Пристрій для захисту фонтанної арматури при гідравлічному розриві пласта в газовій свердловині

Корисна модель відноситься до нафтогазовидобувної промисловості, а саме до пристроїв для захисту фонтанної арматури від впливу високого тиску, що створюється в процесі гідравлічного розриву пласта в газових та газоконденсатних свердловинах. Технічний результат полягає у можливості закачування технологічних рідин для проведення гідравлічного розриву пласта при герметичному роз'єднанні ствола фонтанної арматури від інших її елементів, в першу чергу, від її робочих струн, а також у зниженні часу на монтажні роботи перед та після гідравлічного розриву пласта за рахунок усунення операцій з переобв'язування гирла, а, отже, скорочення часу знаходження свердловини в бездіяльному фонді.Пристрій для захисту фонтанної арматури при гідравлічному розриві пласта в газовій свердловині складається з корпусу з фланцем для з'єднання з корпусом фонтанної арматури, зрівняльної камери із запірним елементом, розміщеного в корпусі штока з гайкою і приводом його осьового переміщення, що перекриває елемент , встановлений на кінці штока. При цьому шток і елемент, що перекриває, виконані з наскрізними осьовими отворами, на зовнішній поверхні перекриваючого елемента виконано різьблення з можливістю взаємодії з верхнім різьбленням підвіски НКТ фонтанної арматури, а на зовнішній поверхні верхньої частини штока і внутрішньої поверхні гайки виконані різьблення з можливістю взаємодії між собою і різьблення нагнітального трубопроводу.

При гідравлічному розриві пласта газових та газоконденсатнихсвердловин застосовується спеціальна фонтанна арматура, розрахована на високий тиск у 2 рази, щонайменше перевищує тиск передбачуваного розриву, а також колона насосно-компресорних труб, обладнана пакером високого тиску. Перед гідравлічним розривом пласта свердловина глушиться, з гирла свердловини демонтується стара фонтанна арматура, монтується превенторна установка, витягується ліфтова колона, що знаходиться в свердловині, спускається колона насосно-компресорних труб з пакером високого тиску, демонтується тиску. Тільки після цього проводиться гідравлічний розрив пласта. Потім демонтується спеціальна фонтанна арматура високого тиску, монтується превенторна установка. тиск, необхідний під час експлуатації свердловини. Після чого свердловина освоюється.

Досвід проведення гідравлічного розриву пласта в газових і газоконденсатних свердловинах на родовищах півночі Тюменської області, зокрема на Ямбурзькому родовищі, показує, що після проведення розриву гірських порід, особливо в свердловинах простоюючого фонду, нерідкі випадки отримання припливу відразу після

завершення розриву. Це спричиняє необхідність повторного глушіння свердловини для вилучення колони насосно-компресорних труб з пакером високого тиску, а значить відбувається повторне забруднення привибійної зони пласта, що зводить нанівець отриманий позитивний ефект від гідравлічного розриву пласта.

Відомопристрій, що включає корпус з фланцем для з'єднання з корпусом фонтанної арматури, зрівняльну камеру із запірним елементом, розміщений у корпусі шток з гайкою та приводом його осьового переміщення, елемент, що перекриває, встановлений на кінці [А.с. 1448156 СРСР, МПК 4 F 16 K 43/00, опубл. 30.12.1988].

Недолік пристрою полягає в тому, що через нього неможливо проводити закачування технологічних розчинів свердловину для проведення гідравлічного розриву пласта.

Завдання, що стоїть при створенні пристрою полягає в забезпеченні безпеки фонтанної арматури в працездатному стані при виникненні в процесі гідравлічного розриву пласта великих величин робочого тиску, а також у забезпеченні надійності та безпеки проведення робіт з гідравлічного розриву пласта та зниження витрат на монтажні роботи.

