Пристрій для розвантаження ваги насосно-компресорних труб

Пристрій для розвантаження ваги насоснокомпресорних труб, що містить корпус, верхня частина зовнішньої поверхні якого виконана у вигляді зрізаної піраміди, на гранях якої встановлені ШЛІПСОВІ плашки з можливістю переміщення вверх і вниз, сполучені з гранями з'єднанням типу «ластівчин хвіст» і зафіксовані у нижньому положенні, рухому втулку з кільцевою проточкою на боковій поверхні, встановлену з можливістю осьового переміщення у верхній частині корпусу, фіксатори плашок, встановлені у верхній частині корпусу з можливістю переміщення їх КІНЦІВ у кільцеву проточку рухомої втулки, і вузол переміщення вверх шліпсових плашок, який містить закріплений на корпусі хомут і пружини стискування, розташовані між хомутом і нижніми торцями плашок, який відрізняється тим, що рухома втулка містить закріплені на ній зрізні штифти і виступаюче в середину втулки клапанне гніздо, причому клапанне гніздо виконано з матеріалу, який руйнується на дрібні частини, а проточка на боковій поверхні рухомої втулки розміщена над фіксаторами Корисна модель відноситься до глибинного обладнання газових і нафтових свердловин із підвищеним умістом у них агресивних компонентів і глибиною залягання продуктивних колекторів нижче 3000м Відоме "Подвесное устройство для «хвостовика» [див пат США № 2228503 по кл 166-208 за 1952 р ] Пристрій містить колону бурильних труб, квадрат, фрикційний механізм, циліндрична частина корпусу із заглибленням, у яких розміщені ШЛІПСОВІ нарізні плашки ПІДВІСНИЙ пристрій роз'єднується у свердловині шляхом заклинювання фрикційного механізму в експлуатаційній колоні Основним недоліком даного пристрою є багатоелементність і складність системи роз'єднання, вилучення пристрою неможливе після зчеплення його з експлуатаційною колоною, конструкцією не передбачене встановлення двох і більше пристроїв у свердловині, а розвантажування великої ваги НКТ на один пристрій може привести до авари, зв'язаної з поривом експлуатаційної колони Найбільш близьким технічним рішенням до об'єкта, що заявляється, є «Устройство для разгрузки веса насосно-компрессорных труб» [див А С СРСР№ 1183657, М Кл Е21В23/12] Відомий пристрій складається із корпусу, верхня частина зовнішньої поверхні якого виконана у вигляді усіченої піраміди вершиною до низу, на гранях якої встановлені підпружинені ШЛІПСОВІ плашки з нарізкою, вузол з'єднання плашок з корпусом, розміщену всередині корпусу рухому втулку, на боковій поверхні якої виконана проточка, розміщені у корпусі фіксатори, встановлені з можливістю взаємодії зі шліпсовими плашками і рухомою втулкою, причому проточка на рухомій утулці розміщена пщ фіксаторами Після зупинки пристрою у необхідному інтервалі, робочий інструмент спускають на 5 - 10м нижче останнього При проходженні втулки сухарі робочого інструменту, за рахунок стискування пружини, установлюються у вікнах корпусу При підійманні робочого інструмента сухарі входять у зчеплення з торцем рухомої втулки і підіймають її до суміщення фіксаторів із кільцевою проточкою, після чого під дією пружин ШЛІПСОВІ плашки звільнюються від фіксаторів і входять у зчеплення з експлуатаційною колоною Під ДІЄЮ СИЛИ натягу троса сухарі утеплюються всередину корпусу і робочий інструмент звільнюється від зчеплення з рухомою втулкою і витягується на поверхню о 1502 Основним недоліком даного пристрою є те, що опрацювання його здійснюється за допомогою спеціального робочого інструменту, для спускання якого потрібна додаткова техніка - лебідка з канатом або каротажна станція Очікування цієї техніки та виконання робіт по розкриттю розвантажувальних пристроїв приводить до простоїв свердловини після закінчення буріння або капітального ремонту, і як наслідок, до зниження середньодобового видобутку газу і газового конденсату з родовищ, що знаходяться в експлуатації Другим суттєвим недоліком є те, що при розкритті пристрою сухарі