Способ перекрытия фонтанирующей скважины

(9) 00 35/00 51 К ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ййН :ИВйй В б А.Р.ТатиИ,Зукакишв и дена Ленина расного Зна ститут им.В и мен И.Л 3) б 22,245.7(088.8)(56) 1. Чтобы не Изобретатель и р У 1, с.24 (протот анировал и 19 ацион а п). ГОСУДМСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРпо делАм изОБРетений и ОтнрцтЮ(7 1) Грузинский оордена Трудовогополитехнический и(54) (57) УСТРОЙСТВО ДДЯ ПЕРЕКРЫТИЯ ФОНТАНИРУЗЩКЙ СКВАЖИНЫ, включающее связанный с противопоточным двигателем перекрывающий элемент, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности перекрытия глу-; боких и сверхглубоких скважин эа счет уменьшения аэродинамического сони- противления на устройство при егоспуске, противопоточный двигатель выполнен в виде насосно-компрессорной трубы, диаметр которой не менее 0,9 диаметра скважины, с конфузором, 82 соплом Лаваля или эжектором в верхней части.1 11398Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для перекрытия фонтанирующих скважин.Известно устройство для перекрытияфонтанирунщей скважины, включающеесвязанный с противопоточным двигателем перекрывающий элемент Г 13.Недостаток устройства - наличиепредела его использования для перекрытия фонтанирунщей скважины ввидуинтенсивного роста аэродинамическогосопротивления, действукицего на спускаемое устройство со стороны фонта.нируяцего потока, смеси газа с уведичением глубин бурения. Поэтому устройство может быть использовано намалых скоростях потока смеси газа инебольших глубинах.Цель изобретения - повышение надежности перекрытия глубоких и сверхглубоких скважин за счет уменьшенияаэродинамического сопротивления наустройство. при его спуске.Поставленная цель достигается 25тем, что в устройстве для перекрытияфонтанирующей скважины, включакщемсвязанный с противопоточным двигателем перекрывающий элемент, противопоточный двигатель выполнен в виденасосно-компрессорной трубы, диаметркоторой не менее 0,9 диаметра скважины, с конфузором, соплом Лаваля илиажектором в верхней части.На фиг. 1 показано устройство,предусматривающее спуск перекрывающегоэлемента на насосно-компрессорнойтрубе с конфузором в верхней частина фиг.2 - насосно-компрессорнаятруба с установленным в верхнейчасти соплом Лаваля на фиг.3 - тоже, с установленным эжектором,В скважину 1 спускают на насосно;компрессорной трубе 2 (НКТ) с диаметром не менее 0,9 диаметра скважины45перекрывающий элемент 3. Механизм,преобразующий кинетическую энергиюпотока смеси газа в противопоточнуютягу, например, конфузор 4, соплоЛаваля или эжектор присоединен к концевой части трубы.50 При протекании фонтанирующей сме-си газа через скважину 1 и трубу 2и при наличии на отметке 1-1 критического значения скорости ( 1) преобразователь кинетической энергиипотока смеси газа в противопоточнуютягу К (тнпа конфуэор) передвигает трубу 2 с перекрывающим элементом 3к месту перекрытия,Сопло Лаваля 4 устанавливгзт натрубе 2 в том случае, когда на отметке 1-1 скорость потока смеси газаменьше кри 1 ического значения (М с 1),Противопоточная тяга К создаетсяза счет эжекции смеси газа по общеизвестной теории газовой динамики.Эжектор 4 устанавливают над трубой2 (на верхней части) при любом значении скорости фонтанирующей смесигаза на отметке 1-1.При достижении места перекрытияперекрывающим устройством 3 выполненным в виде, например, кольца, обеспе-.чивающего пропускание фонтанирующейсмеси газа и не нарушающего конфигурации трубы (толщина стенки трубыравна толщине кольца), производятперекрытие фонтанирующей скважиныпри помощи деформации кольца в результате взрыва.В результате выполнения внешнегодиаметра трубы не менее 0,9 внутреннего диаметра скважины в полученномзазоре создается воздушная подушка(это объясняется малым значениемзазора при большой скорости потока),что способствует направлению всегопотока в трубу.Благодаря конструкции, не имеющей лобового сопротивления и имеющейтолько сопротивление трения, и возможности беспрепятственногэ пропускания потока смеси газа через себя,а также в результате создания противопоточной тяги при помощи конфузора возможно ее применить на большихскоростях потока смеси газа и большйхглубинах.П р и м е р . Исходные данные:скорость фонтанирующей смеси газаС=415/ м/с / =0,7/расход смеси газа С=1200 кг/с,плотность смеси газа39829 3 11Обе трубы находятся в Фонтанирующе скважине и для каждой из них определяют по экспериментально-теоретической формуле аэродинамическое сопротивление,Сопротивление 1-й трубы (беэ учета перекоса) равно 51282,9 кг:ЬС 11В-=- М С - - +АД 2 р -г2 20 " кр с 1 А 4 дават Ч Сопротивление 2-й трубы равно 11296,7 кг:кф - с -+-вас)Г 8,ап720"Р й В 4 Фвв 1 рКоэффициенты 4 и 6 зависят от кон. структивнык особенностей труб и рас,считаны по зависимости Ар 1-1 5( - -)2В= 1+0,414(-) ,1 а, цвС 1 шюре Анализ примера показывает, чтоаэродинамическое сопротивление 1-йтрубы больше 2-й в 4,54 раза. 4чПри этом аэродинамическое сопротивление 1-й трубы рассчитано безучета перекоса, что прах.ически нереально. С учетом перекоса сопротивление 1-й трубы увеличится в несколько десятков раз.Практическая ценность данного вывода подкрепляется и тем,что "раскры. тая труба" (по примеру 2-я труба) 1 О по своему весу будет превосходит1-ю трубу,что является "добавочнойпротивопоточной тягой для заталкиваемых труб в фонтанирующую скважину.Как показал расчет (а также другйегазодинамическне расчеты) использование заталкиваемых труб гораздо меньшим диаметром, чем диаметр фонтанирующей скважины является принципиальной ошибкой,2 О Технико-экономический эффект полУчают за счет ускорения и расширениядиапазона производства аварийных ра-бот по перекрытию глубоких и сверхглубоких фонтанирующих скважин.