Технічний результат, що досягається, полягає в можливості закачування технологічних рідин для проведення гідравлічного розриву пласта при герметичному роз'єднанні стовбура фонтанної арматури від інших її елементів, в першу чергу, від її робочих струн, а також у зниженні часу на монтажні роботи перед і після гідравлічного розриву пласта за рахунок усунення операцій з переобв'язування гирла, а, отже, скорочення часу знаходження свердловини в бездіяльному фонді.

Поставлене завдання та технічний результат досягаються тим, що у відомомупристрої, що включає корпус з фланцем для з'єднання з корпусом фонтанної арматури, зрівняльну камеру із запірним елементом, розміщений у корпусі шток з гайкою і приводом його осьового переміщення, елемент, що перекриває кінець штока, на відміну від прототипу шток і перекриваючий елемент виконані з наскрізними осьовими отворами, на зовнішній поверхні перекриваючого елемента виконано різьблення з можливістю взаємодії з верхнім різьбленням підвіски насосно-компресорних труб (НКТ) фонтанної арматури, а на зовнішній поверхні верхньої частини штока та внутрішньої поверхні гайки виконані різьблення.

На фіг.1 показано пристрій, що заявляється при монтажі у фонтанній арматурі, на фіг.2 - те ж, при роз'єднанні стовбура фонтанної арматури від її робочих струн, на фіг.3 - те ж, при проведенні гідравлічного розриву пласта.

Пристрій складається з корпусу 1 з фланцем 2 і співвісно встановленого в ньому рухомого штока 3 з виконаним в ньому наскрізним осьовим отвором і з приводом осьового переміщення, що представляє собою гвинтову пару, що містить гвинт 4, пов'язаний з штоком 3, і гайку 5, вільно встановлену у кришці 6 корпусу з можливістю обертання та обмеженого осьового переміщення в межах висоти кришки 6. З боку фланця 2 в корпусі 1 виконана зрівняльна камера 7 з ущільнювальним елементом 8 у місці введення в неї штока 3 і запірним елементом 9. Як запірний елемент 9 з умов безпеки необхідно використати кран високого тиску. На кінці штока 3 встановлений елемент, що перекриває 10, виконаний з наскрізним отвором. У нижній частині перекриває елемента 10 на зовнішній поверхні виконана різьблення, відповідна верхній різьбі підвіски 11 НКТ трубної головки 12 фонтанної арматури 13. Як перекриває елемент 10можна використовувати глуху пробку, зворотний клапан або будь-який інший елемент, що перекриває. Гвинт 4 і гайка 5 оснащені відповідно штурвалами 14 і 15. Ялинка 16 фонтанної арматури 13 з'єднана буферним фланцем 17 з корпусом пристрою 1, а фланцем 18 - з колонною головкою 19. На зовнішній поверхні верхньої частини штока 3 і внутрішньої поверхні гайки 5.

Пристрій працює наступним чином.

У заглушеній свердловині пристрій з повністю або частково введеним всередину зрівняльної камери 7 порожнистим штоком 3 з встановленим на нижньому кінці порожнистим запірним елементом своїм фланцем 2 за допомогою болтів і герметизуючої прокладки кріпиться до буферного фланця 17 ялинки 16 фонтанної арма. корпус 1 пристрою порожнього штока 3, останній розміщується у внутрішній порожнині ялинки 16 фонтанної арматури над надкорінною засувкою 20 ялинки 16 фонтанної арматури 13. Потім через відкритий запірний елемент 9 у зрівняльну камеру 7 пристрою закачують рідину до тиску, рівного тиску2 нижній різьбі підвіски 11 НКТ трубної головки 12

фонтанної ялинки 13. Після створення в зрівняльній камері 7 необхідного тиску запірний елемент 9 закривають. Після цього, притримуючи штурвал 14, лівим обертанням штурвала 15 (передбачається, що всі гвинтові пари в пристрої праві) вводять шток 3, з встановленим на його нижньому кінці запірним елементом 10, в трубну головку 12 фонтанної арматури і ввертають запірний елемент 11 НКТ трубної головки 12 фонтанної арматури 13. При цьому гайка 5 пристрою упирається в кришку корпусу 6 1 пристрою і, обертаючись навколо гвинта 4, переміщає його всередину пристрою.

