Труболовка внутрішня для ремонту нафтових та газових свердловин

1. Труболовка внутрішня для ремонту нафтових та газових свердловин, що містить циліндричний корпус із наскрізним центральним отвором і дві плашки, на кожній з яких із зовнішнього боку є гребінчаста нарізка, а протилежний бік виконаний похилим і має напрямну виїмку з профілем типу ластівчин хвіст, яка відрізняється тим, що в корпусі виконане розташоване симетрично його вертикальній осі вікно, у якому на однаковому по висоті рівні закріплені дві пластини, на кожній з яких одна із граней виконана похилою і містить напрямний виступ із профілем типу ластівчин хвіст, а протилежна грань виконана плоскою, при цьому пластини повернені одна до одної плоскими гранями, а плашки розташовані у вікні і контактують із Корисна модель відноситься до інструментів, призначених для відновлення працездатності нафтових та газових свердловин, які експлуатуються, і усунення результатів аварій, пов'язаних з руйнуванням насосно-компресорних труб, шляхом видалення ушкоджених труб із свердловин. З деклараційного патенту №5865 відомий ловильний пристрій для сталевих бурових труб, що містить магнітну систему, яка складається з розташованих поперемінно постійних магнітів і полюсних башмаків з магніто-м'якого матеріалу. В процесі використання даного відомого пристрою його вводять всередину ушкодженої труби, при цьому за рахунок сил магнітної взаємодії й тертя між пристроєм і трубою, що видаляється, виникає сила зчеплення, що дозволяє витягти ушкоджену трубу пластинами по похилих поверхнях і напрямних типу ластівчин хвіст. 2. Труболовка за п.1, яка відрізняється тим, що пластини встановлені з зазором між плоскими гранями, який співвюний центральному отвору у корпусі, і закріплені в корпусі за допомогою запобіжних гвинтів, які мають МІЦНІСТЬ, нижчу, ніж міцність інших елементів конструкції труболовки, при цьому кожна із пластин має поперечні пази, у які із зазором входять кінці закріплених у корпусі обмежувальних гвинтів. 3. Труболовка за п.1, яка відрізняється тим, що містить пружину стиску, розташовану в центральному отворі корпуса вище наскрізного вікна, при цьому пружина верхнім кінцем упирається в загвинчену в корпус кільцеву гайку, а нижнім - у штовхач, що зв'язаний із плашками через притискну планку. 4. Труболовка за пп.1, 3, яка відрізняється тим, що штовхач виконаний у вигляді втулки із прикріпленим до її нижнього кінця ребром, що містить внизу поперечний паз, який входить у відповідний паз притискної планки, а плашки і пластини у верхній частині мають поздовжні пази, в які входить притискна планка, при цьому у верхній частині кожної із пластин в зоні ребра штовхача виконана виїмка. зі свердловини. Недоліком даного відомого пристрою є відносно невелика сила зчеплення, в результаті чого з його допомогою можуть витягатися труби обмеженої довжини. Крім того, пристрій може застосовуватися тільки для сталевих труб і не придатний для витягання труб, виконаних з немагнітних матеріалів: алюмінієвих сплавів, пластмас та ін. Відомі також мітчики для лову за внутрішню поверхню насосно-компресорних труб [Айрумов A.M. и др. Ловильные инструменты и приспособления, используемые при эксплуатации и капитальном ремонте нефтяных скважин. -М.; Гостопиздат, 1954. с.5, фиг.1]. Мітчик являє собою стрижень, у нижній частині якого виконана конічна різьба спеціального профілю для захвату труб, що ю О) 10745 положення, при якому забезпечується захват трувитягають зі свердловини. До верхньої частини би (з урахуванням можливого розкиду значень стрижня на різьбі приєднаний перехідник для кріпвнутрішнього діаметра через неточність виготовлення пристрою до колони труб, на яких мітчик лення труби і її зношування в процесі експлуатаспускається в свердловину. Недоліком даного віції). Через те, що плашки рознесені по висоті, задомого пристрою є його низька надійність, тому значене поперечне переміщення повинне що ловильна різьба мітчика після одного або двох забезпечуватися кожною із плашок самостійно. В разів лову спрацьовується і втрачає свої ріжучі результаті збільшуються розміри робочої частини властивості. труболовки, а також знижується міцність корпуса Для запропонованого пристрою найбільш близа рахунок збільшення глибини похилих виїмок. зьким за технічною сутністю й результатом, що досягається, є труболовка внутрішня для добуНедостатні