Цельная кованная газлифтная скважинная камера, используемая при запуске и эксплуатации нефтегазового месторождения

(51) Е 21 В 23/03 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ щейся на концах резьбы с колонной нефтяного трубопровода. Корпус мандрели и цилиндрическая камера газлифтного кланана соединяются сваркой в одно целое. Корпус мандрели состоит из верхней соединительной части, эксцентричной трубы и нижней соединительной части. Осевая линия нижней и верхней соединительных частей камеры совпадает с осевой линией магистрального трубопровода. Между верхней и нижней соединительными частями сформирована эксцентричная труба. Расстояние между осевой линией эксцентричной трубы и осевой линией магистрального трубопровода составляет 16-17 мм. Наружная стенка эксцентричной трубы расположена по касательной к наружным стенкам верхней и нижней соединительных частей. К эксцентричной трубе приваривается цилиндрическая камера клапана. Цилиндрическая камера клапана предназначена для установки, изолирования и защиты газлифтного клапана. Осевые линии магистрального трубопровода, эксцентричной трубы и цилиндрической камеры клапана находятся в одной плоскости. Средняя часть цилиндрической камеры сообщается с магистральным трубопроводом. Предлагаемая газлифтная скважинная камера выдерживает высокое давление и противостоит коррозии, растрескиванию и разрушению в процессе эксплуатации в подземных пластах.(73) Девелопмент энд Ресерч Центр оф ТУХА Оил Филд Суб-компани оф ПетроЧайна Компани Лимитед(54) ЦЕЛЬНАЯ КОВАННАЯ ГАЗЛИФТНАЯ СКВАЖИННАЯ КАМЕРА, ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ПРИ ЗАПУСКЕ И ЭКСПЛУАТАЦИИ НЕФТЕГАЗОВОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ(57) Цельная кованая газлифтная скважинная камера для запуска и эксплуатации нефтегазового месторождения состоит из корпуса мандрели и цилиндрической камеры газлифтного клапана. Корпус мандрели выполнен в виде единой конструкции штамповкой с повторной многократной высокотемпературной раскаткой так, чтобы диаметр верхней и нижней соединительных частей камеры уменьшился с формированием внецентренной конструкции, в которой наружный диаметр средней части мандрели превышает наружные диаметры ее верхней и нижней соединительных частей. Соединительные части предназначены для соединения с помощью имею 535 Настоящая полезная модель относится к области газлифтной добычи нефти на нефтегазовом месторождении, в частности к специальной скважинной камере, используемой для подъема на поверхность потока газа через эксплуатационную колонну насосно-компрессорных труб (НКТ) или колонну гибких труб. Газлифтная скважинная камера (мандрель с боковым карманом) встраивается в эксплуатационную колонну НКТ или колонну гибких труб, которую устанавливают в подземной скважине для добычи пластовых флюидов, таких как нефть или газ, и служит для безопасного размещения в ней газлифтного клапана. В таких мандрелях, также называемых оправками для съемного оборудования (клапанов),имеются сравнительно короткие цилиндрические камеры (боковые карманы), расположенные параллельно оси колонны труб, но со смещением в сторону от нее. Поместить клапаны в боковые карманы мандрели или извлечь их оттуда можно операцией в скважине, осуществляемой с помощью вспомогательного талевого каната (канатная техника), без подъема колонны труб. После установки в боковом кармане мандрели газлифтный клапан фиксируется и изолируется от повреждений. При добыче нефти с помощью газлифта в кольцевое (затрубное) пространство эксплуатационного пласта закачивается под высоким давлением газ, который проходит от устья нефтяной скважины во внутренний проходной канал колонны через газлифтный клапан, размещенный в боковом кармане газлифтной мандрели. Закачиваемый сжимаемый газ смешивается с пластовыми флюидами внутри проходного канала колонны, плотность флюидов при этом уменьшается,и они выталкиваются указанным газом из скважины на поверхность. Газлифтная скважинная камера представляет собой эксцентричную газлифтную мандрель с боковым карманом и выполняет две основные функции 1. обеспечение беспрепятственного прохождения газлифтного съмного оборудования по магистральному трубопроводу и соответствие всем требованиям эксплуатации и испытаний скважин 2. наличие бокового кармана, достаточного для установки в нем клапана, и обеспечение 2 пространства для газлифтного съмного оборудования, соответствующего свободной вставке или выемке его из кармана мандрели, а также выполнению ловильных работ в кармане. Боковые карманы представляют собой посадочные гнезда