Газовые скважины. Особенности конструкции газовых скважин. Оборудование устья скважин

Глава 3. Газовые скважины.

3.1. Особенности конструкции газовых скважин.

Газовые скважины предназначены для герметизированной доставки пластового флюида месторождений на поверхность и далее направления ее в промысловую газосборную сеть. Поэтому газовые скважины должны обеспечить:

– движение газа из продуктивного пласта на поверхность (устье скважины);

– защитить горные породы от обвалов и утечек газа.

Скважина – дорогостоящее сооружение с длительным периодом эксплуатации, достигающим 40÷50 лет и более. Особенности  газовой скважины в том, что плотность и вязкость газа значительно меньше этих характеристик для воды и углеводородной жидкости, отсюда давление на конструкцию и проникающая способность газа заметно выше. Указанные способности требуют повышенной надежности конструкций, удорожают их.

Конструкцией скважины называют число, диаметр, глубину спуска колонн и способ их тампонирования (цементирования).

Конструкция газовых скважин зависит от пластового давления и отношения его к гидростатическому, геолого-физических параметров пород разреза, физических и химических свойств пластового флюида, условий и режима эксплуатации и др.

В скважину в процессе бурения спускают несколько колонн – первая колонна самого большого диаметра называется направлением или шахтным направлением диаметром до 900мм, каждая последующая спускаемая колонна имеет меньший диаметр. Следующие колонны – кондуктор, техническая (может не быть, но может быть несколько), эксплуатационная. В ряде случаев последнюю колонну спускают не на всю глубину, а только с перекрытием предыдущей колонны – такая колонна называется хвостовик.

Герметизация резьбовых соединений труб, спускаемых в скважину, достигается за счет специальной трапециидальной формы резьбы с использованием тефлоновых уплотнительных колец,  фторопластовой ленты, герметизирующих уплотнительных составов.

3.2. Оборудование устья скважин.

Эксплуатация газовых скважин ведется фонтанным способом, газ поступает с забоя на устье скважины только за счет энергии упругого расширения. Поэтому используется так называемое фонтанное оборудование.

Для длительной работы скважин и обеспечения безаварийности в скважину помимо перечисленных колонн опускают лифтовую колонну, часто называемую колонной насосно-компрессорных труб – НКТ, по которой флюид поступает на поверхность.

В оборудование устья включаются следующие части: колонная головка, трубная головка, фонтанная елка.

Колонная головка соединяет и герметизирует верхние окончания колонн труб от направления до эксплуатационной колонны, служит установки на ней трубной головки с фонтанной елкой.

На рисунке 3.2.1 изображена колонная головка на шлипсах. В нижней части расположен широкоопорный пьедестал 1, навернутый до отказа на наружную резьбу обсадной колонны и закрепленный на бетонном фундаменте анкерными болтами. Сверху к пьедесталу прикреплен при помощи фланцевого соединения опорный пьедестал 2, служащий для подвески эксплуатационной колонны. На конусных внутренних ребрах опорного пьедестала установлены шлипсы 3, на которых подвешена и закреплена эксплуатационная колонна. Для герметизации межтрубного пространства в опорном пьедестале над шлипсами установлен сальник, состоящий из газонефтестойкого специального уплотнения 6, зажатого между двумя кольцами 4 и 7 нажимной гайкой 8. Подвеска эксплуатационной колонны на шлипсах заменяет сложный способ подвески на резьбе.

Трубная   головка  служит для подвески фонтанных труб и герметизации межтрубного пространства между эксплуатационной колонной и фонтанными трубами. На трубную головку непосредственно устанавливают фонтанную елку крестовикового или тройникового типа.

Фонтанная  елка   монтируется выше верхнего фланца трубной головки. Она предназначена для: 1) освоения скважины; 2) закрытия скважины; 3) контроля и регулирования технологического режима работы скважины. Основной элемент фонтанной елки крестовикового типа – крестовина, а тройниковой елки – тройник. На ней монтируются штуцеры, термометры, установки для ввода ингибитора гидратообразования и коррозии, устьевой клапан-отсекатель.

Рисунок 3.2.1 – Схема колонной головки газовой скважины со шлипсовым креплением обсадных колонн:

1 – широкоопорный пьедестал; 2 – опорный пьедестал для подвески эксплуатационной колонны; 3 – шлипсы; 4 и 7 – нижнее и верхнее кольца; 5 – отводной патрубок; 6 – уплотнение; 8 – нажимная гайка.

На рисунке 3.2.2 даны схемы двух типов фонтанной елки.

Рисунок 3.2.2 – Оборудование устья скважины:

а – тройниковая арматура: 1,11 – фланцы; 2,9 – буферы; 3 – вентиль; 4 – манометр; 5 – задвижка; 6 – крестовина; 7,10 – катушки; 8 – тройник; 12 – штуцер.

б – крестовиковая арматура: 1 – фланец; 2 – уплотнитель; 3,8,11 – буферы; 4 – вентиль; 5 – манометр; 6 – задвижка; 7,9 – крестовины; 10 – тройник; 12 – штуцер; 13 – катушка; 14 – фланец. 

3.3. Комплекс скважинного оборудования.