Устройство для спускоподъемных операций

Устройство для спускоподъемных операций

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технике добычи нефти и газа, в частности к процессам обсл/живания нефтяных и газовых скважин, находящихся под давлением, приборами и инст эументами, спускаемыми на геофизичесю м кабеле, и позволяет повысить надежьость за счет исключения нагрузок на лубр подъ катор. Сущность изобретения: грузоэмный механизм 1 соединен с направляющим роликом 9. Оттяжной ролик 13 геофизического кабеля 15 и лубрикатор 2 смонтированы на устье 6 скважины. Направляющий ролик 9 снабжен подвижно установленной опорой 4, выполненной в виде поворотного корпуса с жестко закрепленной на нем направляющей. В направляющей расположен с возможностью осевого перемещения подпружиненный пружиной шток. В верхней части штока установлен направляющий ролик 9, закрепленный .с возможностью схода одной ветви 14 геофизического кабеля 15 по оси лубрикатора 2, а второй ветви 16 параллельно ей на установленный на устье 6 скважины оттяжной ролик 13.. Использование изобретения повышает надежность за счет центрации кабеля по оси лубрикатора, исключающей изгибающие усилия, обеспечивает устойчивость и исключает деформации уплотнений и посадочных поверхностей при стыковке лубрикатора с устьем. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕ! СКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Е 21 В 19/00

ГО Д

ВЕ О (ГО П

К А (21) (22)

Г46) (71) ние (72)

И,В. (56)

¹7 4

О

Ф (Э

¹7 (54)

НЫ (57) чи н обсл нахо инст ческ деж лубр подь

АРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

МСТВО СССР

АТЕНТ СССР) ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

854407/03

6.07.90

7.02,93. Бюл, ¹ 5

Научно-производственное объедине Сейсмо техника"

А.Г.Асан-Джалалов, В.В.Макаров; уков и В. И, Титов вторское свидетельство СССР

7302, кл. Е 21 В 47/00. 1976. вторское свидетельство СССР

8929, кл. Е 21 В 19/00, 1976.

СТРОЙСТВО ДЛЯ СПУСКОПОДЪЕМОПЕРАЦИЙ зобретение относится к технике добыфти и газа, в частности к процессам живания нефтяных и газовых скважин, ящихся под давлением, приборами и ументами, спускаемыми на геофизим кабеле, и позволяет повысить наость за счет исключения нагрузок на катор. Сущность изобретения: грузомный механизм 1 соединен с направ„„5U„„1793040 А1 ляющим роликом 9. Оттяжной ролик 13 геофизического кабеля 15 и лубрикатор 2 смон- . тированы на устье 6 скважины.

Направляющий ролик 9 снабжен подвижно установленной опорой 4, выполненной в виде поворотного корпуса с жестко закрепленной на нем направляющей. В направляющей расположен с возможностью осевого перемещения подпружиненный пружиной шток. В верхней части штока установлен направляющий ролик 9, закрепленный,с возможностью схода одной ветви

14 геофизического кабеля 15 по оси лубрикатора 2, а второй ветви 16 параллельно ей на установленный на устье 6 скважины оттяжной ролик 13. Использование изобретения повышает надежность за счет центрации кабеля по оси лубрикатора, исключающей изгибающие усилия, обеспечивает устойчивость и исключает деформации уплотнений и посадочных поверхностей при стыковке лубрикатора с устьем. 2 ил.

1793040

Изобретение относится к технике добычи нефти и таза, в частности к процессам обслуживания нефтяных и газовых скважин, находящихся под давлением, приборами и инструментами, спускаемыми на геофизическом кабеле.

Известно устройство для проведения спуско-подъемных операций, содержащее грузоподъемное устройство, выполненное в виде двух стоек, установленных в закрепленном на устье скважины переводном фланце, направляющий и оттяжной рОлики и смонтированный на переводном фланце лубрикатор, кинематически связанный с грузоподъемным устройством посредством установленной на лубрикаторе траверсы, выполненный с возможностью поворота в подшипниковых втулках, закрепленных на стойках. Причем стойки установлены с возможностью восприятия усилия веса лубрикатора с заведенным в него прибором за счет установленных в отверстиях переходного фланца втулок, в которых выполнены с возможностью осевого йеремещения подпружиненные стаканы, жестко свяэаннь|е со стойками.

