Устройство для опрессовки колонны труб в скважине со спущенным штанговым насосным оборудованием

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности и найдет применение при опрессовке колонны труб в скважине с целью определения герметичности спущенной колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) с глубинным насосным оборудованием, преимущественно трубных (невставных) насосов и при проведении различных технологических операций, таких как нагнетание жидкости в пласт для поднятия пластового давления, для восстановления коллекторских свойств продуктивного пласта или изоляции водопритоков в скважину. Устройство содержит полый корпус с осевым каналом и присоединительными резьбами на концах, седло под шаровой запорный элемент и приспособление для открытия осевого канала. Седло для шарового запорного элемента выполнено в теле корпуса в верхней концевой его части с диаметром выходного отверстия большим, чем диаметр плунжера насоса, при этом в нижней части корпуса диаметрально противоположно выполнено седло аналогичной конструкции, что и верхнее, составляющие взаимозаменяемые седла, при этом присоединительные резьбы на концах корпуса выполнены в виде ниппеля, приспособление для открытия осевого канала корпуса выполнено в виде цанги для захвата шарового запорного элемента, спускаемого в скважину на тросе или проволоке, а геометрические размеры корпуса выбраны с учетом возможности компоновки его с цилиндром штангового насоса. Использование устройства позволяет избежать дополнительных спуско-подъемных операций. По предварительным подсчетам экономия от использования устройства на одну скважино-операцию составляет 50 тыс. рублей. 4 п.ф., 4 илл.

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности и найдет применение при опрессовке колонны труб в скважине с целью определения герметичности спущенной колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) с глубинным насосным оборудованием, преимущественно трубных (невставных) насосов и при проведении различных технологических операций, таких как нагнетание жидкости в пласт для поднятия пластового давления, для восстановления коллекторских свойств продуктивного пласта или изоляции водопритоков в скважину.

Известно устройство для опрессовки лифтовой колонны труб в скважине (см. патент RU №2021474, МПК 5 Е21В 17/00, опубл. в Б.И. №19, 15.10.94 г.), содержащее корпус с присоединительной резьбой нарезкой, со сквозными пазами, седлом в нижней его части под бросовый запорный элемент и промывочные окна. Внутри корпуса установлена втулка, а с наружной его стороны кожух с возможностью ограниченного осевого перемещения, имеющий в нижней части опору, и связан со втулкой соединительным элементом. Втулка снабжена фиксатором ее положения в верхней части корпуса и установлена с возможностью перекрытия промывочных окон корпуса. Нижняя часть корпуса снабжена чехлом, имеющим опору, а также, окна, выполненные в его боковой стенке.

Недостатком известного устройства является большая металлоемкость, сложность по конструкции и нетехнологичность его изготовления.

Известно устройство (см. патент RU №1838572 МПК 5 Е21В 17/00, 34/06, опубл. в Б.и. №32, 30. 08. 93 г.), содержащее трубчатый корпус с присоединительной резьбой и центральным осевым каналом и радиальными каналами.

Устройство содержит трубчатый корпус с центральным осевым и радиальными каналами и присоединительными резьбами на концах, седла, установленные одно над другим с проходными каналами под запорный шаровой элемент, верхнее из которых связано с корпусом срезными штифтами и установлено с возможностью осевого перемещения и перекрытия радиальных каналов корпуса. Устройство снабжено стопорным кольцом и пружиной установленной под нижним седлом с целью возможности открытия радиальных каналов. К нижней присоединительной резьбе присоединен башмак.

Это устройство сложно по конструктивному исполнению и не технологично в изготовлении.

Указанные недостатки частично устранены в устройстве для опрессовки колонны труб в скважине (см. патент RU №1838573 МПК 5 Е21В 17/00, опубл. в Б.и. №32, 30.08.93 г.), содержащее трубчатый корпус с присоединительными резьбами на концах, неподвижную втулку с осевым каналом и седлом под шаровой запорный орган, помещенную в корпусе, и механизм открытия осевого канала. При этом механизм открытия осевого канала выполнен в виде цилиндрического патрубка из немагнитного материала с осевым каналом и перепускным каналом для гидравлического сообщения полости колонны над седлом с ее полостью под седлом в рабочем положении устройства, магнитной втулки, помещенной в нижней части патрубка, и грузовой центрирующей втулки, помещенной в верхней части патрубка, а корпус над неподвижной втулкой выполнен с седлом под механизм открытия осевого канала с возможностью взаимодействия магнитной втулки с шаровым запорным органом при посадке патрубка на седло корпуса (прототип).

Недостатком известного устройства является сложность конструкции механизма открытия осевого канала, наличие магнита для захвата запорного органа, а также его большая металлоемкость. Кроме того, оно находит ограниченное применение, поскольку с его помощью невозможно проводить опрессовку колонны НКТ со спущенным насосным оборудованием трубного типа (невставные насосы).

Это устройство по технической сущности более близко к предлагаемому и может быть принято в качестве прототипа.

Технической задачей настоящей полезной модели является устранение недостатков прототипа.

Поставленная задача решается описываемым устройством для опрессовки колонны труб в скважине со спущенным штанговым насосным оборудованием, содержащим полый корпус с осевым каналом и присоединительными резьбами на концах, седло под шаровой запорный элемент и приспособление для открытия осевого канала.

