Устройство, опережающее выброс

 

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для герметичного перекрытия устья буримой скважины. Устройство включает герметизирующий узел, содержащий резиновые элементы. Герметизирующий узел расположен между верхним упором, выполненным на наружном патрубке, и нижним упором, выполненным на центральном патрубке. Резиновые элементы расположены на центральном патрубке, который выполнен из бурильной трубы. Наружный патрубок выполнен из обсадной трубы. Центральный патрубок установлен с возможностью подъема на некоторую высоту для герметизации устья скважины. Патрубок с отводом выполнен с возможностью навинчивания на муфту кондуктора или технической колонны. Во всех случаях обнаружения признаков газонефтеводопроявления на устье скважины устанавливается устройство, опережающее выброс, центральным патрубком присоединяется к бурильному инструменту, находящемуся в скважине. Герметизация устья скважины осуществляется подъемом центрального патрубка на некоторую высоту. Обеспечивается надежность герметизации устья скважины и управления скважиной в процессе выполнения технологических работ при ликвидации нефтегазоводопроявления. 1 ил.

Изобретение относится к горной отрасли промышленности и предназначено для герметичного перекрытия устья буримой скважины с целью опережения или предупреждения выброса.

Известны конструкции противовыбросового оборудования: превенторы универсальные (ПУТ), превенторы плашечные (ППГ), превенторы вращающиеся (ПВ), предназначенные для нормального осуществления процесса бурения скважины различными типами буровых растворов, герметизации затрубного пространства при цементировании обсадных колонн, когда цементирование осуществляется обратной циркуляцией (1). Серийно выпускаемые и применяемые на промыслах превенторы очень сложны по конструкции и эксплуатации, комплект оборудования противовыбросового имеет большой вес, усложненный монтаж и демонтаж буровой установки, в зимнее время требует постоянного обогрева.

Известны устройства для изоляции водогазопроявляющих пластов (2) и для регулирования забойного давления в процессе бурения (3). Эти устройства предназначены для регулирования забойного давления в процессе бурения скважины при сохранении круговой циркуляции через бурильный инструмент и не могут быть использованы для герметизации устья.

Из соотношения пластового и забойного давления определяются параметры проявления и рассчитывается процесс их ликвидации. Характер проявления, его возникновение и развитие существенно зависит от вида пластового флюида. Практика буровых работ показывает, что при разбуривании многих месторождений нефти нет необходимости устанавливать выпускаемые в настоящее время превенторы, а других облегченных и простых в эксплуатации устройств, опережающих выброс, промышленностью не выпускается. В правилах безопасности в нефтедобывающей промышленности предусмотрено оборудование устья существующими конструкциями превенторов.

Известно выбранное в качестве ближайшего аналога устройство, опережающее выброс, включающее герметизирующий узел, содержащий резиновые элементы, расположенный между верхним упором, выполненным на наружном патрубке, и нижним упором, выполненным на центральном патрубке, установленном с возможностью подъема на некоторую высоту для герметизации устья скважины, и патрубок с отводом (4).

Предлагаемое техническое решение предназначено для герметичного перекрытия устья бурящейся скважины и для управления скважиной в процессе ликвидации нефтегазаводопроявлений.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве, опережающем выброс, включающем герметизирующий узел, содержащий резиновые элементы, расположенный между верхним упором, выполненным на наружном патрубке, и нижним упором, выполненным на центральном патрубке, установленном с возможностью подъема на некоторую высоту для герметизации устья скважины, и патрубок с отводом, согласно изобретению резиновые элементы расположены на центральном патрубке, патрубок с отводом выполнен с возможностью навинчивания на муфту кондуктора или технической колонны, при этом отвод имеет фланец, центральный патрубок выполнен из бурильной трубы, а наружный патрубок - из обсадной трубы.

Сравнение заявленного технического решения с ближайшим аналогом позволило установить соответствие его условиям патентоспособности "промышленная применимость", "новизна" и "изобретательский уровень".

Для размещения полного комплекта устьевого оборудования, при применении превенторов, для применяемых конструкций скважин требуется высота вышечного основания буровой установки от 2,5 до 4,8 м. Это усложняет монтаж и демонтаж буровой установки, увеличивает трудоемкость при спуско-подъемных операциях труб в процессе строительства скважины (бурильный инструмент, кондуктор, техническая и эксплуатационная колонна). Требуется трудоемкая работа и продолжительное время для монтажа и демонтажа устьевого оборудования, размещенного под полом вышечного блока буровой установки.

