RU2819216C1 - Set of tools for suspension of pipes of drill string at mouth of underwater well - Google Patents
Set of tools for suspension of pipes of drill string at mouth of underwater well Download PDFInfo
- Publication number
- RU2819216C1 RU2819216C1 RU2024104913A RU2024104913A RU2819216C1 RU 2819216 C1 RU2819216 C1 RU 2819216C1 RU 2024104913 A RU2024104913 A RU 2024104913A RU 2024104913 A RU2024104913 A RU 2024104913A RU 2819216 C1 RU2819216 C1 RU 2819216C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drill string
- pipes
- housing
- extraction element
- lowering
- Prior art date
Links
- 239000000725 suspension Substances 0.000 title abstract description 7
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 38
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 35
- 241000191291 Abies alba Species 0.000 claims description 10
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 9
- 229910001065 Chromium-vanadium steel Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 5
- 229910000954 Medium-carbon steel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 2
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 abstract description 20
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 abstract description 4
- 230000013011 mating Effects 0.000 abstract 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 5
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 5
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 4
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 230000009189 diving Effects 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретение.The technical field to which the invention relates.
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к оборудованию используемому при бурении подводных скважин и может быть использовано для безопасной подвески труб бурильной колонны в устье газоконденсатной подводной скважины при ее строительстве.The invention relates to the oil industry, namely to equipment used in drilling underwater wells and can be used for the safe suspension of drill string pipes at the mouth of a gas-condensate underwater well during its construction.
Уровень техники.State of the art.
Ввиду истощения газовых и нефтяных месторождений в доступных регионах суши и прибрежных регионах все большую актуальность приобретают решения, связанные с подводной добычей углеводородов, в частности, подводное бурение и эксплуатация подводных скважин на относительно большой глубине. Повышенная сложность применения на море способов бурения обусловлена рядом причин, в частности, качкой и дрейфом плавучей буровой установки, нахождением придонного устья скважины вне видимости бурильщика и обусловленными этим трудностями, повышенным износом бурового оборудования и инструментов из-за работы в агрессивной среде. Проблема обеспечения надежности - одна из важнейших при применении подводной технологии бурения, поскольку инспекция подводного оборудования затруднена, а его обслуживание и (или) замена требует больших затрат. Кроме того, отказ подводного оборудования непосредственно влияет на состояние окружающей среды. Чтобы свести к минимуму дорогостоящие подводные операции, важно обеспечить извлекаемость компонентов подводного оборудования для инспекции, ремонта или замены. Во многих районах морского бурения, таких как, например, Северное море, условия окружающей среды часто становятся настолько тяжелыми, что происходит чрезмерное перемещение плавучей буровой установки относительно устья скважины, и операции приходится прекращать по соображениям безопасности. Эти суровые условия окружающей среды часто развиваются очень быстро, что требует наличия средств для быстрого отсоединения части труб бурильной колонны.Due to the depletion of gas and oil fields in accessible land and coastal regions, solutions related to subsea hydrocarbon production, in particular, subsea drilling and operation of subsea wells at relatively great depths, are becoming increasingly important. The increased complexity of using drilling methods at sea is due to a number of reasons, in particular, the pitching and drift of a floating drilling rig, the location of the bottom wellhead out of sight of the driller and the resulting difficulties, increased wear of drilling equipment and tools due to work in an aggressive environment. The problem of ensuring reliability is one of the most important when using underwater drilling technology, since inspection of underwater equipment is difficult, and its maintenance and (or) replacement is expensive. In addition, failure of subsea equipment directly affects the environment. To minimize costly subsea operations, it is important to ensure subsea equipment components are retrievable for inspection, repair or replacement. In many offshore drilling areas, such as the North Sea, environmental conditions often become so severe that excessive movement of the floating drilling rig relative to the wellhead occurs and operations have to be stopped for safety reasons. These harsh environmental conditions often develop very quickly, requiring a means to quickly disconnect portions of the drill string tubing.
Из уровня техники известно устройство для быстрого отделения плавучей платформы от обсадных труб при приближении шторма. Корпус устройства окружает обсадную трубу на части ее длины на глубине под поверхностью моря и ограничивает камеру, внутри которой расположено лезвие, режущая кромка которого примыкает к обсадной колонне скважины. Заряд взрывчатого вещества, расположенный напротив лезвия, электрически связан с датчиками в районе устья скважины. Когда датчик обнаруживает небезопасное состояние, инициируется заряд взрывчатого вещества, который пропускает лезвие через обсадную колонну без серьезного ее разрушения (US 3766979 А, опубл. 23.10.1973, Е21В29/08, 6 л.).A device is known from the prior art for quickly separating a floating platform from its casing when a storm approaches. The body of the device surrounds the casing for part of its length at a depth below the sea surface and defines a chamber, inside of which there is a blade, the cutting edge of which is adjacent to the well casing. The explosive charge located opposite the blade is electrically coupled to sensors at the wellhead. When the sensor detects an unsafe condition, an explosive charge is initiated, which passes the blade through the casing without seriously destroying it (US 3766979 A, publ. 10/23/1973, E21B29/08, 6 l.).