технологічність виготовлення і ревання зі свердловини насосно-компресорних труб, монтопридатність, тому що похилі виїмки й напрящо залишилися в результаті аварії в експлуатамні типу ластівчин хвіст виконуються безпосередційних колонах [Айрумов A.M. и др. Ловильные ньо на корпусі. Це створює труднощі при инструменты и приспособления, используемые виготовленні напрямних з необхідним ступенем при эксплуатации и капитальном ремонте нефтяточності, а у випадку ушкодження напрямних при ных скважин. -М.; Гостопиздат, 1954. с.17, 18, експлуатації повністю виводить труболовку з ладу. фиг. 10]. Труболовка містить циліндричний корпус, Задача корисної моделі полягає в поліпшенні на якому вирізані рознесені по висоті дві похилі конструкції й усуненні перелічених недоліків відовиїмки з поздовжніми напрямними виступами помої труболовки, а саме - у підвищенні надійності, середині кожної, що мають профіль типу ластівчин міцності, технологічності й поліпшенні ремонтохвіст. На кожному з цих виступів з можливістю попридатності труболовки. здовжнього переміщення встановлені плашки, що У труболовці внутрішній для ремонту нафтоіз зовнішньої сторони мають гребінчасту нарізку, вих і газових свердловин, що містить циліндричзвернену вістрями зубів догори. Хід плашок догори ний корпус Із наскрізним центральним отвором і обмежений тілом корпуса, вниз - запресованими в дві плашки, на кожній з яких із зовнішнього боку є корпус клинами. У верхній частині корпуса є різьба гребінчаста нарізка, а протилежний бік виконаний для з'єднання труболовки з колоною труб, на яких похилим й має напрямну виїмку із профілем типу він опускається в свердловину. Нижня частина ластівчин хвіст, відповідно до корисної моделі покорпуса має конічну форму для кращого направставлена задача вирішується за рахунок того, що лення труболовки при введенні його у трубу, що в корпусі виконане розташоване симетрично його витягають. Корпус має наскрізний центральний вертикальній осі вікно, у якому на однаковому по отвір для проходу промивної рідини. висоті рівні закріплені дві пластини, на кожній з яких одна із граней виконана похилою й містить В процесі використання труболовки її вводять напрямний виступ із профілем типу ластівчин всередину ушкодженої труби, при цьому в період хвіст, а протилежна грань виконана плоскою, при руху труболовки донизу плашки, стикаючись із цьому пластини звернені одна до одної плоскими внутрішньою поверхнею труби, зміщуються догори гранями, а плашки розташовані у вікні й контактуй одночасно, за рахунок контакту з похилими виїмють із пластинами по похилим поверхням і напряками корпуса, зрушуються до центра корпуса, замним типу ластівчин хвіст. безпечуючи цим вільний прохід труболовки всередину труби. При підйомі труболовки її корпус Краще, щоб пластини були встановлені із зарухається нагору, а плашки, за рахунок зчеплення зором між плоскими гранями, який співвісний ценіз внутрішньою поверхнею труби й контакту з потральному отвору у корпусі, і були закріплені в хилими виїмками корпуса, прагнуть розсунутися, корпусі за допомогою запобіжних гвинтів, які марозклинюючись таким чином між внутрішньою поють МІЦНІСТЬ нижчу, ніж міцність інших елементів верхнею труби й корпусом і створюючи зусилля конструкції труболовки, при цьому кожна із пластертя, що дає можливість добування ушкодженої тин повинна мати поперечні пази, у які із зазором труби зі свердловини. входять кінці закріплених у корпусі обмежувальних гвинтів. Описана труболовка має наступні недоліки: - Недостатньо надійне зчеплення плашок із Краще, щоб труболовка містила пружину стисвнутрішньою поверхнею ушкодженої труби в почаку, розташовану в центральному отворі корпуса тковий момент, при переході від руху вниз до руху вище наскрізного вікна, при цьому щоб пружина нагору. Ппашки мають можливість зрушуватися верхнім кінцем упиралася в загвинчену в корпус вниз тільки під дією сили власної ваги, що вкрай кільцеву гайку, а нижнім - у штовхач, що зв'язаний мала й може не перебороти сили тертя в напряміз плашками через притискну планку. них, забруднених промивною рідиною (як правило Краще, щоб штовхач був виконаний у вигляді - це глиниста суміш) і частками породи. В резульвтулки із прикріпленим до її нижнього кінця ребтаті цього плашки можуть не ввійти у зчеплення із ром, що містить внизу поперечний паз, що входить внутрішньою поверхнею труби, і