Пристрій для герметизації внутрішньотрубного простору колони насосно-компресорних труб при спусканні (підійманні) у свердловину під тиском

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и используется для перекрытия внутреннего канала колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) при аварийных работах по спуску (подъему) колонны НКТ в скважину под давлением на нефтегазопромыслах. Наиболее близким устройством является пробка разделительная [1], содержащая корпус, элементы фиксации корпуса относительно трубы, герметизирующие элементы корпуса относительно трубы. Это устройство не является надежным по причине недостаточно прочного на удержание от выталкивания контакта элементов фиксации со стенкой трубы, так как элементы фиксации поджимаются в направлении заклинивания между стенкой трубы и корпусом устройства пружинами. В основу полезной модели поставлена задача усовершенствования устройства для герметизации внутритрубного пространства колонны НКТ, в котором за счет введения в конструкцию привода элементов фиксации достигается надежность фиксации устройства в колонне НКТ. Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве для герметизации внутреннего пространства колонны НКТ при спуске (подъеме) в скважину под давлением, содержащем корпус, элементы фиксации корпуса относительно трубы, герметизирующие элементы корпуса относительно трубы новым является то, что устройство снабжено приводом элементов фиксации корпуса относительно трубы, привод выполнен в виде толкателя и жестко соединенного с ним поршня и установлен в цилиндрической расточке корпуса с возможностью осевого перемещения, на наружной поверхности толкателя выполнены наклонные продольные пазы, в которых размещены элементы фиксации корпуса относительно трубы. Привод позволяет повысить надежность фиксации устройства в колонне НКТ за счет более "сильного" по сравнению с прототипом заклинивания элементов фиксации между корпусом устройства и внутренней стенкой трубы в результате взаимодействия элементов фиксации с приводным толкателем по наклонным поверхностям его, пазов при перемещении толкателя и жестко соединенного с ним поршня вверх в корпусе устройства под действием скважинного давления. На чертеже показано устройство, продольный разрез: левая половина - в исходном положении, правая - в рабочем. Устройство содержит цилиндрический корпус 1. В цилиндрической расточке корпуса 1 размещены толкатель 2 цилиндрической формы и жестко соединенный с ним поршень 3. На наружной поверхности толкателя 2 выполнены наклонные продольные пазы. В этих пазах и окнах корпуса 1 размещены подпружиненные зубчатые клиновидные сухари 4, являющиеся элементами фиксации корпуса 1 относительно трубы 5. Сухари 4 установлены с возможностью взаимодействия с толкателем по наклонным поверхностям его пазов при его продольном перемещении в корпусе 1. Толкатель 2 и жестко соединенный в ним поршень 3 образуют привод зубчатых клиновидных сухарей 4 корпуса 1 относительно трубы 5. В нижней части корпуса 2 закреплен держатель 6 с осевым каналом, на котором установлены самоуплотняющиеся герметизирующие элементы 7, герметизирующие устройство сверху и снизу относительно трубы 5. Самоуплотняющиеся герметизирующие элементы 7 выполнены в виде эластичной манжеты кольцевой формы с лепестком, который поджат к стенке трубы за счет натяга. Односторонняя герметизация достигается за счет перепада давлений на герметизирующем элементе, так как давление дополнительно поджимает лепесток манжеты к стенке трубы. Так как устройство содержит два односторонних герметизирующих самоуправляющихся элемента 7, которые установлены навстречу друг другу, то устройство герметизировано относительно трубы с двух сторон (сверху и, снизу). Устройство работает следующим образом. Устройство в исходном положении через лубрикатор вводят во внутренний канал НКТ и продавливают вниз путем создания избыточного давления над устройством. Толкатель 2 с поршнем 3 расположены в корпусе 1 в крайнем нижнем положении. Подпружиненные элементы фиксации 4 утоплены в пазах толкателя 2 и не касаются стенки трубы 5. При достижении устройством заданной глубины избыточное давление над устройством сбрасывают и под действием пластового давления, повышающего давление столба жидкости над устройством, поршень 3 с толкателем 2 переместится в корпусе 1 вверх. В результате этого зубчатые клиновидные сухари 4 взаимодействуют с толкателем 2 по наклонным поверхностям его пазов и перемещаются в радиальном направлении до контакта со стенкой трубы 5 и заклиниваются в этом положении между стенкой" грубы 5 и толкателем 2. При дальнейшем росте перепада давления на устройстве поршень 3 еще сильнее' подожмет толкатель 2 вверх, в результате чего зубчатые клиновидные сухари 4 еще сильнее заклинятся между стенкой трубы 5 и толкателем 2. Кроме того, под действием пластового давления корпус 1 с держателем 6 и герметизирующими элементами 7 сместятся вверх до контакта с торцем поршня 3 и создадут дополнительное усилие на заклинивание зубчатых клиновидных сухарей 4 между стенкой трубы 5 и толкателем 2. При этом устройство надежно стопорится от перемещения вверх. При необходимости дальнейшего спуска устройства давление над устройством снова увеличивают. Под его действием поршень 3 с толкателем 2 сместятся вниз, подпружиненные зубчатые клиновидные сухари 4 расклиниваются, выходят из зацепления со стенкой трубы 5 и утапливаются в пазах толкателя 2. В результате этого устройство освобождается для дальнейшего перемещения вниз.