робочого інструменту не завжди утоплюються в середину корпусу і тоді від зусилля натягу здійснюється розрив троса Робочий інструмент падає на вибій свердловини разом з обривками троса, тобто у свердловині виникає аварійна ситуація, яка потребує додаткових робіт при наступному капітальному ремонті свердловин, для вилучення їх на поверхню А інколи складається така ситуація, коли сухарі при проходженні через втулку втопились у вікнах корпусу робочого інструменту та не вийшли з них В цьому випадку необхідно вилучати інструмент на поверхню, розбирати, лагодити та знову спускати у свердловину Крім того, нема чіткого контролю за пересуванням рухомої втулки та суміщенням фіксаторів із кільцевою проточкою в ній Тому необхідно 3 - 4 рази припідіймати та спускати робочий інструмент, а потім тільки здійснювати посадку насоснокомпресорних труб на розвантажувальний пристрій Або після 3 - 4 спуско-підіймань робочого інструменту плашки пристрою не входять у зчеплення з експлуатаційною колоною, тобто втулку заклинило, і не достатньо зусилля сухарів робочого інструменту для пересування рухомої втулки у верхнє положення У наслідок розвантажувальний пристрій разом із насосно-компресорними трубами витягується на поверхню, виконується його ревізія і повторний спуск у свердловину, а це трудовитратно та приводить до додаткових простоїв і утрат газу В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення пристрою, який за рахунок нового принципу розфіксування шліпсових плашок забезпечило б можливість пересування плашок та контролю спрацювання пристрою без використання ненадійного робочого інструменту і, таким чином, дозволило би підвищити надійність роботи пристрою, передбачити аварійні ситуації, скоротити строки введення свердловини в експлуатацію після виходу з буріння або капітального ремонту Для вирішення задачи пристрої, що містить корпус, верхня частина зовнішньої поверхні якого виконана у вигляді усіченої піраміди, на гранях якої встановлені ШЛІПСОВІ плашки з можливістю переміщення по них уверх та вниз пов'язані з ними з'єднанням типу «ласточкин хвост» та зафіксовані у нижньому положенні, рухому втулку з кільцевою проточкою на боковій поверхні, встановлену з можливістю осьового переміщення у верхній частині корпусу, фіксатори плашок, встановлені у верхній частині корпусу з можливістю переміщення їх КІНЦІВ у кільцеву проточку рухомої втулки та вузла переміщення вверх шліпсових плашок, що складаються із закріплених на корпусі хомута і пружин стиснення, розміщених між хомутом і нижніми торцями плашок, згідно винаходу, рухома втулка оснащена закріпленими на ній зрізними штифтами та виступаючим в середину втулки клапанним гніздом, причому клапанне гніздо розраховане на певне зусилля зрізу, виконане із матеріалу, який руйнується на дрібні частини, а проточка рухомої втулки розташована над фіксаторами На приведеному кресленні, що додається, фіг 1, показаний загальний вигляд пристрою для розвантаження насосно-компресорних труб На фіг 2 розріз А - А, фіг 1, на фіг 3 розріз Б - Б, фіг 1, на фіг 4 розріз В-В, фіг 1 Пристрій містить перевідник 1, який служить для з'єднання насосно-компресорних труб із корпусом 2, виконаним у вигляді усіченого конуса, зовнішня поверхня якого має форму усіченої піраміди, на гранях якої є прорізи у вигляді «ласточкиного хвоста», стопорні гвинти 3, кожна грань усіченої піраміди має радіальні отвори 4, в яких розташовані фіксатори 5 що удержуються із внутрішньої сторони рухомою втулкою 6 з ущільненнями 7 і кільцевою проточкою 8, а із зовнішньої сторони шліпсовими плашками 9 на внутрішніх площинах яких є заглиблення для фіксаторів, тяги 10, пальці 11, пружини 12, хомут 13, в торцевій поверхні якого є отвори для тяг, гайки 14, захисний кожух 15, клапанне гніздо 16, розраховане на задане розрахункове зусилля зрізу, яке кріпиться до рухомої втулки гвинтами діаметром 5 мм, зрізні штифти 17, куля 18 і стягуючі болти 