Розробка свердловинного пакера для випробування устьового та противикидного обладнання

Abstract

Зазначено важливість етапу випробування приустьової частини обсадної колони разом з противикидним обладнанням після встановлення останнього на свердловині. Висвітлено конструкцію найбільш поширеного устьового пакера типу УВЧ виробництва спеціальної аварійно-рятувальної служби «ЛІКВО» ПАТ «Укргазвидобування». Зазначено вплив герметизаційної здатності вузла ущільнення пакера на якість проведення випробування устьового та противикидного обладнання. Проведено аналіз недоліків представленої в статті конструкції пакера. Здійснено аналіз закордонних і вітчизняних публікацій та досліджень, який показав відсутність системного підходу у проектуванні самоущільнюючих манжет устьових пакерів. Сформовано ряд актуальних науково-практичних задач в розрізі проектування манжет. Висвітлено основні етапи та результати експериментальних досліджень залежності контактних тисків на спряженій поверхні: манжета – обсадна труба від найбільш впливових факторів. Описано етапи і результати комп’ютерного моделювання напружено-деформованого стану базової та вдосконаленої манжет з врахуванням найбільш впливових факторів. За результатами досліджень висвітлено вдосконалену конструкцію устьового випробувального пакера виробництва Полтавської воєнізованої частини з попередження і ліквідації відкритих нафтових і газових фонтанів ПАТ «Укрнафта» із зазначенням порядку роботи та конструктивних особливостей.

Указано важность этапа испытания приустьевой части обсадной колонны вместе с противовыбросовым оборудованием после установки последнего на скважине. Освещены конструкции наиболее распространенного устьевого пакера типа УВЧ производства специальной аварийно-спасательной службы «ЛИКВО» ПАО «Укргаздобыча». Отмечено влияние герметизационной способности узла уплотнения пакера на качество проведения испытания устьевого и противовыбросового оборудования. Проведен анализ недостатков представленной в статье конструкции пакера. Осуществлен анализ зарубежных и отечественных публикаций и исследований, который показал отсутствие системного подхода в проектировании самоуплотнительных манжет устьевых пакеров. Сформирован ряд актуальных научно-практических задач в разрезе проектирования манжет. Освещены основные этапы и результаты экспериментальных исследований зависимости контактных давлений на сопряженной поверхности: манжета – обсадная труба от наиболее влиятельных факторов. Описаны этапы и результаты компьютерного моделирования напряженно-деформированного состояния базовой и усовершенствованной манжет с учетом наиболее влиятельных факторов. По результатам исследований отображено усовершенствованную конструкцию устьевого испытательного пакера производства Полтавской военизированной части по предупреждению и ликвидации открытых нефтяных и газовых фонтанов ПАО «Укрнафта» с указанием порядка работы и конструктивных особенностей.

The article indicates the importance of the test phase of the wellhead casing portion together with the blowout equipment after installation of the latter at the well. It also explains the most common design of the wellhead packer of the UVCh type produced by the special emergency rescue service “LIKVO”, PJSC “Ukrhazvydobuvannia”. The influence of pressurization capability of the packer seal assembly on the quality of the wellhead and blowout equipment testing process was mentioned. The packer design shortcomings presented in the article were analyzed. There was also conducted an analysis of some foreign and domestic publications and studies, which showed an absence of the systematic approach to designing of the self-sealing cuffs of wellhead packers. A number of topical scientific and practical problems in the context of cuffs designing were formulated. The article also explains the main stages and results of the experimental studies of the dependence of contact pressures on the mating surface “cuff – casing” on the most influential factors. The stages and results of computer modeling of the stress-strain state of the base and improved cuffs with the account of the most influential factors were described. Based on the study results, there was described an improved design of the wellhead test packer produced by Poltava militarized unit for prevention and elimination of open oil and gas flows, PJSC “Ukrnafta”, with indication of operations order and design features.