Направляющий ролик жестко закреплен на лубрикаторе с возможностью схода одной из ветви геофизического кабеля на оси лубрикатора, а второй — параллельно ей на оттяжной ролик, установленный на устье скважины, содержащий буферную задвиж ку.

Устройство для проведения спускоподьемных операций работает следующим образом.

Предварительно до монтажа лубрикатора на устье скважины производится заправка геофизического кабеля через направляющий ролик в лубрикатор, а на устье скважины крепится переводной фланец, содержащий отверстия под стаканы стоек, : Затем на лубрикаторе устанавливается траверса, закрепленная в подшипниковых .узлах стоек вместе с сопряженными стаканами и втулками.

С помощью дополнительного подъемного механизма вся указанная сборка устанавливается на устье. так, чтобы стаканы вошли в отверстия переводного фланца.

После установки на устье вся сборка представляет собой портальную ферму, на осях которой установлен с возможностью поворота лубрикатор. В отклоненном положении в лубрикатор заводится прибор, который присоединяется к геофизическому кабелю. После чего лубрикатор приводится в вертикальное положение и крепится к переводному фланцу накидной гайкой или шпилечным соединением, При креплении лубрикатора производят смещение вниз стаканов и осадку пружин.

Открывается буферная задвижка и прибор на кабеле спускается в скважину.

По мере дальнейшего спуска происходит увеличение веса спущенного в скважину кабеля и увеличение силы его натяжения, которая воспринимается направляющим

"0 роликом и передается на лубрикатор. При подъеме прибора натяжение уменьшается до первоначального при заводе прибора в лубрикатор. После подъема прибора закрывается буферная задвижка, раскрепляется накидная гайка и пружины приподнимают сборку лубрикатора над устьем и поворачивают для проведения смены прибора или демонтажа с использованием дополнительного грузоподьемного механизма.

2О Недостатком данного устройства является низкая эффективность грузоподъемного устройства, не обеспечивающего полную разгрузку лубрикатора от осевых и изгибающих нагрузок, вызванйых натяжением гео 5 физического кабеля, при этом жесткое крепление направляющего ролика к лубрикатору не обеспечивает саморегулировку ветви геофизического кабеля, что приводит к скручиванию и изнОсу последнего, кроме

З0 того, для монтажа лубрикатора груэоподьемного устройства требуется дополнитель-. ный грузоподьемный механизм, что затрудняет монтажно-демонтажные операции и повышает громоздкость изделия.

Известно устройство для спускоподъемных операций, содержащее грузоподъемный механизм, выполненный в виде телескопической стойки с ручкой-лебедкой, соединенной посредством грузового кана40 та, перекинутого через закрепленный на стойке ролик с лубрикатором, установленным на устье скважины. Лубрикатор содержит сальниковую головку, на которой установлен поворотный корпус, жестко свя45 занный посредством штока с направляющим роликом, расположенным с возможностью схода ветки геофизического кабеля на оси лубрикатора. Причем лубрикатор содержит соединенную с сальниковой

50 головкой приемную камеру для размещения прибора или инструмента, в нижней части которой закреплен фланец с посадочной поверхностью, выполненной с возможностью герметичного соединения через уплотни 5 тельный элемент с устьем посредством шпилечного соединения. Кроме этого, íà ус-. тье скважины со стороны подачи кабеля установлен оттяжной ролик.

Для перекрытия скважин устье оборудовано буферной задвижкой.

1793040 ния геофизического кабеля, что потребует увеличения запаса прочности резьбовых соединений лубрикатора. Причем нагрузка от геофизического кабеля (без учета нагрузки растяжения) передается на грузовой канат и равняется 2Р, на телескопическую

Устройство для спускоподъемных опеий работает следующим образом.

Предварительно до монтажа лубрикатона устье скважины производится заправгеофизического кабеля через равляющий ролик, сальниковуютоловку рац ра ка на в со риемную камеру лубрикатора, где кабель диняется с прибором.