Известному устройству присущ ряд недостатков, в частности, срабатывание аварийного устройства не исключает повреждения оборудования и требует для восстановления трудоемких водолазных работ. Кроме того, эффективность такого решения резко снижается при увеличении прочности перерезаемых труб. При этом использование взрывчатых веществ создает дополнительные сложности и риски.The known device has a number of disadvantages, in particular, the activation of the emergency device does not exclude damage to the equipment and requires labor-intensive diving work to restore it. In addition, the effectiveness of this solution sharply decreases as the strength of the cut pipes increases. At the same time, the use of explosives creates additional difficulties and risks.
Следует также отметить, что из-за больших затрат на эксплуатацию морской буровой установки желательно, чтобы время простоя скважины было сведено к минимуму. Тем самым использование средств разрушающего типа для отделения части бурильной колонны не целесообразно. В связи с этим существует проблема создания неразрушающих средств разъединения бурильной колонны, которые способствуют возвращению этой колонны в работу в кратчайшие сроки.It should also be noted that due to the high costs of operating an offshore drilling rig, it is desirable that well downtime be kept to a minimum. Thus, the use of destructive means to separate part of the drill string is not advisable. In this regard, there is a problem of creating non-destructive means of disconnecting the drill string, which contribute to the return of this string to work in the shortest possible time.
Из уровня техники известен комплект инструментов для подвески бурильной колонны в устье подводной скважины, включающий основные элементы, а именно последовательно соединенные переходную трубу и корпус. Также имеются элемент спуска и элемент извлечения. В данном решении переходная труба имеет посадочные места под элемент спуска и элемент извлечения. Корпус выполнен ступенчатой формы для установки на блок задвижек фонтанной арматуры (см. US 4116272 А, опубл. 26.09.1978, Е21В 33/035, 18 л.).A set of tools for hanging a drill string at the mouth of an underwater well is known from the prior art, including basic elements, namely a series-connected adapter pipe and a housing. There is also a descent element and an extraction element. In this solution, the transition pipe has seats for the descent element and the extraction element. The body is made in a stepped shape for installation on the block of valves of the Christmas tree valves (see US 4116272 A, published 09/26/1978, E21B 33/035, 18 l.).
Данное решение раскрывает средство, позволяющее временно отсоединять часть бурильной колонны от надводной вышки в случае необходимости. Вместе с тем, при эксплуатации такого решения на глубине с большой длиной спускаемой части возникает и ряд затруднений. В частности, при спуске части бурильной колонны к основным элементам комплекта инструментов могут наблюдаться отклонения этой части от ее расчетной оси. Это связано с перемещением длинномерной и относительно тонкой бурильной колонны внутри толщи воды. В результате ее стыковка с переходной трубой комплекта инструментов для подвески, которая размещена на морском дне неизменно остается операцией, ограничивающей временные рамки ввода бурильной колонны в работу.This solution discloses a means of allowing a portion of the drill string to be temporarily detached from a surface tower if necessary. At the same time, when operating such a solution at depth with a large length of the descending part, a number of difficulties arise. In particular, when lowering part of the drill string to the main elements of the tool kit, deviations of this part from its calculated axis may be observed. This is due to the movement of a long and relatively thin drill string within the water column. As a result, its connection to the hanger tool kit adapter pipe, which is placed on the seabed, invariably remains an operation that limits the time frame for bringing the drill string into operation.
Раскрытие сущности изобретения.Disclosure of the invention.
Решаемой в изобретении технической проблемой является обеспечение возможности защиты плавучей буровой установки и исключение поломки труб бурильной колонны в случае неблагоприятных условий, например, погодных, и возобновление бурения с минимальными временными затратами.The technical problem solved by the invention is to ensure the possibility of protecting a floating drilling rig and preventing breakage of drill string pipes in the event of unfavorable conditions, such as weather, and resuming drilling with minimal time.
Технический результат заключается в обеспечении возможности отсоединения части труб бурильной колонны от буровой установки при снижении времени, затрачиваемого на отсоединение и на возврат всей бурильной колонны в работу, а также надежном удержании части труб бурильной колонны на устье скважины.The technical result consists in providing the ability to disconnect part of the drill string pipes from the drilling rig while reducing the time spent on disconnecting and returning the entire drill string to operation, as well as reliably holding part of the drill string pipes at the wellhead.
