Арматура устья скважины

 

Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию и может быть использовано в качестве оборудования устья нефтяных скважин, эксплуатируемых штанговыми глубинными насосами. Арматура устья скважины содержит корпус с каналом сообщения с полостью насосно-компрессорных труб и каналом сообщения с межтрубным пространством, конусную муфту, тарельчатый клапан-отсекатель и устьевой сальник. В канале сообщения с полостью насосно-компрессорных труб установлены запорный вентиль и пробоотборник. При необходимости получения пробы вентиль открывают. В канале сообщения с межтрубным пространством установлен запорный вентиль. Корпус имеет дополнительный канал сообщения полости насосно-компрессорных труб с межтрубным пространством. В этом канале установлены запорный вентиль с клапаном, для поступления пробы вентиль должен быть открыт. Позволяет создать компактную арматуру с незамерзающими запорно-регулирующими и контрольно-измерительными узлами с возможностью извлечения их и установки без разрядки давления в арматуре и с возможностью отбора пробы по всему сечению потока. 1 з.п. ф-лы, 9 ил., 1 табл.

Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию и может быть использовано в качестве оборудования устья нефтяных скважин, эксплуатируемых штанговыми глубинными насосами (ШГН).

Известна арматура универсальная малогабаритная для эксплуатации нефтяных скважин (1).

Недостатками известной арматуры являются громоздкость устьевой обвязки и склонность запорно-регулирующих и контрольно-измерительных узлов к замерзанию в зимнее время года вследствие удаленности их от теплового нефтяного потока, идущего по напорной линии арматуры.

Наиболее близким аналогом к заявляемой является фонтанная арматура (2).

Недостатками известной арматуры являются также громоздкость и склонность к замерзанию. Кроме того, известная арматура оснащена пробоотборником, не обеспечивающим отбор пробы по всему сечению технологического потока.

Технической задачей, решаемой изобретением, является создание предельно компактной арматуры с незамерзающими запорно-регулирующими и контрольно-измерительными узлами с возможностью извлечения их и установки без разрядки давления в арматуре и с возможностью интегрального (по всему сечению потока) отбора пробы.

Поставленная задача решается тем, что арматура устья скважины, содержащая корпус с каналом сообщения с полостью насосно-компрессорных труб и каналом сообщения с межтрубным пространством, конусную муфту для подвески труб, тарельчатый клапан-отсекатель, устьевой сальник для уплотнения полированного штока глубинного штангового насоса, в канале сообщения с полостью насосно-компрессорных труб установлены запорный вентиль и пробоотборник для интегрального (по всему сечению потока) отбора пробы на анализ, в канале сообщения с межтрубным пространством установлен запорный вентиль, кроме того, корпус снабжен дополнительным каналом сообщения полости насосно-компрессорных труб с межтрубным пространством и запорным вентилем-клапаном, установленным в этом канале, при этом пробоотборник для интегрального отбора пробы на анализ, запорные вентили и запорный вентиль-клапан, каждый из которых выполнен в виде цельного легкосъемного узла, установлены внутрь корпуса при помощи трубной конической резьбы одинакового геометрического размера, а пробка запорного вентиля-клапана подпружинена и имеет возможность осевого хода.

Изобретение поясняется чертежами, где изображены: на фигуре 1 - общий вид со стороны напорного (слева) и затрубного (справа) запорных вентилей; на фигуре 2 - общий вид в разрезе по вертикальной плоскости; на фигуре 3 - общий вид сверху по А; на фигуре 4 - горизонтальный разрез по Б-Б; на фигуре 5 - запорный вентиль в разрезе; на фигуре 6 - запорный вентиль-клапан в разрезе; на фигуре 7 - интегральный угловой пробоотборник в разрезе; на фигуре 8 - манометрический штуцер с обратным клапаном в разрезе; на фигуре 9 - манометрический штуцер со стороны болтового крепления.

Арматура устья нефтяной скважины (далее - арматура, фиг. 1 - 4) содержит корпус 1 с каналами сообщения и технологическими узлами, приведенными в таблице.

Манометрические штуцеры 6 снабжены манометрами 11. Корпус 1 оснащен также конусной муфтой 12 с уплотнителями 13, патрубком 14 для соединения с НКТ, защитной втулкой 15 и стопорным кольцом 16. Сверху корпус 1 закрыт крышкой 17 с помощью резьбовых шпилек 18 и уплотнителя 19. Внутри крышки 17 установлен противоаварийный отсекатель 20, выполненный в виде подпружиненной поворотной заслонки 21 и контактного упора 22. На крышке 17 установлен самоцентрирующийся сальниковый уплотнитель 23 (СУС) для герметизации полированного штока 24. СУС фиксируется в рабочем положении на крышке 17 при помощи упорной шайбы 25 и резьбовых шпилек 18.