К устью скважины крепят и приводят в стойку 4Р, что требует соответственной прочности и устойчивости системы, а, следовательно, и материалоемкости (макс. наве ве ко ро то ка де лу ма руч на пр об етс кл на сол

ЩИ луб

: тре рик ко .вел ско ра

Ку пу ос ра пр щ со

ro

rp на мо лу но те за кр ка пр ро на од о очее положение телескопическую стой- грузка Р для кабеля часто применяемого в ручной лебедкой, предварительно про- 10 геофизических исследованиях кабеля равтив через ролик стойки грузовой канат, няется 5,5 т. с.). ащенный захватом. Сборка лубрикато- Наиболее близким по технической представляющая собой одно целое с сущности и достйгаемому эффекту предлаемной камерой, фланцем, направляю- гаемому является устройство для спуском роликом, штоком и поворотным корпу- 15 подъемных операций(см. авт. свид. СССР M., установленным на сальниковой 768929,М.,кл. E21B19/00,опубл.07.1080), овке, соединяется с последней захватом содержащее грузоподъемный механизм, созового каната и ручной лебедкой, уста- единенный с ним направляющий и оттяжливается над устьем скважийы. С по- ной ролики геофизического кабеля и щью ручной лебедки опускают 20 смонтированный на устье скважины лубририкатор так, чтобы посадочная поверх- катор, снабженный подвижно установленть фланца соединялись через уплотни- ной опорой. Причем на опоре размещены ьный элемент с устьем скважины и вспомогательйые ролики,асамаопораустарепляется шпилечным соединением. От- новлена на сальниковой головке в подшипвается буферная задвижка и прибор;на 25 никах, позволяющих опоре свободно еле опускается вскважину. При атом на- вращаться вокруг оси лубрикатора и перевляющий ролик, закрепленный на пово- мещаться rio ней до упора внутреннего торном корпусе под действием силы ца опоры о бурт сальниковой головки, а яжения доворачивается и становится в лубрикатор содержит соединенную с сальой плоскости с закрепленным на устье 30 никовой головкой йриемную камеру для яжным роликом, . размещения прибора или инструмента, в

По мере спуска происходит увеличение нижней части которой закреплен фланец с а спущенного в скважину кабеля и соот- посадочной. поверхностью, выполненной с ственно увелйчение силы его натяжения, . возможностью герметичного соединения, орая воспринимается направляющим 35 черезуплотнительный элементс устьем поиком и по штоку передается на лубрика- средством шпилечного соединения. и телескопическую стойку.. Кроме того, грузоподъемный механизм

При подъеме прибора сила натяжения . содержитгрузовойканатскрюком,установеля уменьшается до минимума при заво- ленный через блок на грузовой стреле с воз1рибора в приемную камеру. 40 можностью подъема сборки лубрикатора за

Перекрывается буферная задвижка и из шарнирно связанную с направляющим рорикатора стравливается давление. Сни- ликом серьгу над устьем скважины, содертся шпилечйое соединение с помощью жащей буферную задвйжку и устьевой кой лебедки; лубрикатор поднимается фланец. устьем и отводится в сторонудля смены 45 Устройство работает следующим обрабора или демонтажа, который ведется в зом. атной последовательности. Предварительно до монтажа лубрикатоНедостатками данйого устройства явля- ра на уСтье скважины геофизический кабель низкая надежность конструкции, не ис- заправляется через оттяжной и направляючающая изгибающих и осевых нагрузок 50 щий ролики, свльниковую головку в приемлубрикатор, передаваемых через кон- ную камеру лубрикатора, где соединяется с но закрепленный на нем направляю- . прибором или инструментом. Лубрикатор, ролик, т. к. для полной разгрузки содержащий прйемную камеру с фланцем и икатора грузоподъемным устройством сальникоаую головку, кинематйчески свяуется предварительная .растяжка луб- 55 эанную с направляющим роликом, соединятора грузовым канатом на величину, ется череЗ последний серьгой с крюком пенсирующую удлинение последнего и грузоподьемного механизма и.вся сборка чину осевой деформации телескопиче- лубрикатора приподнимается, при этом стойкипримаксимальнойсиле.натяже- . опора перемещается на сальниковой голо1793040

10

20

25 лубрикатора, 30

35 тяжения

55 вке до упора внутреннего торца опоры о бурт сальниковой головки, после чего происходит подъем сборки лубрикатора над устьем скважины.