Для достижения технического результата предлагается комплект инструментов для подвески труб бурильной колонны в устье подводной скважины, включающий переходную трубу, корпус, двухсторонние нижний и верхний переводники, а также элемент спуска и элемент извлечения, имеющие сквозной канал. Переходная труба, корпус и нижний переводник последовательно соединены между собой. Элемент извлечения имеет свободно вращающийся стабилизатор осевого положения с выступами на наружной поверхности. Корпус в нижней части выполнен ступенчатой формы для установки на ответный выступ блока задвижек фонтанной арматуры. Переходная труба выполнена с головной частью, имеющей посадочную поверхность для установки на блок превентора, расположенную в нижней ее части, и два соосно расположенных посадочных места с разнонаправленными резьбами под элемент спуска и элемент извлечения. Каждый из элементов спуска и извлечения выполнен с возможностью соединения с переходной трубой и верхним переводником, причем для соединения с соответствующим посадочным местом переходной трубы элемент спуска и элемент извлечения имеют разнонаправленные резьбы.To achieve a technical result, a set of tools is proposed for hanging drill string pipes at the mouth of an underwater well, including a transition pipe, a housing, double-sided lower and upper subs, as well as a lowering element and an extraction element having a through channel. The adapter pipe, body and bottom sub are connected in series. The extraction element has a freely rotating axial position stabilizer with protrusions on the outer surface. The housing in the lower part is made in a stepped shape for installation on the counter protrusion of the christmas tree valve block. The transition pipe is made with a head part having a seating surface for installation on the preventer block, located in its lower part, and two coaxially located seats with multidirectional threads for the descent element and the extraction element. Each of the lowering and retrieving elements is configured to be connected to the transition pipe and the top sub, and for connection to the corresponding seat of the transition pipe, the lowering element and the retrieving element have multidirectional threads.
Предпочтительно на внешней поверхности корпуса выполнены выемки для обеспечения возможности прохода жидкости.Preferably, recesses are provided on the outer surface of the housing to allow passage of liquid.
Предпочтительно переходная труба, корпус, элемент спуска и элемент извлечения выполнены из конструкционной легированной хромованадиевой стали, в частности из доэвтектоидной, низколегированной, среднеуглеродистой стали.Preferably, the transition pipe, housing, release element and extraction element are made of structural alloy chrome vanadium steel, in particular hypoeutectoid, low alloy, medium carbon steel.
Предпочтительно на переходную трубу, корпус, элемент спуска и элемент извлечения нанесено фосфатное покрытие.Preferably, a phosphate coating is applied to the transition pipe, housing, release element and extraction element.
Предпочтительно стабилизатор осевого положения имеет выступы в виде крыльев.Preferably, the axial position stabilizer has projections in the form of wings.
Следует отметить, что наличие в головной части переходной трубы посадочной поверхности для установки в блоке превентора в дополнение к ступенчатой форме нижней части корпуса обеспечивает дополнительный механизм страховки для подвешенной части бурильной колонны. Это связано с тем, что если плотный контакт с корпусом комплекта инструментов не будет обеспечен, например, в случае разрушения или износа опорной поверхности выступа блока задвижек фонтанной арматуры, то подвеска осуществляется посредством блока превентора и головной части переходной трубы. В результате такое выполнение способствует надежному удержанию части труб бурильной колонны.It should be noted that the presence of a landing surface at the head of the transition pipe for installation in the preventer block, in addition to the stepped shape of the lower part of the body, provides an additional safety mechanism for the suspended part of the drill string. This is due to the fact that if tight contact with the body of the tool kit is not ensured, for example, in the event of destruction or wear of the supporting surface of the protrusion of the christmas valve block, then the suspension is carried out by means of the preventer block and the head part of the transition pipe. As a result, this arrangement helps to securely hold part of the drill string pipes.
Кроме того, наличие двух соосно расположенных посадочных мест с разнонаправленными резьбами под элемент спуска и элемент извлечения позволяет облегчить и уменьшить время спуско-подъемных операций. Ввиду того, что элемент спуска необходимо откручивать под водой, то использование для него, например, левой резьбы, противоположной резьбе на элементе извлечения и буровых трубах, позволит провести такую операцию за счет вращения бурильной колонны и при этом не открутить другие ее составляющие. При этом наличие посадочного места с противоположной резьбой позволяет закрутить элемент извлечения в переходную трубу тем же самым вращением бурильной колонны. В результате не требуется применение дополнительных технологических средств или перенастройка имеющегося бурильного оборудования для отсоединения и присоединения элементов спуска и извлечения, что в свою очередь снижает время проведения спуско-подъемных операций.In addition, the presence of two coaxially located seats with multidirectional threads for the lowering element and the extraction element makes it possible to facilitate and reduce the time of lowering and lifting operations. Due to the fact that the descent element must be unscrewed under water, the use of, for example, a left-hand thread for it, opposite to the threads on the extraction element and drill pipes, will allow such an operation to be carried out by rotating the drill string and without unscrewing its other components. In this case, the presence of a seat with opposite threads allows the extraction element to be screwed into the transition pipe by the same rotation of the drill string. As a result, there is no need to use additional technological means or reconfigure existing drilling equipment to disconnect and connect lowering and retrieving elements, which in turn reduces the time of lowering and lifting operations.