труболовка не у відповідний паз притискної планки, а плашки й зможе виконати поставлене перед ним завдання. пластини у верхній частині мали поздовжні пази, у які входить притискна планка, при цьому у верхній - Не забезпечується звільнення труболовки у частині кожної із пластин у зоні ребра штовхача випадку неможливості підйому зі свердловини завиконана виїмка. хоплених труб. - Підвищений вертикальний хід плашок, потріНа кресленнях зображена труболовка внутрібний для того, щоб забезпечити їм необхідне пошня для ремонту нафтових та газових свердловин перечне переміщення з початкового положення в згідно з корисною моделлю. Фіг.1 - зовнішній вигляд труболовки. Фіг.2 - вигляд збоку (вигляд по стрілці А на Фіг.1). Фіг.З - розріз по Б-Б на Фіг.2, при цьому труболовка показана в момент її наближення до труби, яку необхідно витягнути зі свердловини. Фіг.4 - поперечний розріз труболовки по запобіжних гвинтах (розріз no B-B на Фіг.З). Фіг.5 - поперечний розріз труболовки по обмежувальних гвинтах (розріз по Г-Г на Фіг.6). Фіг.6 - поздовжній розріз труболовки по Д-Д на Фіг.5. Фіг.7 - поперечний розріз труболовки по Е-Е на Фіг.З. ФІг.8 - розріз по Б-Б на Фіг.2, при цьому труболовка показана в процесі підйому за її допомогою труби, що витягують зі свердловини. Труболовка містить корпус 1 і дві плашки 2. Корпус 1 виконаний у вигляді циліндра й має наскрізний центральний отвір 3. На верхньому кінці корпуса 1 виконана зовнішня різьба, призначена для приєднання труболовки до труб, на яких він повинний опускатися у свердловину, що ремонтується. Нижній кінець корпуса 1 виконаний конічним для зручності введення в трубу, яку витягують зі свердловини. Кожна із плашок 2 має форму призми з паралельними бічними гранями, а зовнішній бік округлений й має гребінчасту нарізку із зубцями, нахиленими догори. Протилежний бік кожної із плашок 2 виконаний похилим й має напрямну виїмку типу ластівчин хвіст, розташовану симетрично бічним граням, при цьому, для забезпечення самогальмування, кут нахилу виконаний приблизно рівним куту тертя (~7...10°). У корпусі 1 виконане розташоване симетрично його вертикальній осі вікно 4, у якому на однаковому по висоті рівні закріплені дві пластини 5. Кожна із пластин 5 має форму призми з паралельними бічними гранями, які сполучаються з бічними гранями вікна 4. Одна із граней кожної із пластин 5 виконана похилою й містить напрямний виступ 6 із профілем типу ластівчин хвіст, розташований симетрично бічним граням, а протилежна (внутрішня) грань виконана плоскою, при цьому пластини 5 звернені одна до одної' плоскими гранями. Плашки 2 також розташовані у вікні 4 і контактують із пластинами 5 по похилих поверхнях і напрямних виступах 6. Пластини 5 встановлені із зазором h між внутрішніми плоскими гранями, при цьому зазор розташований співвісно отвору 3. Величина зазору h обрана рівною або більшою, ніж максимально можливий сумарний горизонтальний зсув плашок 2 в процесі використання труболовки (h > B-d, де В ширина труболовки при максимально висунутих з корпуса плашках, d - зовнішній діаметр корпуса). Пластини 5 закріплені в корпусі 1 за допомогою запобіжних гвинтів 7. Розміри, матеріал і кількість гвинтів 7 обрані з урахуванням того, щоб міцність гвинтів була нижче, ніж МІЦНІСТЬ ІНШИХ елементів конструкції' труболовки (корпуса 1, плашок 2 та ін.). Кожна із пластин 5 має поперечні пази 8, у які із зазором входять кінці закріплених у корпусі 1 обмежувальних гвинтів 9. У центральному отворі 3 корпуса 1 вище вікна 4 встановлена пружина 10 (пружина стиску), що 10745 верхнім кінцем упирається в загвинчену в корпус кільцеву гайку 11, а нижнім - у штовхач, пов'язаний із плашками 2 через притискну планку 12. Штовхач виконаний у вигляді втулки 13, до нижнього кінця якої прикріплене ребро 14. Кріплення ребра 14 до втулки 13 може здійснюватися, наприклад, шляхом зварювання. Ребро 14 містить внизу поперечний паз, що входить у відповідний паз притискної планки 12, що забезпечує фіксацію планки 12 у поперечному напрямку й виключає можливість її випадання з вікна 4 в процесі роботи. Плашки 2 і пластини 5 у верхній частині мають поздовжні пази, у які входить притискна планка 12, при цьому у верхній частині кожної' із пластин 5 в зоні ребра 14 виконана виїмка 15. Оскільки розміри насосно-компресорних труб, які використовуються при експлуатації нафтових і газових