На чертеже изображено устройство, опережающее выброс.

Устройство, опережающee выброс, содержит муфту с замковой резьбой для бурильных труб (1), патрубки центральный (2) и наружный (3), упор верхний (4), навинченный на наружный патрубок, представляющий собой полумуфту с замковой резьбой для соединения с ниппелем (5), который навинчен на муфту (6) обсадной колонны. Между верхним и нижним упорами расположены резиновые элементы, установленные на центральном патрубке бурильной трубы. Патрубок (8) имеет отвод с фланцем (10). После его соединения с манифольдом (состоящим из задвижек и труб), предназначенным для герметичного перекрытия устья скважины, может быть осуществлена прямая и обратная циркуляция бурового раствора через бурильный инструмент.

Нижняя часть центрального патрубка оканчивается ниппелем (11) с замковой резьбой, размеры которой соответствуют размерам бурильных труб, применяемых при строительстве данной скважины. На наружный патрубок (3) привариваются ручки (12) для соединения бурильного инструмента с обсадной колонной или для их разъединения.

Для предотвращения выдавливания резиновых элементов через зазоры они снабжены стальными пластинками, завулканизированными в резину.

Устройство, опережающее выброс, в собранном виде имеет вес от 50 до 70 кг и находится на мостках буровой установки. Патрубок с отводом (8) и ниппелем (5) навинчивается на муфту кондуктора или технической колонны во время твердения цемента.

Манифольд, состоящий из труб и задвижек, удаляется от устья скважины не менее чем на 20 м.

Во всех случаях обнаружения признаков газонефтеводопроявления, на устье скважины устанавливается устройство, опережающее выброс. Для этого с мостков буровой берется устройство. Центральной трубой присоединяется к бурильному инструменту, находящемуся в скважине. Затем, вращением наружного патрубка (3) с помощью ручек (12), бурильный инструмент соединяется с обсадной колонной навинчиванием полумуфты наружной трубы к ниппелю, навернутому к муфте обсадной трубы.

Герметизация устья скважины осуществляется подъемом бурильного инструмента на некоторую высоту. При этом резиновый элемент, сокращаясь в длине, увеличивается в диаметре и полностью заполняет затрубное пространство между бурильным инструментом и обсадной колонной выше отвода с фланцем (10). При отсутствии бурильного инструмента в скважине герметизация устья скважины осуществляется аналогичным же способом, только без спуска бурильных труб в скважину.

После герметизации устья скважины начинается обработка бурового раствора прямой или обратной циркуляцией через бурильный инструмент до восстановления плотности бурового раствора до требуемых параметров.

Устройство перед отправкой на буровую в механической мастерской должно быть проверено и спрессовано на максимально допустимое для него давление.

Каждый раз при спуско-подъемных операциях необходимо обращать внимание на совпадение оси бурильного инструмента с центром отверстия устья колонны обсадных труб.

Устройство, опережающее выброс, отличается простотой в изготовлении и эксплуатации, легко монтируется и демонтируется, обладает малым весом. Для установки устройства в рабочее положение не требуется поднимать пол буровой вышки более чем на 1,5 м выше уровня земли (т.к. 1,5 м достаточно для обеспечения циркуляции бурового раствора по желобной системе).

Устройство обеспечивает надежность герметизации устья скважины и управления скважиной в процессе выполнения технологических работ при ликвидации нефтегазоводопроявления.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ 1. Справочник инженера по бурению. Москва, Недра, 1973 г., с.491-516.

2. Шахмаев З. М. и др. "Устройство для изоляции водогазопроявляющих пластов". Патент РФ 2106475 (13), бюл. 7, 10.03.98 г.

3. Шахмаев З.М. и др. "Устройство для регулирования забойного давления в процессе бурения". Патент 2105126 (13), бюл. 5, 20.02.98 г.

4. Патент РФ 2112132, опубл.1998 г.

Формула изобретения

Устройство, опережающее выброс, включающее герметизирующий узел, содержащий резиновые элементы, расположенный между верхним упором, выполненным на наружном патрубке и нижним упором, выполненным на центральном патрубке, установленном с возможностью подъема на некоторую высоту для герметизации устья скважины, и патрубок с отводом, отличающееся тем, что резиновые элементы расположены на центральном патрубке, патрубок с отводом выполнен с возможностью навинчивания на муфту кондуктора или технической колонны, при этом отвод имеет фланец, центральный патрубок выполнен из бурильной трубы, а наружный, патрубок - из обсадной трубы.

РИСУНКИ

Рисунок 1