способ одновременной замены стволовых задвижек фонтанной арматуры под давлением

Формула изобретения

Способ одновременной замены стволовых задвижек фонтанной арматуры под давлением, при котором проводят закрытие буферной задвижки фонтанной арматуры и ближних к стволу фонтанной арматуры струнных задвижек, демонтируют рабочие струны фонтанной арматуры, на нижнем фланце переводной катушки трубной головки и верхнем фланце корпуса трубной головки монтируют четыре пары накладных кронштейнов, образующих четыре опоры, на двух противоположных стяжных удлиненных шпильках накладных кронштейнов устанавливают два поворотных ролика тросовой оснастки, на верхнем фланце буферной задвижки монтируют корпус герметизирующего устройства, собирают сборку, состоящую из составных стоек, установочного и пакерующего штоков, трех траверс, центрирующих стойки и штоки относительно друг друга, к верхней траверсе присоединяют с помощью зацепов съемник, присоединенный к грузоподъемной технике, с помощью которой сборку наводят на фонтанную арматуру, к накладным кронштейнам присоединяют составные стойки герметизирующего устройства, удерживающиеся в вертикальном положении тремя траверсами, расположенными на разных высотных отметках относительно корпуса герметизирующего устройства, определяют расстояние, необходимое для размещения пакерующего элемента герметизирующего устройства в стволе трубной головки фонтанной арматуры ниже заменяемых стволовых задвижек, поочередно снизу вверх открывают стволовые задвижки фонтанной арматуры, спускают пакерующий элемент герметизирующего устройства в ствол фонтанной арматуры на требуемое расстояние, ниже заменяемых стволовых задвижек, с помощью установочного штока, фиксируют положение пакерующего элемента и траверсы с помощью гаек, расположенных на составных стойках выше траверсы, герметизируют ствол трубной головки фонтанной арматуры вращением пакерующего штока по часовой стрелке с помощью гайки путем сжатия уплотняющих манжет пакерующего элемента, снижают избыточное давление в стволовых задвижках выпуском газа через вентиль до атмосферной величины, после технологической выдержки и при отсутствии давления в стволовых задвижках отвинчивают гайки нижнего фланца нижней заменяемой стволовой задвижки и вращением гаек на составных стойках приподнимают корпус герметизирующего устройства над фонтанной арматурой на высоту, достаточную для установки страховочной вилки для удержания пакерующего элемента в стволе трубной головки в герметичном состоянии, отвинчивают накидные гайки на четырех кронштейнах на фланцевом соединении трубной головки и снимают корпус герметизирующего устройства со скважины вместе с заменяемыми стволовыми задвижками и буферной задвижкой, заменяют снятые стволовые задвижки на новые и корпус герметизирующего устройства с новыми стволовыми задвижками монтируют на трубной головке, убирая страховочную вилку, подают сборку составных стоек, установочного и пакерующего штоков на устье скважины, крепят сборку в накладных кронштейнах, вращением пакерующего штока против часовой стрелки проводят ослабление герметизации пакерующего элемента и его подъем над шибером нижней стволовой задвижки, закрывают нижнюю стволовую задвижку и демонтируют герметизирующее устройство, в местах установки накладных кронштейнов устанавливают ранее снятые шпильки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к способам замены задвижек в процессе ремонта устьевого оборудования, в частности при ремонте фонтанной арматуры газовых скважин путем одновременной замены стволовых задвижек фонтанной арматуры под давлением.

В процессе эксплуатации газовых скважин нередко выходят из строя задвижки фонтанной арматуры. Струнные задвижки, расположенные на рабочих струнах фонтанной арматуры, можно заменить, перекрыв одну из стволовых задвижек, например надкоренную задвижку. Заменить стволовые задвижки более проблематично. Надкоренную задвижку можно заменить, перекрыв нижерасположенную, коренную, задвижку, что разрешается только в исключительных случаях, при ликвидации аварий. Коренную задвижку можно заменить либо после глушения скважины, либо с использованием способа, описанного в RU № 18730 U1. Заменить обе стволовые задвижки, тем более одновременно, можно только после глушения скважины. В условиях низких пластовых давлений любое глушение скважины приводит к необратимому загрязнению призабойной зоны, к трудностям в освоении скважины после ремонта, а то и к невозможности ее освоения. Поэтому необходим способ, позволяющий заменять одновременно все стволовые задвижки без глушения скважины, под давлением.

Известен способ замены задвижек фонтанной арматуры под давлением, включающий перекрытие ствола фонтанной арматуры ниже заменяемой задвижки с помощью пакерующего элемента герметизирующего устройства [RU № 38821 U1, E21B 33/00, опубл. 10.07.04, Бюл № 19].

Недостаток способа заключается в невозможности одновременной замены нескольких стволовых задвижек, в частности коренной и надкоренной.