Посредством грузового каната опускают лубрикатор так, чтобы посадочная поверхность фланца соединялась через уплотнительный элемент с устьевым фланцем и закрепляют шпилечным соединением на устье скважины. После установки сборки лубрикатора и крепления его к устью с грузового каната снимается натяжение и опора смещается по сальнйковой головке вниз до тех пор, пока геофизический кабель не установится на оси лубрикатора, а направляю. щий ролик не займет положение, касательное к этой оси. Затем открывается на устье буферная задвижка и спускают прибор в скважину.

При этом направляющий ролик, шарнирно связанный с корпусом под действием силы йатяжения геофизического кабеля доворачивается и становится в одной плоскости с отжимным роликом и осью

По мере спуска происходит увеличение веса спущенного в скважину кабеля и, соответственно, увеличивается сила его натяжения, которая воспринимается направляющим роликом и передается через серьгу на грузовой канат, Изменение натяжения грузового каната вызывает осевое перемещение корпуса и, следовательно, отклонения направляющего ролика и геофизического кабеля от оси лубрикатора

Размещенные на опоре вспомогательные ролики компенсируют колебания геофизического кабеля, центрируя его no ocu лубрикатора и воспринимая усилия его наПри подъеме прибора сила натяжения геофизического кабеля уменъшается до первоначального при заводе прибора в приемную камеру и оттяжной ролик становится в исходное положение, т. е. занимает поло>кение, касательное к оси лубрикатора, перекрывается буферная задвижка и с лубрикатора стравливается давление. Грузоподъемным устройством выбирается грузовой канат на величину перемещения опоры на сальниковой головке до упора внутреннего торца опоры о бурт сальниковой головки, после чего снимается шпилечное соединение и сборка лубрикатора при помощи грузового каната приподнимается над устьем, и отводится в сторону для смены прибора или демонтажа, который ведется в обратной последовательности.

Недостатками данного устройства являются следующие: — крайне затруднена визуальная центрация геофизического кабеля по оси лубрикатора, т. е. установка направляющего ролика по касательной к этой оси, что практически неосуществимо, т. к. в процессе спуско-подъема кабеля сила натяжения на грузовой канат колеблется, что в конечном итоге приводит к децентрации кабеля и возникновению изгибающих усилий на лубрикатор, передаваемых через вспомогательные ролики; — конструкция устройства не обеспечивает натяжку лубрикатора, необходимую для обеспечения устойчивости лубрикатора от собственного веса и внешних факторов (ветровая нагрузка, уклон устья скважины), что приводит к заваливанию лубрикатора на величину хода опоры; — наличие жесткой связи в системе грузоподъемного устройства — лубрикатор может привести к деформации посадочных мест и уплотнений при опускании лубрикатора на устье и, как следствие, к разгерметизации скважины.

Целью изобретения является повышение-надежности за счет исключения нагрузок на лубрикатор.

Указанная цель достигается за счет того, что устройство для спускоподъемных операций с гибким элементом, содержащее грузоподъемный механизм, лубрикатор со свободно вращающейся опорой в верхней части с фланцем в нижней части для присоединения к устьевому оборудованию. направляющий ролик, шарнирно связанный своей серьгой с талевой системой грузоподъемного механизма и стойкой — с опорой, и оттяжной ролик, снабжено вертикальной направляющей с верхней и нижней крышками с боковым продольным пазом, жестко закрепленной на опоре, и пружиной сжатия, стойка выполнена в виде. штока с сухарем в средней части, пропущенного через верхнюю и нижнюю крышки и установленного в направляющей с возможностью ограниченного осевого перемещения при этом пружина сжатия установлена в направляющей между сухарем и верхней крышкой, сухарь размещен в продольном пазу, а оттяжной ролик закреплен на устьевом оборудовании с возможностью обеспечения схода одной ветви гибкого элемента, огибающего направляющий ролик, параллельно его ветви, проходящей по оси лубрикатора.