Также наличие на элементе извлечения свободно вращающегося стабилизатора осевого положения, который предпочтительно содержит стабилизирующие выступы в виде крыльев, обеспечивает осевое выравнивание и центрирование части труб бурильной колонны спускаемых от буровой установки к переходной трубе. Это связано с тем, что такой стабилизатор взаимодействует своими выступами, например, крыльями с толщей воды, что обеспечивает сопротивление со стороны воды при угловом отклонении инструмента извлечения от расчетной оси бурильной колонны и тем самым позволяет поддерживать его осевое положение и центровать спускаемую часть бурильной колонны. В результате вероятность успешного закручивания элемента извлечения возрастает, а, следовательно, снижается время необходимое на извлечение части комплекта инструментов для подвески, размещенной на устье скважины.Also, the presence on the extraction element of a freely rotating axial position stabilizer, which preferably contains stabilizing protrusions in the form of wings, ensures axial alignment and centering of a portion of the drill string pipes running from the drilling rig to the transition pipe. This is due to the fact that such a stabilizer interacts with its protrusions, for example, wings, with the water column, which provides resistance from the water during the angular deviation of the extraction tool from the calculated axis of the drill string and thereby makes it possible to maintain its axial position and center the lowered part of the drill string. As a result, the probability of successful tightening of the retrieval element increases, and, consequently, the time required to retrieve part of the hanger tool kit placed at the wellhead is reduced.
Таким образом, предложенное решение позволяет обеспечить возможность отсоединения части бурильной колонны от буровой установки, а также снизить время, затрачиваемое на отсоединение и на возврат всей бурильной колонны в работу. Кроме того, обеспечивается надежное удержание части труб бурильной колонны при помощи предлагаемого комплекта инструментов.Thus, the proposed solution makes it possible to disconnect part of the drill string from the drilling rig, as well as reduce the time spent on disconnecting and returning the entire drill string to operation. In addition, reliable retention of part of the drill string pipes is ensured using the proposed set of tools.
Дополнительно следует отметить, что конструкционная легированная хромованадиевая сталь, в частности, доэвтектоидная, низколегированная, среднеуглеродистая сталь отличается прекрасным сочетанием пластичности, прочности и способностью противостоять истиранию. Это позволяет обеспечивать хорошую работу материала при динамических нагрузках. Также данная сталь имеет высокую стойкость к коррозии, что позволяет ее использовать при работе в морских условиях и низких температурах. При этом фосфатирование используют для дополнительной защиты от коррозии, улучшения твердости, износостойкости, повышения электроизоляционных свойств основного покрытия.Additionally, it should be noted that structural alloy chrome vanadium steel, in particular hypoeutectoid, low-alloy, medium-carbon steel, has an excellent combination of ductility, strength and ability to resist abrasion. This allows the material to perform well under dynamic loads. This steel also has high corrosion resistance, which allows it to be used when working in marine conditions and low temperatures. In this case, phosphating is used for additional protection against corrosion, improving hardness, wear resistance, and increasing the electrical insulating properties of the base coating.
Краткое описание чертежей.Brief description of the drawings.
Заявленное изобретение поясняется следующими фигурами:The claimed invention is illustrated by the following figures:
Фиг. 1 - показывает комплект инструментов для подвески труб бурильной колонны в сборе с элементом спуска (изометрия).Fig. 1 - shows a set of tools for hanging drill string pipes assembled with a running element (isometric).
Фиг. 2 - показывает комплект инструментов для подвески труб бурильной колонны в сборе с элементом извлечения (изометрия).Fig. 2 - shows a set of tools for hanging drill string pipes assembled with a retrieval element (isometric).
Фиг. 3 - показывает комплект инструментов для подвески труб бурильной колонны в сборе с элементом спуска.Fig. 3 - shows a set of tools for hanging drill string pipes assembled with a running element.
Фиг. 4 - показывает комплект инструментов для подвески труб бурильной колонны в сборе с элементом извлечения.Fig. 4 - shows a tool kit for hanging drill string pipes assembled with a retrieval element.
Фиг. 3 - показывает корпус, установленный в блоке задвижек фонтанной арматуры.Fig. 3 - shows the housing installed in the block of Christmas tree valves.
Фиг. 6 - показывает головную часть переходной трубы в блоке превентора.Fig. 6 - shows the head of the transition pipe in the preventer block.
Фиг. 7 - сечение головной части переходной трубы.Fig. 7 - cross-section of the head part of the transition pipe.
Фиг. 8 - показывает головную часть переходной трубы в соединении с элементами спуска и извлечения.Fig. 8 shows the head of the transition pipe in connection with the lowering and retrieving elements.
