Подземное оборудование газовых скважин

Лекция на тему: Оборудование газовых скважин

Оборудование устья газовых скважин

Оборудование устья газовой скважины предназначено для соединения верхних концов обсадных колонн и фонтанных труб, герметизации межтрубного пространства и соединений между деталями оборудования, осуществления мероприятий по контролю и регулированию технологического режима экс­плуатации скважин.

Оно состоит из трех частей:

1) колонной головки;

2) трубной головки;

3) фонтанной елки.

1-угловой штуцер, 2-автоматический отсекатель, 3-стволовая задвижка, 4-трубная головка

Рисунок 1 – Устьевое оборудование для высокодебитных газовых скважин

Колонная головка соединяет верхние концы кондуктора и эксплуатационной колонны, герметизирует межтрубное пространство, служит опорой трубной головки с фонтанной елкой.

Трубная головка служит для подвески фонтанных труб и герметизации межтрубного пространства между эксплуатаци­онной колонной и фонтанными трубами. На трубную головку непосредственно устанавливают фонтанную елку крестового или тройникового типа.

Фонтанная ёлка монтируется выше верхнего фланца труб­ной головки. Она предназначена для: 1) освоения скважины; 2) закрытия скважины; 3) контроля и регулирования технологиче­ского режима работы скважины. Основной элемент фонтанной елки крестового типа - крестовина, а тройниковой елки - тройник. На ней монтируются штуцеры, термометры, установки для ввода ингибитора гидратообразования и коррозии, устьевой клапан-отсекатель.

Устьевой клапан-отсекатель предназначен для автомати­ческого перекрытия выходной линии от скважины (шлейфа) при аварийном повышении давления до него или понижении давления после него (в шлейфе).

Фонтанная елка крестового типа имеет небольшую высоту, удобна в обслуживании. Применяется в случае, если в потоке газа отсутствуют твердые взвеси, газообразные или жидкие коррозионные агенты, способные вызвать коррозию крестовины и тем самым вывести скважину из эксплуатации.

Фонтанная елка тройникового типа имеет два тройника. Верхний - рабочий, нижний - резервный. Нижний ис­пользуется только во время ремонта или замены верхнего. Фонтанная арматура тройникового типа имеет большую высоту (до 5 м от поверхности), неудобна в обслуживании. Применяется в особо сложных условиях эксплуатации скважины - при на­личии твердых взвесей в потоке газа, вызывающих абразивный износ оборудования, газообразных или жидких коррозионных агентов (углекислый газ, сероводород и др.), при резких колебаниях давления и температуры.

Фонтанная арматура выпускается на рабочие давления 4; 7,5; 12,5; 20; 30; 35; 70 и 100 МПа. Внутренний диаметр фон­танной арматуры (63 или 100 мм) выбирают в зависимости от дебита скважины и давления газа. Увеличение дебита скважины приводит к увеличению диаметра эксплуатационной колонны, и следовательно, диаметра фонтанной арматуры.

Маркировка:

АФБ6-150/100х210ХЛ

А-арматура Ф-фонтанная Б-блочная

6-номер схемы

150-диаметр условного прохода ствола, мм

100-диаметр боковых отводов елки, мм

210-давление, атм или 21 МПа

ХЛ-для районов холодного климата

Подземное оборудование газовых скважин

Подземное оборудование ствола скважины позволяет осуществлять:

1) защиту скважины от открытого фонтанирования;

2) освоение, исследование и остановку скважины без задавки ее жидкостью;

3) воздействие на призабойную зону пласта с целью интенси­фикации притока газа к скважине;

4) эксплуатацию скважины на установленном технологическом режиме;

5) замену колонны насосно-компрессорных (фонтанных) труб без задавки скважи­ны жидкостью.

Схема компоновки подземного оборудования скважины показана на рисунке 2.

Для надежной эксплуатации газовых скважин используется следующее основное подземное оборудование:

разобщитель (пакер);

колонна насосно-компрессорных труб (НКТ);

ниппель;

циркуляционный клапан;

ингибиторный клапан;

устройство для автоматического закрытия центрального канала скважины, которое включает в себя забойный клапан-отсекатель, урав­нительный клапан, переходник и замок;

аварийный, срезной клапан;

разъединитель колонны НКТ;

хвостовик.

Разобщитель (пакер) предназначен для постоянного разъединения пласта и трубного пространства скважины с целью защиты эксплуатационной колонны и НКТ от воздей­ствия высокого давления, высокой температуры и агрессивных компонентов (H₂S, C0₂, кислот жирного ряда), входящих в состав пластового газа.

Колонна НКТ спускается в скважину для предохранения обсадной колонны от абразивного износа и высокого давления, для создания определенных скоростей газо­жидкостного потока и выработки газонасыщенного пласта снизу вверх.

Ниппель служит для установки, фикси­рования и герметизации в нем забойного клапана-отсекателя. Он спускается в скважину на колонне НКТ и устанавливается обычно выше пакера.

Циркуляционный клапан обеспечивает временное сообще­ние центрального канала с затрубным пространством с целью осуществления различных технологических операций: освоения и задавки скважины, промывки забоя, обработки скважины различными химически­ми агентами и т.д. Клапан устанавливается в колонне НКТ во время ее спуска в скважину и извлекается вместе с ней.

Ингибиторный клапан предназначен для временного со­общения затрубного пространства скважины с внутренним пространством колонны НКТ при подаче ингибитора коррозии или гидратообразования в колонну. Клапан устанавливается в колонне НКТ во время ее спуска и извлекается вместе с ней.

Устройство для автоматического закрытия центрального канала скважины предназначено для временного перекрытия скважины у нижнего конца колонны фонтанных труб при ава­рийных ситуациях или ремонте оборудования устья. Оно может устанавливаться в различных местах в НКТ.

Аварийный срезной клапан предназначен для глушения (задавки) оборудованной пакером скважины в аварийной ситуации через затрубное пространство, когда нельзя открыть циркуля­ционный клапан. Устанавливается с колонной НКТ, входит в состав комплекта скважинного оборудования с диаметром эксплуатационной колонны 219 мм на давление 14 МПа.

Скважинное предохранительное оборудование газовых скважин состоит из двух отдельных узлов: 1) разобщителя (пакера); 2) собственно клапана-отсекателя. Забойные клапаны-отсекатели предотвращают открытое фонтанирование при повреждении или разрушении устьевого оборудования и колонны НКТ выше места установки забойного клапана-отсекателя. Они служат автоматическим запорным устройством скважины при демонтаже устьевого оборудования, подъеме колонны НКТ из скважины без задавки жидкостью.