Після фіксації запірного елемента 10 у підвісці 11 НКТ трубноїголовки 12 фонтанної арматури 13 знімають штурвали 14 і 15, кришку 6, згвинчують з гвинта 4 гайку 5 і, відкрутивши болти кріплення фланця 2 корпусу 1 до буферного фланця 17 ялинки 16 фонтанної арматури 13.

Потім до штока пристрою 3 приєднують нагнітальний трубопровід 22 і через нього закачують в свердловину технологічні розчини для проведення гідравлічного розриву пласта. Створюване в процесі гідравлічного розриву пласта великий тиск не шкідливо впливає на ялинку 16 фонтанної арматури 13, так як її елементи герметично роз'єднані від стовбура фонтанної арматури штоком 3, зберігаючи її в працездатному стані.

Після завершення гідравлічного розриву пласта від штока 3 пристрою від'єднують нагнітальний трубопровід 22. На шток 3 пристрою надягають корпус 1 пристрою і кріплять болтами його фланець 2 до буферного фланця 17 ялинки 16 фонтанної арматури 13. На гвинт 4 накручують гайку 6 і встановлюють на місце штурвали 14 і 15. Знову закачують через запірний елемент 9 в зрівняльну камеру 7 пристрою рідина до тиску, що дорівнює тиску в НКТ 21, і обертанням штурвала 15 вліво до упору гайки 5 в кришку 6 і далі 3 всередину пристрою, відвертаючи перекриваючий елемент 10 верхньої різьби підвіски 11 НКТ трубної головки 12 фонтанної арматури 13. Після завершення цієї

операції, притримуючи штурвал 14 і обертаючи штурвал 15 вправо до упору гайки 5 корпус 1 і далі, повністю або частково вводять шток 3 в зрівняльну камеру 7.

Після цього закривають надкорінну засувку 20 ялинки 16 фонтанної арматури 13, відкриттям запірного елемента 9 скидають тиск у зрівняльній камері 7 і від'єднують пристрій від буферного фланця 17 ялинки16 фонтанної арматури 13.

При проведенні робіт допускається не проводити демонтаж пристрою з буферного фланця 17 ялинки 16 арматури фонтанної 13, обмежившись тільки зняттям кришки 6 корпусу 1 пристрою.

У разі застосування в пристрої штурвала 14 гвинта 4 з наскрізним отвором і встановленням над ним швидкороз'ємним з'єднанням для приєднання до нього нагнітального трубопроводу 22, відпадає необхідність у знятті самої кришки 6 пристрою в процесі гідравлічного розриву пласта, що ще більше знизить витрати на .

У разі очікування можливого прояву свердловини відразу після проведення гідравлічного розриву пласта у складі елемента 10, що перекриває, або штока 3 необхідно встановлювати зворотний клапан (не показано) з метою запобігання викиду і виникнення відкритого фонтану.

Пропонований пристрій дозволяє скоротити час на монтажні роботи перед та після гідравлічного розриву пласта за рахунок усунення операцій з переобв'язування гирла свердловини при забезпеченні безпеки проведення робіт та збереженні фонтанної арматури у працездатному стані, зменшити час знаходження свердловини у бездіяльному фонді.

Пристрій для захисту фонтанної арматури при гідравлічному розриві пласта в газовій свердловині, що включає корпус з фланцем для з'єднання з корпусом фонтанної арматури, зрівняльну камеру із запірним елементом, розміщений в корпусі шток з гайкою і приводом його осьового переміщення, елемент, що встановлений на кінці штока що відрізняється тим, що шток і перекриваючий елемент виконані з наскрізними осьовими отворами, на зовнішній поверхні перекриває елемента виконана різьблення з можливістю взаємодії з верхньою різьбленням підвіски насосно-компресорних труб фонтанноїарматури, а на зовнішній поверхні верхньої частини штока та внутрішньої поверхні гайки виконані різьблення.