Осуществление изобретения.Implementation of the invention.
На фиг. 1-2 показан комплект инструментов для подвески труб бурильной колонны в сборе с элементом спуска (фиг. 1) или элементом извлечения (фиг. 2). Комплект инструментов позволяет спускать часть труб бурильной колонны при использовании элемента спуска и осуществлять подъемные операции в случае использования элемента извлечения. В каждом из вариантов комплект инструментов включает переходную трубу 1, корпус 2, двухсторонние нижний 3 и верхний 4 переводники, а также элемент 5 спуска (фиг. 1, 3) или элемент 6 извлечения (фиг. 2, 4). В каждой из указанных частей комплекта инструментов имеется сквозной канал. При этом элемент 6 извлечения имеет свободно вращающийся стабилизатор 12 осевого положения имеющий выступы на своей внешней поверхности (фиг. 4).In fig. 1-2 shows a set of tools for hanging drill string pipes assembled with a lowering element (Fig. 1) or an extraction element (Fig. 2). The set of tools allows you to lower part of the drill string pipes when using the running element and carry out lifting operations when using the extraction element. In each of the options, the set of tools includes an adapter pipe 1, a housing 2, double-sided lower 3 and upper 4 subs, as well as a lowering element 5 (Fig. 1, 3) or an extraction element 6 (Fig. 2, 4). Each of these parts of the tool kit has a through channel. In this case, the extraction element 6 has a freely rotating axial position stabilizer 12 having protrusions on its outer surface (Fig. 4).
Нижний 3 и верхний 4 переводники служат для соединения комплекта инструментов с соседними трубами буровой колонны.The lower 3 and upper 4 subs are used to connect the tool set to adjacent pipes of the drill string.
Корпус 2 в нижней части выполнен ступенчатой формы 17 для установки на ответный выступ 16 блока 8 задвижек фонтанной арматуры. Переходная труба 1 выполнена с головной частью 9, имеющей в нижней части посадочную поверхность 14 для установки на блок превентора 15 (фиг. 6). Также переходная труба 1 имеет два смещенных по оси соосно расположенных посадочных места 10, 11 с разнонаправленными резьбами под элемент 5 спуска и элемент 6 извлечения (фиг. 7).The housing 2 in the lower part is made in a stepped shape 17 for installation on the counter protrusion 16 of the block 8 of the Christmas tree valves. The transition pipe 1 is made with a head part 9, which has a landing surface 14 in the lower part for installation on the preventer block 15 (Fig. 6). Also, the transition pipe 1 has two coaxially displaced axially located seats 10, 11 with multidirectional threads for the descent element 5 and the extraction element 6 (Fig. 7).
Каждый из элементов спуска 5 и извлечения 6 выполнен с возможностью соединения с переходной трубой 1 и верхним 4 переводником. Для соединения с соответствующим посадочным местом переходной трубы элемент 5 спуска и элемент 6 извлечения также имеют разнонаправленные резьбы, например, элемент 5 спуска имеет левую резьбу, а элемент 6 извлечения - правую резьбу.Each of the lowering elements 5 and extracting 6 is designed to be connected to the transition pipe 1 and the upper sub 4. To connect to the corresponding seat of the transition pipe, the lowering element 5 and the extraction element 6 also have multi-directional threads, for example, the lowering element 5 has a left-hand thread, and the extraction element 6 has a right-hand thread.
Комплект инструментов предназначен для обеспечения безопасной подвески труб бурильной колонны в устье подводной скважины. Представленный комплект инструментов позволяет закрывать трубные плашки, в том числе и самые верхние для предотвращения выброса на трубе бурильной колонны. Корпус 2 при этом предотвращает выброс в защитной втулке колонной головки фонтанной арматуры, а верхняя головная часть 9 переходной трубы 1 в блоке превентора 15.The tool kit is designed to ensure safe suspension of drill string pipes at the head of a subsea well. The presented set of tools allows you to close pipe rams, including the top ones, to prevent blowout on the drill string pipe. In this case, the housing 2 prevents the ejection of the Xmas tree head in the protective sleeve, and the upper head part 9 of the transition pipe 1 in the preventer block 15.
Трубы бурильной колонны соединяются с двухсторонними переводниками - с нижним 3 и верхним 4. При этом верхний 4 переводник соединяется соответственно с элементом 5 спуска или элементом 6 извлечения в зависимости от производимой операции с трубами бурильной колонны.The drill string pipes are connected to two-way subs - with the lower 3 and upper 4. In this case, the upper 4 sub is connected, respectively, to the lowering element 5 or the extraction element 6, depending on the operation performed with the drill string pipes.