На фиг. 1, 2 приведено предлагаемое устройство, Устройство для спуско-подъемных операций содержит грузоподъемный механизм

1 и лубрикатор 2 с установленной в его вер1793040

t. ей части сальниковой головкой 3, Лубри- рикатор 2 перемещается вниз относительно ка ор 2 содержит свободно вращающуюся направляющего ролика 9 и штока 24, на о ору 4 и установленный в нижней части величинусжатия пружин 23,обусловленную ф анец 5 для присоединения к устьевому весом лубрикатора 2, с пропущенным через о орудованию 6, имеющему буферную за- 5 сальниковую головку 3 кабелем 15 и размедв жку 7 для герметизации скважины 8, На- щенным в приемной камере 27 прибора 28, и авляющий ролик 9 шарнирно связан а закрепленный на штоке 24 сухарь 26, песе ьгой 10 с талевой системой 11 грузоподь- ремещаясь по пазу 22, обеспечивает стае ного механизма 1 и имеет стойку 12, уста- бильное положение направляющего ролика но ленную в опоре 4, Оттяжной ролик 13 10 9, касательное к оси 17лубрикатора 2, за реплен на устьевом оборудовании 6 с Для соединения с устьем 6 сборка лубво можностью схода одной ветви 14 гибко- рикатора 2 приспускается грузоподъемным

ro лемента геофизического кабеля 15, оги- механизмом 1 до образования зазора I ме>кба щего направляющий ролик 9, дуустьембифланцем5,непревышающего па аллельно другой его ветви 16, проходя- 15 запаса хода i1 подпружиненного штока 24, ще по оси 17 лубрикатора 2. Опора 4 вы- т, е. расстояния от нижней крышки 21 до по нена в виде поворотного корпуса 18 с упора 25 (регламентировать зазор I можно же тко закрепленной вертикальной направ- калибром, выбранным исходя из веса лубриля щей 19 с верхней крышкой 20 и нижней катара). Устанавливается шпилечное соедикр шкой 21. В поворотном корпусе I8 вы- 20 нение 31, посредством которого фланец 5