для установки клапанов, и выполнены с возможностью установки, изоляции и защиты газлифтного клапана. Камера клапана и мандрель соединяются сваркой в единую конструкцию. Газлифтный клапан фиксируют и изолируют после его вставки в карман мандрели. В процессе подготовки к работе скважинную камеру с помощью имеющейся на концах резьбы соединяют с колонной нефтяного трубопровода и опускают в скважину В устье скважины закачивают под давлением газ, который поступает во внутреннее проходное пространство колонны труб через сформированные в стенке мандрели отверстия и расположенные в боковых кар 2 манах газлифтные клапаны и поднимает жидкость на поверхность. Известные газлифтные скважинные камеры обычно изготавливают свариванием отдельных ее частей, т.е. верхний присоединительный переходник, нижний присоединительный переходник и средняя трубная часть с боковым карманом соединяются друг с другом при помощи сварки. Скважинная камера, сформированная таким образом,подвержена разрушению и растрескиванию под влиянием коррозионной среды в процессе работы,что сокращает срок ее эксплуатации. Кроме того,при сварке отдельных деталей газлифтной скважинной камеры очень трудно точно (по оси) совместить детали камеры согласно требованиям, предъявляемым к данным конструкциям ( 4,480,686). Предложена полезная модель, представляющая собой цельную кованую газлифтную скважинную камеру, используемую при запуске и эксплуатации нефтегазового месторождения. Газлифтная скважинная камера изготовлена в виде составляющей одно целое конструкции для увеличения антикоррозионной устойчивости камеры разрушительному действию агрессивной среды и удлинению срока ее эксплуатации. Предлагаемая полезная модель и ее возможные варианты, не выходя за рамки раскрытого ниже,позволяют достичь соответствия изложенным выше требованиям. Выполненная как одно целое ковкой газлифтная скважинная камера для запуска и эксплуатации нефтегазового месторождения состоит из корпуса оправки с цилиндрической камерой клапана. Мандрель выполнена в виде единой конструкции штамповкой с повторной многократной высокотемпературной раскаткой так, чтобы диаметр верхней и нижней соединительных частей камеры уменьшился с формированием внецентренной конструкции, в которой наружный диаметр средней части мандрели превышает наружные диаметры ее верхней и нижней соединительных частей. Осевые линии нижней и верхней соединительных частей камеры совпадает с осевой линией магистрального трубопровода. Между верхней и нижней соединительными частями сформирована эксцентричная труба. Расстояние между осевой линией эксцентричной трубы и осевой линией магистрального трубопровода составляет 16-17 мм. Наружная стенка эксцентричной трубы направлена по касательной к наружным стенкам верхней и нижней соединительных частей. К эксцентричной трубе приваривается цилиндрическая камера клапана. Расстояние между осевой линией цилиндрической камеры клапана и осевой линией магистрального трубопровода составляет 48-52 мм. Цилиндрическая камера клапана предназначена для установки, изолирования и защиты газлифтного клапана. Осевые линии магистрального трубопровода, эксцентричной трубы и цилиндрической камеры клапана находятся в одной плоскости. Средняя часть камеры сообщается с магистральным трубопроводом. Для уменьшения концентрации напряжения в местах перехода эксцентричной трубы в верхнюю и нижнюю соединительные части и безопасного спус 535 ка в кольцевое пространство пласта, места перехода эксцентричной трубы в верхнюю и нижнюю соединительные части камеры выполнены под углом. Угол наклона составляет 30-45 градусов. Наружный диаметр эксцентричной трубы составляет 127-130 мм. Наружный диаметр верхней и нижней соединительных частей составляет 94-96 мм. Диаметр магистрального трубопровода составляет 59-62 мм. Для поступления газа, закачиваемого под высоким давлением в устье нефтяной скважины для прохода через газлифтный клапан в колонну труб, где он смешивается с жидкостью скважины, в стенках цилиндрической камеры клапана выполнены сквозные отверстия. Преимущества предлагаемой полезной модели заключаются в следующем выполненная как одно целое ковкой эксцентричная газлифтная камера для запуска и эксплуатации нефтегазового месторождения имеет точную центровку по оси камеры, что облегчает действия по замене клапана, и увеличивает способность камеры выдерживать давление и противостоять коррозии в процессе эксплуатации в подземных пластах. Поскольку скважинная камера выполнена в виде штампованной поковки с наружным диаметром средней части камеры, превышающим