герметизацию межколонного кольцевого пространства путем нагнетания специальных паст или самотвердеющих пластиков.
Колонная головка для обвязки двух колонн (рис. 2.) состоит из корпуса 4, навинченного на обсадную трубу 6. Внутренняя поверхность корпуса коническая, и в ней размещены клинья 3, удерживающие внутреннюю колонну обсадных труб 7. На фланце корпуса установлена катушка 1, надетая на трубу и обычно сваренная с ней.
Катушка болтами соединена с корпусом. Межтрубные пространства разобщаются уплотнениями 2. На колонной головке предусмотрена задвижка 5 для обеспечения доступа в затрубное пространство. Для контроля давления в межтрубном пространстве предусмотрен манометром 8. Катушка заканчивается фланцем для присоединения к нему фонтанной арматуры.
Вертикальный размер такой колонной головки около 1 м. Масса в зависимости от диаметра обсадных труб до 500...550 кг.
Обвязка обсадных колонн осуществляется с помощью клиньевых подвесок и пакеров.
Для оборудование обвязки обсадных колонн приняты следующие обозначения ОКК и ОКМ:
О — обвязка, К — колонна, К или М — способ подвешивания колонн (соответственно на клиньях пли на муфте).
Оборудование обвязки обсадных колонн типа ОКК рассчитано на давление 21, 35 и 70 МПа. Оно предназначено для подвешивания двух и более обсадных колонн кондуктора (на резьбе или на сварке), технических и эксплуатационной, а также для герметизации и разобщения межколонных пространств с помощью упругих уплотнений.
Оборудование обвязки обсадных колонн с муфтовой подвеской имеет шифр ОКМ.
На колонной головке при эксплуатации размещается фонтанная арматура.
Типоразмеры колонных головок, обеспечивающих обвязку обсадных колонн, нормализованы отраслевым стандартом ОСТ 26-02-775-73 "Колонные головки. Типы и основные параметры" по шести схемам (рисунок4).
Рисунок 4. Типовые схемы обвязки обсадных колонн:
1, 2, 3 - схемы соответственно для одно-, двух -, и трехколонной конструкции скважины; 4, 5, 6 - схемы соответственно для удлиненной одноколонной, двух - и трехколонной конструкции скважины;
1 - эксплуатационная колонна; 2, 3 - промежуточные колонны; 4 - кондуктор; 5 - фланец колонный; 6 - нижняя колонная головка; 7 - средняя (промежуточная) колонная головка; 8 - катушка фланцевая; 9 - верхняя колонная головка.
Трубные головки.
Трубная головка фонтанной арматуры предназначена для подвески одного или нескольких насосно-компрессорных труб (НКТ). и герметизации пространств между ними и обсадной эксплуатационной колонной, а также для замера затрубного давления и проведения исследовательских и ремонтных работ в скважине. Конструкция трубной головки приведена на рисунке 5.