Материал деталей, из которого выполняются переходная труба 1, корпус 2, элемент 5 спуска и элемент 6 извлечения - конструкционная легированная хромованадиевая сталь, способствует обеспечению прочностных характеристик и устойчивости к различным типам коррозии. Также предусмотрено покрытие указанных деталей с применением технологии фосфатирования. Конструкционная легированная хромованадиевая сталь является доэвтектоидной, низколегированной, среднеуглеродистой сталью. Она отличается прекрасным сочетанием пластичности, прочности и способностью противостоять истиранию, что позволяет обеспечивать хорошую работу материала при динамических нагрузках. Данная сталь имеет высокую стойкость к коррозии, что позволяет ее использовать при работе в морских условиях и низких температурах. Фосфатирование используют для дополнительной защиты от коррозии, улучшения твердости, износостойкости, повышения электроизоляционных свойств основного покрытия.The material of the parts from which the transition pipe 1, body 2, descent element 5 and extraction element 6 are made is structural alloyed chrome vanadium steel, which helps ensure strength characteristics and resistance to various types of corrosion. Coating of these parts using phosphating technology is also provided. Structural alloy chrome vanadium steel is a hypoeutectoid, low alloy, medium carbon steel. It is distinguished by an excellent combination of ductility, strength and ability to resist abrasion, which allows the material to perform well under dynamic loads. This steel has high corrosion resistance, which allows it to be used when working in marine conditions and low temperatures. Phosphating is used for additional protection against corrosion, improving hardness, wear resistance, and increasing the electrical insulating properties of the base coating.
Предложенный комплект инструментов используется следующим образом. В случае возникновения риска поломки труб бурильной колонны, которые проходят через толщу воды, например, в результате ухудшения погодных условий или по иным причинам бурильные работы прекращаются. При этом чтобы не извлекать всю длину труб, в том числе и ту часть, которая находится в скважине, используется предлагаемый комплект инструментов. Для этого трубы вместе с блоком 15 превентора сначала поднимают наверх, где их разъединяют и устанавливают в место разъема нижний 3 переводник, корпус 2, переходную трубу 1, элемент 5 спуска и верхний 4 переводник. После чего трубы спускаются на дно вместе с установленными инструментами, использующими элемент спуска, и превентором. Далее, после вхождения во взаимодействие корпуса 2 с блоком 8 задвижек фонтанной арматуры, элемент 5 спуска откручивается (так как имеет, например, левую резьбу) и поднимается на буровую установку вместе с вышерасположенными трубами.The proposed set of tools is used as follows. If there is a risk of breakage of drill string pipes that pass through the water column, for example, as a result of deteriorating weather conditions or for other reasons, drilling operations are stopped. At the same time, in order not to remove the entire length of the pipes, including the part that is located in the well, the proposed set of tools is used. To do this, the pipes together with the preventer block 15 are first lifted upstairs, where they are disconnected and the lower 3 sub, the housing 2, the transition pipe 1, the lowering element 5 and the upper 4 sub are installed in the place of the connector. After which the pipes are lowered to the bottom along with installed tools using the descent element and a preventer. Next, after the body 2 comes into interaction with the block 8 of the Christmas tree valves, the descent element 5 is unscrewed (since it has, for example, a left-hand thread) and is lifted onto the drilling rig along with the upstream pipes.
При этом корпус 2 обеспечивающий подвешивание труб бурильной колонны фиксируется в блоке 8 задвижек фонтанной арматуры, а именно в защитной втулке колонной головки. Корпус 2 в нижней части имеет ступенчатую форму ответную выступу 15 блока 8 задвижек (фиг. 5), что позволяет надежно его зафиксировать и тем самым подвесить связанную с ним часть труб бурильной колонны.In this case, the housing 2, which provides suspension of the drill string pipes, is fixed in the block 8 of the Christmas tree valves, namely in the protective sleeve of the column head. The housing 2 in the lower part has a stepped shape in response to the protrusion 15 of the valve block 8 (Fig. 5), which allows it to be securely fixed and thereby suspend the associated part of the drill string pipes.
Также предусмотрена резервная защита (фиг. 6), которая располагается в верхнем участке переходной трубы 1 на ее головной части 9, которая сработает в случае неплотной посадки корпуса 2 в блок 8 задвижек фонтанной арматуры. Для этого головная часть 9 имеет посадочную поверхность 14, расположенную в нижней ее части. В указанном случае переходная труба 1, а, следовательно, и трубы бурильной колонны повиснут на втулке превентора посредством поверхности 14 головной части 9. Таким образом, в случае возникновения нештатных ситуаций с подвеской на блок задвижек фонтанной арматуры, переходная труба 1 повиснет на ответных выступах блока превентора, что дополнительно страхует данную конструкцию и обеспечивает надежное удержание части труб бурильной колонны.A backup protection is also provided (Fig. 6), which is located in the upper section of the transition pipe 1 on its head part 9, which will operate in the event of a loose fit of the housing 2 in the block 8 of the Christmas tree valves. For this purpose, the head part 9 has a seating surface 14 located in its lower part. In this case, the transition pipe 1, and, consequently, the pipes of the drill string will hang on the preventer bushing through the surface 14 of the head part 9. Thus, in the event of emergency situations with the suspension of the Christmas tree valves on the block, the transition pipe 1 will hang on the counter protrusions of the block preventer, which additionally insures this structure and ensures reliable retention of part of the drill string pipes.
