Стоп-кольцо (кольцо Рудака)
Стоп-кольцо для НКТ — скважинное нефтепромысловое устройство, устанавливаемое в межмуфтовое соединение колонны НКТ и выполняющее функцию механического ограничителя перемещения скважинного инструмента и приборов. В профессиональной среде устройство известно также под названиями «противополётное кольцо» (ППК), «кольцо Рудака», «проходное кольцо» или «втулка противополётная» (ВП).
Основная задача стоп-кольца — предотвращение так называемого «полёта» скребков, применяемых при депарафинизации НКТ, а также скважинных геофизических приборов в случае обрыва проволоки или кабеля в ходе спуско-подъёмных операций (СПО). Потеря скребка или прибора без наличия ограничителя неизбежно ведёт к его падению на забой и повреждению глубинно-насосного оборудования — электроцентробежного или штангового насоса, что влечёт внеплановый ремонт и простой скважины.
С точки зрения геофизики стоп-кольцо задаёт нижнюю допустимую отметку опуска глубинных манометров, термометров, дебитомеров и каротажных зондов. При условии, что проходное отверстие кольца превышает габаритный диаметр спускаемого прибора, исследования на глубинах ниже установки кольца не ограничиваются — прибор свободно проходит сквозь него. Если же прибор крупнее условного диаметра стоп-кольца, оно служит надёжной точкой «упора», фиксируя прибор и сигнализируя оператору о достижении расчётного горизонта.
Конструкция
Примечание: конструкция стоп-кольца оптимизирована для работы в условиях повышенных механических нагрузок, высоких давлений и температур, а также воздействия агрессивных сред. При этом устройство не оказывает существенного влияния на гидродинамические параметры потока при условии правильного подбора проходного сечения.
Принцип работы
-
1
Стоп-кольцо работает по принципу создания механического ограничения в колонне НКТ. При нормальной эксплуатации инструмент свободно перемещается внутри колонны в пределах допустимого проходного диаметра. В случае достижения стоп-кольца движение останавливается за счет контакта с его ограничительным сечением.
-
2
Стоп-кольцо воспринимает осевую нагрузку и распределяет ее на стенки трубы, предотвращая дальнейшее перемещение оборудования. При аварийных ситуациях (например, обрыв кабеля) кольцо удерживает падающий инструмент, исключая его попадание в нижележащие зоны скважины.
-
3
Стоп-кольцо устанавливается бригадой КРС (капитального ремонта скважин) при спуске новой колонны НКТ или в ходе ремонтных работ на заданной глубине — как правило, в диапазоне 500–1000 м от устья скважины. Материал изготовления подбирается в зависимости от типа труб: для стальных НКТ применяется стальное кольцо, для полимерных НКТ или НКТ с защитным покрытием — полимерный аналог, исключающий механическое повреждение покрытия трубы.
Технические характеристики
| № | Наименование характеристики | Значение |
| 1 | Рабочее давление, МПа | 100 |
| 2 | Диаметр НКТ, мм | 60, 73, 89, 102 |
| 3 | Стойкость к воздействию скважинной среды | Н, К1, К2 |
| 4 | Условный диаметр, мм | 36, 46, 52 |
| 5 | Температура скважинной среды, °C | +120 |
| 6 | Материальное исполнение | 40Х, 30ХМА, фторопласт |
| 7 | Масса | 0,27 |
Тип устройств
-
1
Стоп-кольцо стальное
Типоразмерный ряд для НКТ 73 и 89 мм соответственно. Изготавливается из конструкционной стали (сталь 20 ГОСТ 1050-88). Проходное отверстие — 36 мм или 48 мм. Применяется на стальных НКТ без покрытий.
-
2
Стоп-кольцо полимерное
Предназначено для НКТ с внутренним полимерным или эпоксидным покрытием, а также для стеклопластиковых и полимерных НКТ. Исключает задиры и сколы покрытия в зоне контакта. Химически стойко к H₂S, CO₂ и минерализованным пластовым водам.