Запорный вентиль 7 выполнен в виде цельного легкосьемного узла, установленного в корпусе на конусной самоуплотняющейся резьбе НКТ по ГОСТ 633-80 (фиг. 5). Резьбовой подвижный шток 26 снабжен резьбовой пробкой 27, которая в рабочем положении выходит из зацепления внутренней резьбы и имеет возможность свободного вращения. Запорный вентиль 7 служит для доступа в пробоотборник.

Запорный вентиль-клапан 9 в отличие от запорного вентиля 7 имеет пружину 28 и осевой свободный ход пробки 27 для обеспечения функции обратного клапана (фиг. 6).

Интегральный угловой пробоотборник 8 также выполнен в виде цельного легкосъемного узла на конусной самоуплотняющейся резьбе НКТ по ГОСТ 633-80 (фиг. 7).

Обратный клапан 10 манометрического штуцера 6 также выполнен в виде цельного легкосъемного узла и установлен в корпусе 1 на конической трубной резьбе (фиг. 8, 9).

Функционирует арматура следующим образом (фиг. 2, 4).

Устанавливают арматуру корпусом 1 на горизонтальный фланец колонной головки и закрепляют резьбовыми шпильками (не показано). К напорному боковому отводу 3 подсоединяют фланец с патрубком для соединения с напорным трубопроводом (не показано). К затрубному боковому отводу 5 подсоединяют фланец с патрубком для эхолотирования и подключения цементировочного агрегата (не показано). При работе ШГН нагнетаемая продукция поступает из полости НКТ 2 через открытый запорный вентиль 7 в напорный боковой отвод 3 и далее в напорный трубопровод. При работе ШГН нагнетаемая продукция поступает из полости НКТ 2 через открытый запорный вентиль 7 в напорный боковой отвод 3 и далее в напорный трубопровод. При этом запорный вентиль 7 в затрубном боковом отводе 5 закрыт. Запорный вентиль-клапан 9 работает в режиме обратного клапана, перепуская избыток газа из межтрубного пространства 4 в полость НКТ 2. В случае аварийного обрыва полированного штока 24 и падения его вниз освобождается контактный упор 22, выполненный из легкого металла (например, из баббита), и поворотная заслонка 21 под воздействием пружины герметично закрывает отверстие в крышке 17, не допуская выхода наружу скважинной жидкости.

Глушение скважины осуществляется подачей солевого раствора в межтрубное пространство 4 по затрубному боковому отводу 5 через открытый вентиль 7.

Манометры 11 контролируют давление в полости НКТ 2 и в межтрубном пространстве 4 через открытый обратный клапан 10. При смене манометра 11 штуцер 6 извлекают из обратного клапана 10, который при этом закрывается.

Заявляемая арматура выполнена в виде моноблока, в корпусе которого размещены все запорно-регулирующие и контрольно-измерительные узлы, а также устьевая обвязка межтрубного пространства с колонной НКТ. Все эти узлы, расположенные в едином моноблочном обогреваемом нефтью корпусе, не замерзают в зимнее время года.

Ремонт узлов арматуры осуществляется методом блочной замены с последующим восстановлением неисправного узла в условиях производственной базы.

Источники информации:
1. Нефтяная промышленность, серия "Машины и нефтяное оборудование", реферативный научно-технический сборник, выпуск 8, Москва, 1983 г.

2. Компоновка фонтанной арматуры в горизонтальном положении на нефтяных и газовых скважинах, ВНИИОЭНГ N 4820, Москва N-06186, 1972 г.

Формула изобретения

1. Арматура устья скважины, содержащая корпус с каналом сообщения с полостью насосно-компрессорных труб и каналом сообщения с межтрубным пространством, конусную муфту для подвески труб, тарельчатый клапан-отсекатель, устьевой сальник для уплотнения полированного штока глубинного штангового насоса, отличающаяся тем, что в канале сообщения с полостью насосно-компрессорных труб установлены запорный вентиль и пробоотборник для отбора пробы на анализ по всему сечению потока, в канале сообщения с межтрубным пространством установлен запорный вентиль, кроме того, корпус снабжен дополнительным каналом сообщения полости насосно-компрессорных труб с межтрубным пространством и запорным вентилем с клапаном, установленными в этом канале.

2. Арматура устья скважины по п.1, отличающаяся тем, что пробоотборник и запорные вентили выполнены в виде цельного легкосъемного узла и установлены внутрь корпуса при помощи трубной конической резьбы одинакового геометрического размера.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10