19 Пристрій працює таким чином Перед спуском пристрою ШЛІПСОВІ плашки 9 утримуються у нижньому положенні за допомогою фіксаторів 5 і рухомої втулки 6, при цьому пружини 12 стиснуті за допомогою хомута 13, закріпленого на корпусі стягуючими болтами 19 Гайки 14 згвинчені у крайнє нижнє положення Пристрій з'єднують із колоною насосно-компресорних труб і встановлюють у заданому інтервалі Після спуску пристрою (або декількох пристроїв) на задану глибину в порожнину НКТ кидають кульку, а якщо пристроїв декілька, то прохідне січення зрізуваного клапанного гнізда 16 зменшують із таким розрахунком щоб кинута в порожнину НКТ кулька 18 могла вільно пройти через попереднє прохідне січення Після посадки кульки 18 (на фіг 1 кулька показана пунктиром) на отвір клапанного гнізда за допомогою насосного агрегату розчином, що знаходиться у свердловині, створюють тиск, під дією якого відбувається зрізання штифтів 17 і втулка 6 разом з клапанним гніздом і кулькою переміщується вниз до упору у виточку корпусу 2 Кільцева проточка 8 на боковій поверхні втулки 6 с уміщується з фіксаторами 5 Фіксатори 5, утеплюючись у проточці 8, звільняють ШЛІПСОВІ плашки 9, а під дією пружини 12 ШЛІПСОВІ плашки переміщуються вверх і входять у зчеплення з експлуатаційною колоною Продовжують створювати тиск і, при розрахунковому для кожного клапанного гнізда 16, здійснюється його зріз Кулька разом з осколками зрізаного клапанного гнізда падає в зумпф свердловини Падіння тиску на насосній лінії вказує на закінчення операції по розкриттю пристрою, тобто здійснюється чіткий контроль за процесом Спускаючи насосно-компресорні труби 1502 у свердловину, здійснюють їх часткове розвантаження, яке фіксується індикатором ваги, а якщо пристроїв декілька, то подібним чином розкривають усі вище встановлені пристрої з подальшим частковим розвантаженням на них НКТ, починаючи з нижнього Послідовне включення знизу вверх декількох пристроїв здійснюється у наступній ПОСЛІДОВНОСТІ колона НКТ підвішується на кран-блоці підйомника з індикатором ваги, виконують розкриття першого (нижнього) пристрою, після чого на нього частково розвантажують вагу колони (вага розрахункова) При цьому на перший розвантажувальний пристрій передається навантаження ваги НКТ, розміщених між вибоєм свердловини і першим пристроєм Після розкриття другого (розміщеного нижче) пристрою на нього також частково розвантажують вагу колони НКТ, розміщену між першим і другим пристроями і т д Це дозволяє рівномірно розподілити вагу НКТ на експлуатаційну колону При ПІДЙОМІ НКТ із свердловини корпус 2 пристрою починає рухатися вверх Одночасно з корпусом 2 переміщується перевідник 1 і хомут 13 до повного стискання пружини 12, внаслідок чого плашки 9 займають транспортне положення й пристрій вільно витягується на поверхню Таким чином, застосування гідравлічного способу розкриття пристрою замість механічного виключає виготовлення й застосування робочого інструменту, що дозволяє усунути пов'язані при роботі з ним аварійні ситуації Здійснюється чіткий контроль за спрацюванням пристрою (падіння тиску в нагнітальній лінії при руйнуванні клапанного гнізда 16), завдяки чому досягається надійність у роботі пристрою Запропоноване технічне рішення успішно пройшло промислове випробування на 40 свердловинах ГПУ «Шебелинкагазвидобування» Аналіз технічного стану фонду свердловин родовищ ДК «Укргазвидобування» показав, що біля 15% аварій виникає по причині обриву НКТ і падіння їх на вибій Запропоноване технічне рішення призначено для рівномірного розвантаження ваги НКТ, запобігання падіння їх на вибій при пориві під час експлуатації свердловин і в період проведення ремонтних робіт ФІГ. 1 1502 A-A В Фіг. 2 Фіг. З Фіг. 4 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохпових, 15, м КІЛІВ, 04119, Україна (044)456-20- 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет' вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71