наружные диаметры соединительных частей(верхняя и нижняя соединительные части), такая конструкция камеры обеспечивает безопасный спуск в соответствующее кольцевое пространство подземного пласта. Благодаря применению технологии ковки при изготовлении камеры осевая линия эксцентричной трубы и осевая линия магистрального трубопровода параллельны, что приводит к устранению эксцентричных отклонений между камерой и эксплуатационной колонной труб и увеличению эффективности замены клапанов с помощью инструментов канатной техники. Для полного понимания настоящей полезной модели далее приведено более подробное описание предпочтительных вариантов ее осуществления,поясняемое следующими чертежами, на которых одинаковые или аналогичные элементы обозначены одними и теми же ссылочными номерами. Перечень фигур чертежей и пояснений к ним Фиг. 1 - поперечное сечение цельной кованой газлифтной скважинной камеры, используемой при запуске и эксплуатации нефтегазового месторождения, предлагаемой конструкции Фиг. 2 поперечное сечение камеры, изображенной на фиг.1, секущей плоскостью А-А на фиг.1 где 1 - верхняя соединительная часть 2 - эксцентричная труба 3 - осевая линия эксцентричной трубы 4 - цилиндрическая камера клапана 5 - осевая линия цилиндрической камеры клапана 6 - нижняя соединенная часть 7 - осевая линия магистрального трубопровода 8 - наклон 9 - сквозное отверстие. При подготовке к работе газлифтную скважинную камеру (мандрель с боковым карманом) с помощью имеющей на концах резьбы соединяют с колонной НКТ для добычи нефти газлифтом и опускают в скважину. В боковой карман 4 мандрели размещают газлифтный клапан (не показан) с помощью вспомогательного талевого каната (канатная техника) без подъема колонны труб. После установки в боковом кармане 4 мандрели газлифтный клапан фиксируют и изолируют от повреждений. В процессе добычи нефти с помощью газлифта в кольцевое(затрубное) пространство эксплуатационного пласта закачивается под высоким давлением газ, который проходит от устья нефтяной скважины и затем поступает на газлифтный клапан через отверстия 9 в стенке бокового кармана 4 газлифтной мандрели. Клапан используют для управления потоком через эти отверстия 9. Далее закачиваемый газ поступает во внутренний проходной канал колонны по пути перемещения текучей среды через газлифтный клапан, размещенный в боковом кармане 4 газлифтной мандрели, и смешивается с пластовыми флюидами,плотность которых уменьшается до значения, достаточного для подъема их на поверхность. ФОРМУЛА ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ 1. Цельная кованая газлифтная скважинная камера для запуска и эксплуатации нефтегазового месторождения, состоящая из корпуса мандрели и цилиндрической камеры клапана (4), отличающаяся тем, что корпус мандрели выполнен как единое целое ковкой и состоит из верхней соединительной части (1), эксцентричной трубы (2) и нижней соединительной части (6), где осевые линии верхней соединительной части (1) и нижней соединительной части (6) совпадают с осевой линией магистрального трубопровода (7) и эксцентричная труба сформирована между верхней соединительной частью (1) и нижней соединительной частью (6), причем расстояние между осевой линией (3) эксцентричной трубы (2) и осевой линией (7) магистрального трубопровода составляет 16-17 мм наружная стенка эксцентричной трубы (2) направлена по касательной к наружным стенкам верхней соединительной части(1) и нижней соединительной части (6) цилиндрическая камера газлифтного клапана (4) приварена к эксцентричной трубе (2), расстояние между осевой линией (5) цилиндрической камеры клапана и осевой линией (7) магистрального трубопровода составляет 48-52 мм осевая линия (7) магистрального трубопровода, осевая линия (3) эксцентричной трубы и осевая линия (5) цилиндрической камеры клапана находятся в одной плоскости внутренняя часть эксцентричной трубы (2) сообщается с магистральным трубопроводом. 2. Камера по п. 1, отличающаяся тем, что соединительный переход эксцентричной трубы (2) с верхней соединительной части (1) и соединительный переход эксцентричной трубы (2) с нижней соединительной частью (6) выполнены под углом (8),угол наклона (8) составляет 30-45 градусов, наружный диаметр эксцентричной трубы (2) составляет 127-130 мм, наружные диаметры верхней соединительной части (1) и нижней соединительной части 3(6) составляют 94-96 мм, а диаметр магистрального трубопровода составляет 59-62 мм. 3. Камера по п. 1, отличающаяся тем, что в стенках цилиндрической камеры газлифтного клапана (4) выполнены сквозные отверстия (9).