Устройство
-
1Монолитный корпус из стали или фторопласта воспринимает осевые нагрузки от падающего инструмента и передаёт их на муфтовое соединение НКТ. Форма — цилиндрическая втулка с посадочным буртом.
-
2Дренажные отверстия сквозные каналы в теле кольца. Обеспечивают свободный проток нефтесодержащей жидкости при заблокированном центральном отверстии (потерянный прибор). Минимизируют гидравлические потери и риск гидравлического удара.
-
3Наружная посадочная поверхность – цилиндрическая поверхность кольца, контактирующая с торцами двух смежных труб НКТ в муфтовом соединении. Обеспечивает осевую фиксацию без резьбы и сварки — за счёт обжатия при свинчивании муфты
-
4Центральное проходное отверстие – сквозное отверстие по оси кольца. Определяет максимальный диаметр прибора, способного пройти через кольцо. Стандартный Dn = 36 мм; расширенный — до 48 мм.
Особенности эксплуатации
-
1
При эксплуатации стоп-кольца необходимо учитывать соответствие внутреннего диаметра кольца габаритам применяемого инструмента. Некорректный подбор может привести либо к снижению защитной функции, либо к затруднению прохода оборудования.
-
2
Установка должна выполняться в расчетной зоне, обеспечивающей выполнение функции ограничения. При работе в агрессивных средах рекомендуется использование коррозионностойких материалов. После аварийных нагрузок требуется контроль состояния кольца на наличие деформаций или износа.
-
3
Кольцо устанавливается однократно при сборке или КРС и остаётся в колонне на весь период её эксплуатации — извлечение возможно только при подъёме колонны НКТ.
-
4
Для скважин с АСПО (асфальтосмолопарафиновыми отложениями) необходим периодический контроль состояния кольца при подъёме колонны: парафин может частично перекрыть дренажные отверстия.
Вопросы и ответы
Для ограничения глубины спуска скребков при депарафинизации НКТ и предотвращения падения скважинных приборов на забой при обрыве проволоки или кабеля. Защищает глубинно-насосное оборудование от механических повреждений.
Стоп-кольцо устанавливается бригадой КРС (капитального ремонта скважин) при спуске новой колонны НКТ или в ходе ремонтных работ на заданной глубине — как правило, в диапазоне 500–1000 м от устья скважины. Материал изготовления подбирается в зависимости от типа труб: для стальных НКТ применяется стальное кольцо, для полимерных НКТ или НКТ с защитным покрытием — полимерный аналог, исключающий механическое повреждение покрытия трубы.
Совместимо с НКТ по ГОСТ 633-80 и API Spec 5CT диаметром 60, 73, 89 мм; со скребками динамическими всех типов при условии, что диаметр рабочей головки скребка превышает Dn кольца; с геофизическими приборами (манометры, термометры, дебитомеры, каротажные зонды) диаметром менее Dn.
Рекомендуемая глубина — 500–1000 м от устья скважины. Конкретная отметка определяется специалистами КРС исходя из глубины зоны депарафинизации и требований к ГДИС/ГИС. Установка глубже 1000 м не рекомендуется из-за ограниченной длины проволоки на барабане ловильной лебёдки.
Устанавливается однократно при сборке колонны; остаётся в скважине на весь период эксплуатации НКТ. При работе с кольцом без дренажных отверстий и потере прибора возможно временное снижение дебита. В коррозионных средах обязателен подбор кольца из стойкого материала.
Простой монтаж без специнструмента; надёжная защита насоса; не препятствует геофизическим исследованиям ниже точки установки; исполнение с дренажными отверстиями сохраняет поток жидкости при потере прибора; низкая стоимость при высокой экономической эффективности.
Для высокодебитных скважин, где перекрытие сечения НКТ недопустимо, — исполнение .ДО (с дренажными отверстиями). Для скважин с невысоким дебитом и при отсутствии риска длительного нахождения прибора в кольце допускается базовое исполнение стоп-кольца без дренажа.
Документы и сертификаты
Обозначение
- Диаметр НКТ
- Стоп-кольцо