Как показано выше, головная часть 9 переходной трубы имеет два смещенных по оси соосных расположенных посадочных места с разнонаправленной резьбой под элемент 5 спуска и элемент 6 извлечения, которые соответственно также имеют разнонаправленные резьбы (фиг. 7). Для установки комплекта инструментов используется элемент 5 спуска, который имеет, например, левую резьбу для соединения с соответствующим посадочным местом переходной трубы 1 также имеющем, например, левую резьбу, что позволяет выкрутить его под водой, после установки комплекта инструментов посредством вращения бурильной колонны в которой используются трубы с правой резьбой. При этом элемент извлечения 6 вкручивается в переходную трубу 1, когда она уже установлена вместе с корпусом 2 под водой в блоке задвижек фонтанной арматуры и предназначен для подъема труб вместе с блоком 15 превентора со дна. Для соединения с соответствующим посадочным местом переходной трубы 1 элемент 6 извлечения имеет резьбу противоположную резьбе элемента 5 спуска, например, правую резьбу. В результате для установки элемента 6 извлечения на переходной трубе 1 используется посадочное место с соответствующей ему резьбой, например, правой (фиг. 8). Такое выполнение позволяет облегчить и уменьшить время проведения спуско-подъемных операций за счет совмещения на одной головной части 9 приемной трубы 1 посадочных мест под элементы спуска и извлечения.As shown above, the head part 9 of the transition pipe has two axially displaced coaxially located seats with multi-directional threads for the descent element 5 and the extraction element 6, which, respectively, also have multi-directional threads (Fig. 7). To install the tool kit, a lowering element 5 is used, which has, for example, a left-hand thread for connection with the corresponding seat of the transition pipe 1, which also has, for example, a left-hand thread, which allows it to be unscrewed under water, after installing the tool kit by rotating the drill string in which pipes with right-hand threads are used. In this case, the extraction element 6 is screwed into the transition pipe 1 when it is already installed together with the housing 2 under water in the christmas tree valve block and is designed to lift the pipes together with the preventer block 15 from the bottom. To connect to the corresponding seat of the transition pipe 1, the extraction element 6 has a thread opposite to the thread of the descent element 5, for example, a right-hand thread. As a result, to install the extraction element 6 on the adapter pipe 1, a seat with a corresponding thread, for example, a right thread, is used (Fig. 8). This implementation makes it possible to facilitate and reduce the time of lowering and lifting operations by combining seats for lowering and extraction elements on one head part 9 of the receiving pipe 1.
Элемент 6 извлечения также снабжен свободно вращающимся стабилизатором 12 осевого положения, который содержит стабилизирующие выступы предпочтительно в виде крыльев (фиг. 2, 4). Указанные выступы служат для стабилизации и осевого выравнивания колонны. В частности, свободно вращающаяся «рубашка» с крыльями стабилизатора 12 позволяет центровать элемент спуска при попытке вкрутиться в резьбу на глубине, за счет взаимодействия с водной средой. Размер и габариты крыльев, а также их форма подбирается экспериментальным путем для каждого типоразмера используемого труб бурильной колонны. В результате такое выполнение обеспечивает осевое выравнивание и центрирование части труб бурильной колонны спускаемых от буровой установки к головной части 9 переходной трубы 1.The extraction element 6 is also equipped with a freely rotating axial position stabilizer 12, which contains stabilizing protrusions, preferably in the form of wings (Fig. 2, 4). These projections serve to stabilize and axially align the column. In particular, the freely rotating “shirt” with the wings of the stabilizer 12 allows you to center the trigger element when trying to screw into the thread at depth, due to interaction with the aquatic environment. The size and dimensions of the wings, as well as their shape, are selected experimentally for each standard size of the drill string pipe used. As a result, this implementation ensures axial alignment and centering of part of the drill string pipes descended from the drilling rig to the head part 9 of the transition pipe 1.