Новым является то, что седло для шарового запорного элемента выполнено в теле корпуса в верхней концевой его части с диаметром выходного отверстия большим, чем диаметр плунжера насоса, при этом в нижней части корпуса диаметрально противоположно выполнено седло аналогичной конструкции, что и верхнее, составляющие взаимозаменяемые седла.

Новым является также и то, что присоединительные резьбы на концах корпуса выполнены в виде ниппеля, приспособление для открытия осевого канала корпуса выполнено в виде цанги для захвата шарового запорного элемента, спускаемого в скважину на тросе или проволоке, а геометрические размеры корпуса выбраны с учетом возможности компоновки его с цилиндром штангового насоса.

Представленные рисунки поясняют суть предлагаемой полезной модели, где на фиг.1 изображено заявляемое устройство, в продольном разрезе.

На фиг.2 изображено устройство для опрессовки колонны труб спущенное в скважину в компоновке с цилиндром штангового насоса на колонне насосно-компрессорных труб, в частичном продольном разрезе.

На фиг.3 - то же, что на фиг.2, после извлечения на поверхность плунжера насоса и спуска шарового запорного элемента до посадки на седло корпуса устройства.

На фиг.4 - приспособление для открытия осевого канала путем захвата шарового клапана его рожками, спускаемого на проволоке или на тросе.

Устройство для опрессовки колонны труб содержит полый корпус 1 с осевым каналом 2 и присоединительными резьбами 3 и 4 в виде ниппеля. В теле корпуса выполнены взаимозаменяемые седла 5 и 6 верхнее и нижнее соответственно в диаметрально противоположных направлениях одинаковой конструкции под шаровой запорный элемент 7. Диаметр верхнего отверстия 5 и 6 и, следовательно, осевого канала 2 корпуса 1 выполнен большим, чем плунжер 8 насоса 9 для возможности извлечения плунжера на поверхность и последующего спуска шарового запорного элемента 7 для осуществления операции опрессовки.

Открытие осевого канала 2 корпуса осуществляется приспособлением, выполненным в виде трехрожковой цанги 10 для захвата шарового запорного элемента 7 и извлечения его на поверхность. Упомянутое приспособление может быть выполнено и в другой конструкции в виде магнитного ловителя, спускаемого на также на проволоке или тросе 11. Геометрические размеры корпуса и его элементы выбраны с учетом возможности компоновки его с цилиндром штангового насоса трубного типа.

Устройство работает следующим образом. Его спускают в скважину 12 на колонне НКТ 13 в компоновке с цилиндром штангового насоса трубного типа с патрубком-удлинителем 14, как это изображено на фиг.1, без сбрасываемого шарового запорного элемента.

В процессе эксплуатации скважины из-за нарушения герметичности резьбовых соединений НКТ или целостности их стенок, или негерметичности клапана глубинного

насоса имеется необходимость опрессовки НКТ с целью определения места утечки продукции скважины.

Для этого по колонне НКТ 13 спускают шаровой запорный элемент 7 до посадки на верхнее седло 5 корпуса 1, на проволоке или тросе, или путем его сбрасывания после предварительного извлечения плунжера 8 насоса на поверхность. Затем с помощью насосных агрегатов в полости НКТ повышают давление до величины опрессовочного и выдерживают ее расчетное время. Если в течение этого времени давление не снижается, то колонна НКТ считается герметичной. Далее окончив опрессовку давление в НКТ плавно снижают до первоначального. В случае негерметичности колонны НКТ, часть из них длиной примерно 80-100 метров извлекают на поверхность и в полости оставшейся части снова повышают давление до опрессовочного и далее цикл повторяют до тех пор, пока не обнаружат трубу с дефектом или с негерметичным резьбовым соединением. После замены ее на качественную трубу колонну НКТ снова спускают до необходимой глубины. Затем приспособление 10 для открытия осевого канала захватывают (ловят) шаровой запорный элемент 7 извлекают его на поверхность, после чего на штангах 15 спускают плунжер до цилиндра насоса, и далее скважину запускают в работу.

Если окажется, что колонна НКТ герметична, то причина негерметичности является в клапанах плунжера насоса, что подлежат устранению.

Технико-экономическое преимущество предложения заключается в упрощении конструкции устройства и снижении трудоемкости изготовления. Использование устройства позволяет избежать дополнительных спуско-подъемных операций. По предварительным подсчетам экономия от использования устройства на одну скважино-операцию составляет 50 тыс.рублей.

1. Устройство для опрессовки колонны труб в скважине со спущенным штанговым насосным оборудованием, содержащее полый корпус с осевым каналом и присоединительными резьбами на концах, седло под шаровой запорный элемент и приспособление для открытия осевого канала, отличающееся тем, что седло для шарового запорного элемента выполнено в теле корпуса в верхней концевой его части с диаметром выходного отверстия большим, чем диаметр плунжера насоса, при этом в нижней части корпуса диаметрально противоположно выполнено седло аналогичной конструкции, что и верхнее, составляющие взаимозаменяемые седла.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что присоединительные резьбы на концах корпуса выполнены в виде ниппеля.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что приспособление для открытия осевого канала корпуса выполнено в виде цанги для захвата шарового запорного элемента, спускаемого в скважину на тросе или проволоке.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что геометрические размеры корпуса выбраны с учетом возможности компоновки его с цилиндром штангового насоса.