Известен способ замены задвижек фонтанной арматуры под давлением, включающий перекрытие ствола фонтанной арматуры ниже заменяемой задвижки с помощью пакерующего элемента герметизирующего устройства [RU № 18730 B1, E21B 33/00, опубл. 10.07.01].

Недостаток способа заключается в невозможности одновременной замены нескольких стволовых задвижек, в частности коренной и надкоренной.

Задача, стоящая при создании изобретения, состоит в надежности ремонта устьевого оборудования без глушения скважины.

Достигаемый технический результат состоит в обеспечении возможности одновременной замены всех стволовых задвижек фонтанной арматуры под давлением, без глушения скважины.

Поставленная задача и технический результат достигаются тем, что при одновременной замене стволовых задвижек фонтанной арматуры под давлением проводят закрытие буферной задвижки фонтанной арматуры и ближних к стволу фонтанной арматуры струнных задвижек, демонтируют рабочие струны фонтанной арматуры, на нижнем фланце переводной катушки трубной головки и верхнем фланце корпуса трубной головки монтируют четыре пары накладных кронштейнов, образующих четыре опоры, на двух противоположных стяжных удлиненных шпильках накладных кронштейнов устанавливают два поворотных ролика тросовой оснастки, на верхнем фланце буферной задвижки монтируют корпус герметизирующего устройства, собирают сборку, состоящую из составных стоек, установочного и пакерующего штоков, трех траверс, центрирующих стойки и штоки относительно друг друга, к верхней траверсе присоединяют с помощью зацепов съемник, присоединенный к грузоподъемной технике, с помощью которой сборку наводят на фонтанную арматуру, к накладным кронштейнам присоединяют составные стойки герметизирующего устройства, удерживающиеся в вертикальном положении тремя траверсами, расположенными на разных высотных отметках относительно корпуса герметизирующего устройства, определяют расстояние, необходимое для размещения пакерующего элемента герметизирующего устройства в стволе трубной головки фонтанной арматуры ниже заменяемых стволовых задвижек, поочередно снизу вверх открывают стволовые задвижки фонтанной арматуры, спускают пакерующий элемент герметизирующего устройства в ствол фонтанной арматуры на требуемое расстояние, ниже заменяемых стволовых задвижек, с помощью установочного штока, фиксируют положение пакерующего элемента и траверсы с помощью гаек, расположенных на составных стойках выше траверсы, герметизируют ствол трубной головки фонтанной арматуры вращением пакерующего штока по часовой стрелке с помощью гайки путем сжатия уплотняющих манжет пакерующего элемента, снижают избыточное давление в стволовых задвижках выпуском газа через вентиль до атмосферной величины, после технологической выдержки и при отсутствии давления в стволовых задвижках отвинчивают гайки нижнего фланца нижней заменяемой стволовой задвижки и вращением гаек на составных стойках приподнимают корпус герметизирующего устройства над фонтанной арматурой на высоту, достаточную для установки страховочной вилки для удержания пакерующего элемента в стволе трубной головки в герметичном состоянии, отвинчивают накидные гайки на четырех кронштейнах на фланцевом соединении трубной головки и снимают корпус герметизирующего устройства со скважины вместе с заменяемыми стволовыми задвижками и буферной задвижкой, заменяют снятые стволовые задвижки на новые и корпус герметизирующего устройства с новыми стволовыми задвижками монтируют на трубной головке, убирая страховочную вилку, подают сборку составных стоек, установочного и пакерующего штоков на устье скважины, крепят сборку в накладных кронштейнах, вращением пакерующего штока против часовой стрелки проводят ослабление герметизации пакерующего элемента и его подъем над шибером нижней стволовой задвижки, закрывают нижнюю стволовую задвижку и демонтируют герметизирующее устройство, в местах установки накладных кронштейнов устанавливают ранее снятые шпильки.

Заявляемое выполнение технологических операций по наведению и соединению герметизирующего устройства с трубной головкой фонтанной арматуры обеспечивает возможность замены всех стволовых задвижек фонтанной арматуры под давлением без проведения операций по глушению скважины.

На чертеже показана схема реализации заявляемого способа.

Способ реализуется следующим образом.

Первоначально проводят закрытие буферной задвижки 1 фонтанной арматуры и ближних к стволу фонтанной арматуры струнных задвижек (не показаны). Демонтируют рабочие струны фонтанной арматуры. На нижнем фланце переводной катушки 2 трубной головки и верхнем фланце корпуса 3 трубной головки монтируют четыре пары накладных кронштейнов 4, образующих четыре опоры. На двух противоположных стяжных удлиненных шпильках накладных кронштейнов 4 устанавливают два поворотных ролика 5 тросовой оснастки.