12 ып л по нен боковой продольный паз 22. Стойка приемной камеры 27 плавно опускаетс полнена в виде подпружиненного пру- устье 6 и посадочная поверхность 29 фланца жи ой сжатия 23 штока 24, пропущенного 5 герметично соединяется через уплотничер з верхнюю 20 и нижнюю 21 крышки и тельный элемент 30 с устьем 6, при этом . уст новленного в направляющей 19 с воз- 25 происходит перемещение вниз корпуса 18 с мо ностью ограниченного осевого переме- направляющей 19 относительно штока 24 и ще ия посредством упора 25, при этом дальнейшее сжатие пружины 23 на величипру ина сжатия 23 установлена в направля- ну t. На устье 6 со стороны подачи геофизиющ и 19 между верхней крышкой 20 и суха- ческого кабеля 15 устанавливает р 6, расположенным в средней части 30 оттяжной ролик13, через который пропускаем 26 навливается штока 24 с возможностью перемещения в ется геофизический кабель 15 и путем натябок вом продольном пазу 22. женил выбирают его слабину. При этом убрикатор 2 содержит также прием- корпус 18, связанный посредством направную камеру 27 для размещения скважинно- ляющей 19, подпружиненного штока 24 с го рибора 28, установленную между 35 направляющим роликом 9 доворачивается сал никовой головкой 3 и фланцем 5, имею- на величину, обеспечивающую сход ветви щи посадочную поверхность 29,выполнен- 14 геофизического кабеля 15 параллельно ную с возможностью соединения через оси 17 лубрикатора 2. Открывается буферупл тнительный элемент 30 к устьевому ная задвижка 7 на устье 6, прибор 28 на обо удованию 6 посредством шпилечного 40 кабеле15опускается вскважину8. Помере сое инения 31. Лубрикатор 2 удерживается дальнейшего спуска происходитувеличение в ве тикальном поло>кении посредством та- веса спущенного в скважину геофизическолево системы 11, содержащей грузовой ка- го кабеля 15 и увеличение силы его натяженат 2 с к юком 33, ния, передающееся на направляющий стройство для спускоподъемных one- 45 ролик 9, связанный посредством серьги 10 раций работает следующим образом. Пред- и крюка 33 с грузовым канатом 32, П ичем вари ельно до монта>ка лубрикатора 2 на усилие (равняющееся двойному усилию на усть вое оборудование 6 (в дальнейшем — кабель 15) передается йа грузовой канат 32, устно 6) производится заправка геофизике- что приводит к е "o удлинению на величину ског кабеля 15 через направляющий ролик 50 обусловленную упругостью грузового кана9, са ьниковую головку 3 в приемную каме- та 32, но не превышающего длины I. ру27, где соединяется с прибором 28. Сбор- При подъеме прибора 28 сила натяжека лубрикатора 2, содер>кащая приемную ния геофизического кабеля 15, передающакамеру 27 с фланцем 5 и сальниковую голо- яся через направляющий ролик 9, вку с поворотным корпусом 18, направля- 55 уменьшается до минимума, а подпружиненюще 19; подпружиненным штоком 24 и ный шток 24 занимает первоначальное понапр вляющим роликом 9 соединяется че- ложениеоризаводеприбора28вприемную рез и следний серьгой 10 с крюком 33 гру- камеру 27. Перекрывается буферная зазопо ъемного механизма 1 и движка 7 и из лубрикатооа 2 стравливается прип днимается над устьем 6. При этом луб- давление, Снимается шпилечное соедине1793040

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я .. дольным пазом, жестко закрепленной на

Устройство для спускоподъемных: опе- опоре; и пружиной сжатия, стойка выполнерацийс гибким элементом,.содержащее гру- на в виде штока с сухарем в средней части зоподъемный механизм, лубрикатор с пропущеHHoro ÷åðåý верхйюю и нижйюю фланцем в нижней части для присоедине-- крышки и установленного в направляющей ния к устьевому оборудованию и свободно: с возможностью ограниченного осевого певращающейся опорой в верхней части; на- рвмещения "при этом:пружина сжатия устаправляющий ролик, шарнирно" связанный новлена в йаправляющей между сухарем и своей серьгой с талевой Системой грузо- верхней крышкой, сухарь размещен в бокоподъемного механизма и стойкой с опорой; вом йродолъйом мазу, а оттяжной ролик эаи оттяжной ролик; отл ича ющеес я тем, креплен на устьевом оборудовании с что, с целью йовышения надежности за счет: — возможностью обеспечения схода одной исключения нагрузок на лубрикатор, оно ветви гибкого элемейта, огибающего наснабжено вертикальной йаправляющей с правляющий ролик, параллельно другой его верхней in нижней крышками с боковым про- ветви. проходящей по оси лубрикатора. ние 31, и лубрикатор 2 под действием пружины 23 плавно поднимается над устьем 6, и его отводят в сторону для смены прибора

28 или демонтажа, который ведется в обратной последовательности.

Устройство для спускоподъемных операций имеет повышенную надежность за счет: — центрации кабеля по оси лубрикатора, исключающей изгибающие усилия; — обеспечения устойчивости лубрикатора от действия. внешних факторов (ветровая нагрузка, уклон устья) и веса самого лубрикатора; — исключения деформаций уплотнений и посадочных поверхностей при стыковке

5 лубрикатора с устьем, т. е. исключение разгерметизации скважин; а также позволяет повысить производительность за счет исключения задействования грузоподъемного устройства при

10 проведении монтажно-демонтажных работ, связанных со сменой прибора.

Составитель В. Титов

Редакто С. Кулакова Техред М.Моргентал . Корректор А. Козориз

Заказ 4 5 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/5 зводственно-издательский комбйнат "Патент"., г, Ужгород; ул.Гагарина, 101