Оборудование устья и ствола скважины

Оборудование ствола скважины, законченной бурением, обуславливается в основном ее конструкцией, от которой в зна­чительной степени зависят выбор и возможность применения оборудования для его эксплуатации, интенсификации добычи или ремонта скважины.

Оборудованием скважины называют все те части ее кон­струкции, которые обеспечивают отбор продукции (закачку) в надлежащем режиме, проведение всех технологических опера­ций в процессе эксплуатации и гарантируют от возникновения открытых фонтанов и загрязнения окружающей среды.

Обычно различают наземное и подземное оборудование. Наземное (устьевое) оборудование включает арматуру, уста­навливаемую на устье, подземное (скважинное) - оборудование ствола скважины.

Верхняя часть обсадных труб всех скважин заканчивается колонной головкой. Она предназначена для подвешивания и обвязки обсадных колонн с целью герметизации всех меж­трубных пространств, контроля и управления межтрубными проявлениями и служит основанием для установки устьевого оборудования. Колонная голов­ка при эксплуатации скважины должна не только герметизиро­вать межтрубные пространства, но и позволять замерять в них давление, отводить из них газ или заполнять их тяжелой жидкостью при газопроявлениях. Для этого в колонных головках имеются от­верстия, закрытые пробками. Вме­сто пробок можно подсоединять манометры или технологические трубопроводы.

Рис. 2.3. Схема колонной головки:

1 - фланец катушки; 2 - пробка; 3 - корпус головки; 4 - резиновые кольца; 5 - пакер; 6 - клинья; 7 -патрубок; 8 - фланец; 9 - эксплуа­тационная колонна; 10 - фланец кондуктора

В зависимости от назначения и способа эксплуатации сква­жины на колонную головку устанавливают соответствующее устьевое оборудование, которое будет рассмотрено в после­дующих главах.

При всех способах эксплуатации скважин подъем жидкости и газа на поверхность происходит по насосно-компрессорным трубам (НКТ). Из НКТ составляют колонны, которые спускают в скважину перед началом ее эксплуатации. Колонны НКТ служат для следующих целей:

• подъем на поверхность отбираемой из пласта жидкости, смеси жидкости и газа или одного газа;

• подача в скважину жидкости или газа (осуществление технологических процессов, интенсификация добычи или под­земного ремонта);

• подвеска в скважине оборудования;

• проведение в скважине ремонтных, в том числе буриль­ных, работ.

Насосно-компрессорные трубы в нашей стране изготавли­ваются согласно ГОСТ 633, предусматривающему изготовле­ние гладких труб и муфт к ним, труб с высаженными наружу концами (В) и муфт к ним, гладких высокогерметичных труб (НКМ) и муфт к ним, а также безмуфтовых труб (НКБ) с высаженными наружу концами. Гладкие трубы проще в изго­товлении, но их концы ослаблены нарезанной на них резьбой. Трубы с высаженными наружу концами имеют одинаковую прочность по основному телу и у резьбы. Эти трубы называются равнопрочными. Трубы изготавливаются из сталей следующих групп прочности: Д, К, Е, Л, М, Р. Кроме того, НКТ могут из­готавливаться из алюминиевого сплава марки Д16Т.

Трубы, изготовленные из алюминиевого сплава, имеют значительно меньшую массу, чем стальные, а прочность их сни­жается меньше. Таким образом, колонны труб из алюминиевого сплава можно спускать глубже, или они будут иметь больший запас прочности при глубине спуска, одинаковой с глубиной спуска стальных труб. Трубы из сплава Д16Т обладают и большей коррозионной стойкостью в сероводородсодержащих средах.

В последние годы получили применение так называемые непрерывные наматываемые (безмуфтовые или гибкие) трубы длиной до 2500 м, а в некоторых случаях — до 5500 м. Эти трубы выпускаются с прокатного стана полной строительной длины (или отдельными бухтами длиной от 300 до 650 м, которые соединяются между собой с помощью стыковой сварки) без промежуточных резьбовых соединений и сматываются в бухту. Они спускаются в скважину со специального агрегата, обычно смонтированного на большегрузной автомашине.

Через такую колонну труб можно подавать жидкость в сква­жину для промывки песчаных пробок, спускать оборудование для ремонтных и эксплуатационных работ. Естественно, что при таких непрерывных гибких трубах резко сокращается время спуска и подъема колонн, ликвидируются трудоемкие работы по свинчиванию и развинчиванию резьбовых соединений.

К недостаткам относится громоздкость оборудования для спуска и подъема труб, так как радиус изгиба труб на барабане желательно иметь больший для меньшей остаточной дефор­мации труб.

Достаточно широко на нефтяных промыслах применялись НКТ, внутренняя поверхность которых покрыта стеклом, эпоксидными смолами. Менее распространены эмалированные трубы. Такие покрытия применяются для защиты от отложения парафина на трубах и защиты от коррозии внутренней поверх­ности труб. Кроме того, они снижают на 20...30% гидравлические сопротивления потоку.

Покрытие стеклом обладает высокой теплостойкостью и достаточно прочно при небольших деформациях труб. На по­верхности стекла не откладывается парафин. Однако покрытие стеклом имеет ряд недостатков. Один из них — образование микротрещин в стекле при покрытии им трубы. В результате образуются очаги коррозии металла и местного отложения парафина у трещин. В настоящее время отрабатывается техно­логия покрытия, уменьшающая трещинообразование. Второй недостаток — разрушение стекла при деформации труб. Это ^ сказывается при больших глубинах подвески труб и их транс­портировке, когда трубы не предохранены от изгиба.

Покрытие труб эпоксидными смолами также хорошо защи­щает их от отложений парафина. Эпоксидные смолы эластичнее стекла, и при деформации труб смола не растрескивается. Но она имеет свои недостатки. Температура, при которой можно применять смолы, обычно невысокая — не более 60...80 °С.

В последние годы расширяется применение эмалированных труб. Они обладают наиболее прочным покрытием (значитель­но прочнее стекла), высокой температуростойкостью, морозоу­стойчивостью и гладкой поверхностью, на которой парафин не откладывается. Для защиты НКТ от агрессивных сред трубы покрываются несколькими слоями эмали. Технология нанесе­ния эмали значительно сложнее технологии покрытия стеклом и эпоксидной смолой.

Таблица 2 1