Затем на верхнем фланце буферной задвижки 1 монтируют корпус 6 герметизирующего устройства. Собирают сборку, состоящую из составных стоек 7, установочного 8 и пакерующего 9 штоков, трех траверс 10, центрирующих составные стойки 7 и штоки 8, 9 относительно друг друга. К верхней траверсе 10 присоединяют с помощью зацепов 11 съемник 12, присоединенный к грузоподъемной технике (не показано), с помощью которой сборку наводят на фонтанную арматуру.

После этого к накладным кронштейнам 4 присоединяют составные стойки 7 герметизирующего устройства, удерживающиеся в вертикальном положении тремя траверсами 10, расположенными на разных высотных отметках относительно корпуса 6 герметизирующего устройства.

Далее определяют расстояние, необходимое для размещения пакерующего элемента 13 герметизирующего устройства в стволе трубной головки фонтанной арматуры ниже заменяемых стволовых задвижек 14, 15. Поочередно снизу вверх открывают стволовые задвижки 14, 15 фонтанной арматуры. Спускают пакерующий элемент 13 герметизирующего устройства в ствол фонтанной арматуры на требуемое расстояние, ниже заменяемых стволовых задвижек 14, 15. При этом уплотняющие манжеты 18 пакерующего элемента 13 должны полностью разместиться в переводной катушке 2 трубной головки.

При успешном завершении спуска пакерующего элемента 13 в ствол фонтанной арматуры проводят фиксацию траверсы 10 с помощью гаек 16 и вращением пакерующего штока 9 по часовой стрелке с помощью гайки 17 проводят запакеровку пакерующего элемента 13 путем сжатия уплотняющих манжет 18.

Снижают избыточное давление в заменяемых стволовых задвижках 14, 15 выпуском газа через вентиль (не показано) до атмосферной величины. Затем вентиль закрывают и выдерживают заменяемые стволовые задвижки 14, 15 в таком состоянии в течение 30 мин. Отсутствие давления указывает на герметичность установки пакерующего элемента 13. В случае обнаружения пропусков проводят дополнительную подтяжку пакерующего элемента 13 вращением пакерующего штока 9 при помощи гайки 17.

После технологической выдержки и при отсутствии давления в стволовых задвижках 14, 15 отвинчивают гайки нижнего фланца нижней заменяемой стволовой задвижки 14 и вращением гаек 16 на составных стойках 7 приподнимают корпус 6 герметизирующего устройства над фонтанной арматурой на высоту (при замене двух стволовых задвижек расстояние составляет 400 мм), достаточную для установки страховочной вилки (не показано) для удержания пакерующего элемента 13 в стволе трубной головки в герметичном состоянии. Отвинчивают накидные гайки на четырех накладных кронштейнах 4 на фланцевом соединении трубной головки и снимают корпус 3 герметизирующего устройства со скважины вместе с заменяемыми стволовыми задвижками 14, 15 и буферной задвижкой 1.

С использованием грузоподъемной техники (не показано) корпус 6 герметизирующего устройства со скважины вместе с заменяемыми стволовыми задвижками 14, 15 и буферной задвижкой 1 подают на площадку, на которой отсоединяют неисправные стволовые задвижки 14 и 15.

Далее проводят соединение корпуса 6 герметизирующего устройства и вновь устанавливаемых исправных задвижек. При необходимости к ним присоединяют дополнительную переходную катушку для обеспечения возможности устанавливать задвижки с присоединительными размерами, отличающимися от ранее установленных на скважине, например задвижки зарубежного производства на задвижки отечественного производства.

После этого корпус 6 герметизирующего устройства с новыми стволовыми задвижками монтируют на трубной головке, убирая страховочную вилку. Подают сборку составных стоек 7, установочного 8 и пакерующего 9 штоков на устье скважины. Крепят сборку в накладных кронштейнах 4. Вращением пакерующего штока 9 против часовой стрелки проводят ослабление герметизации пакерующего элемента 13 и его подъем над шибером нижней стволовой задвижки 14. Закрывают нижнюю стволовую задвижку 14 и демонтируют герметизирующее устройство. В местах установки накладных кронштейнов 4 устанавливают ранее снятые шпильки.

Заявляемый способ обеспечивает возможность замены под давлением сразу нескольких стволовых задвижек (минимальное число две, надкоренная и коренная). При этом скважина не глушится, продолжительность ремонтных работ по замене неисправных стволовых задвижек сокращается. Отличительной чертой способа и его преимуществом является способ монтажа и крепления оборудования, необходимого при реализации способа, без которого невозможно провести замену нескольких стволовых задвижек из-за наличия больших высотных отметок. Имеющиеся аналоги позволяют осуществлять замену только одной стволовой задвижки после снятия с нее вышерасположенных задвижек. При этом наведение оборудования и его снятие с устья осуществляется с помощью грузоподъемной техники и тросовой оснастки, не используемой в аналогах.

Достоинством способа является возможность дополнительного сжатия уплотняющих манжет, отсутствующая в аналогах.