подвеска колонны насосно-компрессорных труб на устье насосных скважин

Формула изобретения

Подвеска колонны насосно-компрессорных труб на устье насосных скважин, включающая фланец эксплуатационной колонны, соединенный с планшайбой через уплотнительное кольцо посредством шпилечного соединения, при этом колонна насосно-компрессорных труб расположена эксцентрично на планшайбе с отверстием под исследовательские приборы, снабженным пробкой, отличающаяся тем, что в планшайбе выполнено отверстие со сферической опорой внизу под муфту колонны насосно-компрессорных труб, причем муфта колонны насосно-компрессорных труб зафиксирована от смещения вверх посредством накидной гайки, соединенной с планшайбой, а разъем между муфтой колонны насосно-компрессорных труб и планшайбой загерметизирован сальником, расположенным в соответствующей полости накидной гайки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию для систем добычи нефти и входит в устьевую арматуру насосных скважин.

Известна схема оборудования устья насосных скважин (Подземный ремонт скважин. П.Н.Лаврушко, издательство «НЕДРА», Москва, 1968 г., стр.126), включающая фланец эксплуатационной колонны, соединенный с планшайбой. В планшайбе предусмотрено резьбовое отверстие с цилиндрической резьбой под промежуточный переходной патрубок между колонной насосно-компрессорных труб и тройником, соединенным с устьевым сальником, а также отверстие для исследовательских приборов, снабженное пробкой. Введение в колонну насосно-компрессорных труб дополнительного технологического патрубка с метрической резьбой, соединенного с планшайбой, осложняет конструкцию и технологию спуско-подъемных операций, кроме того, эта метрическая резьба смонтирована без натяга и не загермитизирована, что приводит, соответственно, к расшатыванию, расслаблению резьбового соединения и пропуском газожидкостной смеси из-за трубного пространства в атмосферу.

По конструктивным и функциональным признакам наиболее близким аналогом, прототипом, является устьевая арматура АУ 140×50 (ОАО «Татнефть» - ЦБПО РБО и СТ», паспорт 2415-00-00 ПС) для обвязки устья скважины, оборудованной глубинным штанговым насосом. Корпус с фланцем завернут в муфту эксплуатационной колонны и соединен с планшайбой (трубодержателем) через уплотнительное кольцо посредством шпилек. В планшайбе с эксцентричным расположением выполнено резьбовое отверстие подобно муфте насосно-компрессорных труб (НКТ), к которому снизу заворачивается ниппельный конец колонны НКТ, а сверху - устьевой сальник. Кроме того, в планшайбе в плоскости эксцентриситета предусмотрено отверстие для исследовательских приборов, снабженное пробкой.

В процессе работы штангового насоса в наклонных скважинах или в скважинах с фактором парафина, а также при подъеме колонны насосных штанг из этих же скважин колонна насосно-компрессорных труб (НКТ - в дальнейшем) подвергается изгибу, знакопеременным динамическим нагрузкам, что в конечном итоге отражается на последнем резьбовом соединении, в котором находятся планшайба и ниппельный верхний конец колонны НКТ и которое является более склонным к разрушению звеном, если учесть, как надежно закреплена сама планшайба. В итоге от усталости это резьбовое соединение разрушается в большинстве случаев по среднему участку, и колонна НКТ уходит на забой. Этому способствует сам факт присутствия резьбы как концентратор напряжения.

Устранение подобного рода аварий несет большие затраты и приводит к вынужденным простоям скважины.

Ставится техническая задача - повышение надежности подвески колонны насосно-компрессорных труб.

Для достижения поставленной цели подвеска колонны насосно-компрессорных труб на устье насосных скважин, включающая фланец эксплуатационной колонны, соединенный с планшайбой через уплотнительное кольцо посредством шпилечного соединения, при этом колонна насосно-компрессорных труб расположена эксцентрично на планшайбе с отверстием под исследовательские приборы, снабженным пробкой, выполнена так, что в планшайбе выполнено отверстие со сферической опорой внизу под муфту колонны насосно-компрессорных труб, причем муфта колонны насосно-компрессорных труб зафиксирована от смещения вверх посредством накидной гайки, соединенной с планшайбой, а разъем между муфтой колонны насосно-компрессорных труб и планшайбой загерметизирован сальником, расположенным в соответствующей полости накидной гайки.

На приведенном чертеже изображен продольный разрез подвески колонны насосно-компрессорных труб на устье насосных скважин.

Подвеска колонны насосно-компрессорных труб на устье насосных скважин содержит фланец 1 эксплуатационной колонны 2, соединенный с планшайбой 3 через уплотнительное кольцо 4 посредством шпилечного соединения 5. Колонна насосно-компрессорных труб расположена эксцентрично (Э) на планшайбе 3 с отверстием 6 под исследовательские приборы (не показаны), снабженным пробкой 7. При этом в планшайбе выполнено отверстие 3 со сферической опорой 8 внизу под муфту 9 колонны насосно-компрессорных труб 10, зафиксированную от смещения вверх посредством накидной гайки 11 с ушком 12, соединенной с планшайбой 3 через резьбовое соединение 13.

Разъем 14 между муфтой 9 и планшайбой 3 загерметизирован сальником 15 с нажимным кольцом 16, расположенным в соответствующей полости накидной гайки 11.

Для обеспечения технологичности изготовления и возможности контроля сферическая опора 8 выполнена между двумя отдельными кольцами 17, 18, для извлечения которых из планшайбы 3 в последней предусмотрены пазы 19, расположенные по окружности.

Итак, колонна НКТ 10 подвешена на ее стандартной муфте 9, опирающейся на сферическую опору 8, а образовавшийся зазор между муфтой 9 и планшайбой 3 загерметизирован сальником 15 с нажимным кольцом 16. От возможного смещения вверх муфта 9 ограничена посредством накидной гайки 11, соединенной с помощью резьбового соединения 13 с планшайбой 3.

В процессе эксплуатации скважины, возникающие при этом на колонне НКТ 10 вибрации, знакопеременные динамические усилия в продольном направлении, а также изгибающие нагрузки отражаются на подвеске колонны НКТ 10, а именно на ее муфте 9 со сферической опорной поверхностью 8. Муфта 9, на которой подвешена колонна НКТ 10, реагируя на внешние воздействия, проявляет подвижность в пределах радиального зазора, заложенного между этой муфтой 9 и планшайбой 3, тем самым предохраняет узел подвески колонны НКТ 10 от возможных деформаций, т.е. от поломок.

Подвеска колонны НКТ 10 на устье насосных скважин, выполненная с посадкой на муфту НКТ 10, повышает надежность и упрощает обслуживание устьевой арматуры, увеличивает межремонтный период работы скважин, сокращая количество капитальных ремонтов скважин по причине ухода колонны НКТ на забой.