Каждый из элементов входящих в комплект инструментов имеет сквозной канал, которые в случае соединения между собой образуют общий канал 13 (фиг. 3, 4). Такой канал 13 обеспечивает возможность откачки части среды, которая могла скопиться в трубах бурильной колонны в то время когда бурильная колонна была разъединена. В связи с этим, перед тем как проводить извлечение труб бурильной колонны, для обеспечения безопасности, необходимо осуществить действия по откачке возможно оставшейся среды через тело элементов комплекта инструментов. Для этого, посредством насоса, производится откачка среды через верхний 4 переводник, который соединен с элементом извлечения 5, переходной трубой 1, корпусом 2 и нижним 3 переводником и только после этого производится извлечение труб бурильной колонны.Each of the elements included in the set of tools has a through channel, which, if connected to each other, form a common channel 13 (Fig. 3, 4). Such channel 13 provides the ability to pump out some of the media that may have accumulated in the drill string pipes while the drill string was disconnected. In this regard, before removing the drill string pipes, to ensure safety, it is necessary to carry out actions to pump out the possibly remaining medium through the body of the tool kit elements. To do this, by means of a pump, the medium is pumped out through the upper 4 sub, which is connected to the extraction element 5, the transition pipe 1, the housing 2 and the lower 3 sub, and only after this the drill string pipes are removed.
В соответствии с вышеизложенным использование предложенного решения позволяет обеспечить возможность отсоединения части труб бурильной колонны от буровой установки, а также снизить время, затрачиваемое на отсоединение части труб и на возврат бурильной колонны в работу. Кроме того, обеспечивается надежное удержание части труб бурильной колонны на устье скважины.In accordance with the above, the use of the proposed solution makes it possible to disconnect part of the drill string pipes from the drilling rig, as well as reduce the time spent on disconnecting part of the pipes and returning the drill string to operation. In addition, reliable retention of part of the drill string pipes at the wellhead is ensured.
Claims (9)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2819216C1 true RU2819216C1 (en) | 2024-05-15 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3766979A (en) * | 1972-04-20 | 1973-10-23 | J Petrick | Well casing cutter and sealer |
US4116272A (en) * | 1977-06-21 | 1978-09-26 | Halliburton Company | Subsea test tree for oil wells |
RU167061U1 (en) * | 2016-08-11 | 2016-12-20 | Акционерное Общество "СИБ ТРЕЙД СЕРВИС" | HYDRAULIC TRANSMITTER |
RU2738637C1 (en) * | 2020-09-09 | 2020-12-15 | Андрей Анатольевич Дегтярев | Manual hermetic drive of the working bodies of the preventer |
RU205458U1 (en) * | 2021-03-09 | 2021-07-15 | Акционерное общество «Нижегородский завод 70-летия Победы» (АО «НЗ 70-летия Победы») | Emergency suspension device for drilling tools on wellhead equipment |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3766979A (en) * | 1972-04-20 | 1973-10-23 | J Petrick | Well casing cutter and sealer |
US4116272A (en) * | 1977-06-21 | 1978-09-26 | Halliburton Company | Subsea test tree for oil wells |
RU167061U1 (en) * | 2016-08-11 | 2016-12-20 | Акционерное Общество "СИБ ТРЕЙД СЕРВИС" | HYDRAULIC TRANSMITTER |
RU2738637C1 (en) * | 2020-09-09 | 2020-12-15 | Андрей Анатольевич Дегтярев | Manual hermetic drive of the working bodies of the preventer |
RU205458U1 (en) * | 2021-03-09 | 2021-07-15 | Акционерное общество «Нижегородский завод 70-летия Победы» (АО «НЗ 70-летия Победы») | Emergency suspension device for drilling tools on wellhead equipment |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20190338615A1 (en) | Wellhead Safety Valve Assembly | |
US6516861B2 (en) | Method and apparatus for injecting a fluid into a well | |
US5002131A (en) | Casing tensioning mechanism for a casing hanger | |
US9534466B2 (en) | Cap system for subsea equipment | |
US9850743B2 (en) | Safety device for retrieving component within wellhead | |
GB2292571A (en) | Seal for a hydraulic passage between a tubing hanger and a wellhead member | |
EA017043B1 (en) | Sealing arrangement, and corresponding method | |
US9206661B2 (en) | Universal frac sleeve | |
NO861887L (en) | UNDERWATER BRIDGE EQUIPMENT. | |
US6494267B2 (en) | Wellhead assembly for accessing an annulus in a well and a method for its use | |
US6962205B1 (en) | Subsea wellhead landing clamp and slip bowl assembly | |
US8622121B2 (en) | Reinforced frac tubing head | |
WO2017083396A1 (en) | Improved blind shear ram | |
RU2819216C1 (en) | Set of tools for suspension of pipes of drill string at mouth of underwater well | |
US20110290507A1 (en) | Communication Method and Apparatus for Insert Completions | |
US9850719B1 (en) | Production risers having rigid inserts and systems and methods for using | |
US10989008B2 (en) | Cap for a hydrocarbon production well and method of use | |
AU2021247093B2 (en) | High pressure riser connection to wellhead | |
US9702213B2 (en) | Marine riser system | |
EP0517968A1 (en) | Improvements in or relating to the formation of well bores | |
WO2020010307A1 (en) | Tie down screw for a wellhead assembly | |
Bybee | Economic and operational benefits of drill-through completion technologies | |
Brown et al. | Workover and Recompletion of Subsea Completion in the Gulf of Mexico |