1.9.4 Обладнання устя свердловини

Обладнання устя свердловини призначене для обв’язки опущених у свердловину обсадних колон, контролю за станом міжтрубного простору, керування свердловиною при виникненні ускладнень буріння з продувкою вибою газоподібними агентами або аерованими розчинами.

Обладнання устя складається з колонної головки, превенторної установки, зливної воронки з жолобом.

За допомогою обладнання устя свердловини забезпечується:

- герметизація свердловини при спущеній або відсутній в ній колоні труб;

- циркуляція промивного агента за прямою (або) зворотною схемами;

- підтримання надлишкового тиску на усті в умовах рівноваги вибійного і пластового тисків;

- перерізування спущеної у свердловину колони труб та підвішування на усті частини, залишеної у свердловині;

- спорожнювання свердловини з регульованою витратою потоку на виході.

Основні вимоги до обладнання устя:

- колонні головки і превентори повинні мати мінімальну висоту;

- приєднувальні розміри фланців колонних головок та превенторів мають бути узгодженими з врахуванням послідовного встановлення на усті секцій колонних головок і противикидного обладнання (ПВО);

- прохідні отвори фланців мають забезпечувати підвішування опущеної обсадної колони на клинову підвіску без демонтажу ПВО;

- мають бути узгоджені характеристики обладнання обсадних колон, на які воно встановлюється.

Колонні головки призначені для обв’язки обсадних колон, з метою підвіски, герметизації затрубного простору колонами, контролю тиску в ньому.

На рис. 1.110 показана схема колонної головки муфтового типу (ГКМ) для обв’язування двох обсадних колон.

Колонна головка складається з корпуса 4, нагвинченого на направлення 8, муфти 1, яка з’єднується з верхнім кінцем експлуатаційної колони 9. Контрольний відвід 7 з вентилем 6 служить для відведення газу із затрубного простору.

Колонні головки типу ГКМ для обв’язки трьох та більше обсадних колон мають відповідно більшу кількість проміжних секцій.

Зовнішній вигляд колонних головок одно-, дво- і триколонної конструкції свердловини показаний на рис. 1.111.

Рисунок 1.110 – Схема колонної головки муфтового типу для обв’язування двох обсадних колон:

1 – муфта; 2 – втулка; 3 – фланець; 4 – корпус; 5 – манометр;

6 – вентиль; 7 – контрольний відвід; 8 – направлення;

9 – експлуатаційна колона

а б в

Рисунок 1.111 – Колонні головки:

а – модель KG 1; б – модель KG 2; в – модель KG 3

На рис. 1.112 показано загальний вигляд обладнання обв’язки обсадних колон різних діаметрів виробництва ВАТ “Конотопський арматурний завод”.

а б

Рисунок 1.112 – Обладнання обв’язки обсадних колон:

а – схема обладнання типу ОККЗ-70-168х245х324х426 на 70 МПа (корозійностійкого виконання); б – зовнішній вигляд обладнання виробництва ВАТ “Конотопський арматурний завод”

Противикидне обладнання (рис. 1.113) призначене для герметизації устя нафтових і газових свердловин у процесі їх будівництва і ремонту, для безпечного проведення робіт, попередження викидів і відкритих фонтанів, охорони надр і довкілля.

Комплекс противикидного обладнання забезпечує проведення таких робіт:

- герметизацію свердловини без тиску і під тиском;

- спуск-підйом колони бурильних труб при герметизованому усті, забезпечуючи протягування замкових з’єднань, розходжування колони труб, підвішування колони труб на плашки і утримування її в свердловині плашками при викиді;

- циркуляцію бурового розчину і його дегазацію із створенням регульованого протитиску на вибій;

- оперативне керування гідроприводними складаль-ними частинами обладнання.

а б

Рисунок 1.113 – Противикидне обладнання:

а – комплекс обладнання: 1 – стовбурова частина; 2 – блок глушіння; 3 – газосепаратор; 4 – блок дроселювання; 5 – станція гідрокерування; б – стовбурова частина: 1 – устьова хрестовина з відводами під маніфольд; 2 – здвоєний плашковий превентор;

3 – гідравлічний кільцевий превентор; 4 – адаптерна котушка

Основні частини противикидного обладнання:

1. Стовбурова частина, яка містить:

- устьову хрестовину з відводами під маніфольд;

- здвоєний плашковий превентор (гідравлічний, гідравлічний з можливістю налаштування на ручний привод);

- гідравлічний кільцевий превентор (обертовий або необертовий);

- адаптерну котушку;

2. Маніфольд, який містить:

- дві устьові засувки з ручним або гідравлічним приводом;

- дистанційні труби;

- блок глушіння;

- блок дроселювання;

- блок-бокс для розташування блоків глушіння і дроселювання;

- сепаратор бурового розчину;

- викидні труби.

3. Станція гідрокерування превенторами і гідроке-рованими засувками.

Плашкові превентори з гідроприводом (ППГ). Плашкові превентори гідравлічні призначені для герметизації устя в процесі будівництва, освоєння і ремонту свердловин (рис. 1.114).

Конструктивними особливостями плашкових превенторів є безфланцеве їх виконання. До умовного проходу 280 мм включно превентори мають моноблочний кований корпус з легованої високоміцної термозміцненої сталі.

Здвоєні превентори з умовним проходом більшим 280 мм складаються з двох окремих превенторів без використання міжпревенторної котушки.

Корпуси виготовлені з легованої високоміцної термічно зміцненої сталі.

Превентори плашкові з ручним керуванням призначені для герметизації устя в процесі ремонту свердловин.

а б

в г д

Рисунок 1.114 – Плашкові превентори:

а – схема превентора; б – превентор з кованим корпусом;

в – превентор з литим корпусом; г – превентор з ручним керуванням; д – плашки і ущільнювачі плашок

Кільцеві (універсальні) превентори (ПУГ)

Превентори кільцеві (рис. 1.115) призначені для герметизації устя в процесі будівництва, освоєння і ремонту свердловин навколо будь-якої частини бурильної колони, а також повного перекриття устя свердловини за відсутності в ній інструменту.

Такі превентори дозволяють проводити протягування колони труб із замками.

а б

в г

Рисунок 1.115 – Превентор кільцевий:

а – схема превентора; б – превентор кільцевий гідравлічний;

в – превентор кільцевий обертовий; г – ущільнювач кільцевого превентора

Конструктивними особливостями кільцевих превен-торів є:

- литі корпуси з високоміцної легованої термозміц-неної сталі;

- кулястий ущільнювач армований сталевими встав-ками;

- шпилькове закріплення кришки до корпуса превен-тора забезпечує простоту заміни ущільнювача в польових умовах;

- компенсатор – пневмогідроакумулятор, який входить у склад станції гідрокерування;

- ущільнюючі кільця із еластомірів на основі спеціаль-ного полімеру забезпечують тривалу роботу;

- камера обігріву робочої зони ущільнювача. (обігрів здійснюється транзитною подачею газоподібного або рід-кого теплоносія (розігріта олива від станції гідрокерування з модулем обігріву).

Ущільнювачі призначені для використання в складі кільцевих (універсальних) превенторів. Кулясті ущіль-нювачі, порівнюючи з конічними, менше зношуються при протягуванні колони труб із замками і забезпечують гарантоване закриття за відсутності колони труб.

Маніфольд противикидного обладнання (рис. 1.116) призначений для керування свердловиною в процесі ліквідації нафтогазопроявлень.