свердловин, стандартизовані, ВІДПОВІДНО до зазначених розмірів виконуються й розміри труболовок, тобто, до кожного типорозміру труби повинен бути застосований відповідний типорозмір труболовки. При цьому зовнішній діаметр d корпуса 1 труболовки вибирається меншим, ніж мінімально можливий внутрішній діаметр D min труби даного типорозміру, а ширина В труболовки при максимально висунутих з корпуса 1 плашках 2 вибирається більшою, ніж максимально можливий внутрішній діаметр Dmax зазначеної труби (з урахуванням допусків на виготовлення труби і її зношування в процесі експлуатації). Використання труболовки здійснюється таким способом. У вихідному положенні під дією пружини 10 на втулку 13, ребро 14 і планку 12 плашки 2 займають крайнє нижнє положення і при цьому висунуті з корпуса 1 на максимальну ширину В. Наявність напрямних виступів 6 утримує плашки 2 від випадання з корпуса 1. У такому вигляді труболовка за допомогою різьби на корпусі 1 приєднується до перехідника 16 (Фіг.З) і на трубах опускається в свердловину, що ремонтується, на необхідну глибину (до декількох кілометрів). При підході труболовки до труби 1 7, яку потрібно витягнути, робиться промивання свердловини, при цьому прохід промивної рідини через труболовку забезпечується за рахунок наявності отвору З, а також отворів у гайці 11, втулці 13 і зазору h між плоскими гранями пластин 5. Потім труболовка вводиться всередину труби 17 до упору її в перехідник 16 (ФІг.8). При цьому, оскільки розмір В труболовки на початку її стикування із трубою 17 більший, ніж внутрішній діаметр D, плашки 2 зрушуються догори й одночасно, в результаті їхньої' взаємодії з похилими площинами й виступами 6 пластин 5, зміщуються до центра труболовки доки розмір В не зрівняється з діаметром D. В цей момент плашки 2 починають входити в трубу 17 і просування труболовки в трубу відбувається до упору труби в перехідник 16. В результаті дії пружини 10, плашки 2 залишаються притиснутими своєю гребінчастою нарізкою до внутрішньої поверхні труби. Далі відбувається підйом труболовки, а з ним й труби 17. За рахунок наявності малого кута нахилу площин стикування плашок 2 і пластин 5 відбувається заклинювання плашок 2 між внутрі 10745 8 наних з ними плашок 2 з корпуса 1. Подальша працездатність труболовки може бути легко відновлена шляхом заміни запобіжних гвинтів 7. Запропонована труболовка у порівнянні з відомою має наступні переваги: - Забезпечує надійне зчеплення плашок 2 Із внутрішньою поверхнею труби 17 на всіх етапах використання, за рахунок зусилля притиску, що створює пружина 10. - Забезпечує можливість автоматичного звільнення труболовки від труб, що витягають, якщо вони виявляться «схопленими» у свердловині. Однак, при ремонтних роботах можливе вини- Удвічі зменшує вертикальний і поперечний кнення й особливих умов, коли максимальне рохід кожної із плашок 2 за рахунок їхнього розмібоче зусилля, забезпечуване труболовкою, може щення на одному рівні по висоті, що дозволяє відвиявитися недостатнім, наприклад, у результаті повідно зменшити розміри робочої частини трубозчеплення труб великої довжини з криволінійною ловки, а також підвищити міцність корпуса 1 і свердловиною. У цьому випадку зростання підніробоче навантаження труболовки. мального зусилля вище робочого значення приведе до зрізу запобіжних гвинтів 7, у результаті чого - Забезпечує підвищення технологічності вигопластини 5 змістяться у вікні 4 до центра корпуса товлення, тому що найбільш складна частина 1, вибравши зазор h між своїми плоскими гранями. конструкції, яка потребує підвищеної точності Цьому зсуву не перешкоджає ребро 14 через нанапрямний виступ 6 - виконується на окремих деявність виїмки у верхній частині кожної із пластин, талях - на пластинах 5, а не на корпусі в цілому. а також не заважають запобіжні гвинти 9 через те, - Підвищує ремонтопридатність, тому що у вищо вони із зазором входять у пази 8. Одночасно падку ушкодження напрямного виступу 6 можливе відбудеться зсув плашок 2, вони не зможуть упивідновлення працездатності труболовки шляхом ратися в трубу 17, у результаті чого труболовка заміни пластин 5, що легко здійснюється. звільниться від труби й може бути піднята на поЕфективність і переваги запропонованої труверхню. При цьому, оскільки обмежувальні гвинти боловки підтверджені результатами експеримен7 вже не діють, гвинти 9 за рахунок взаємодії з тальної перевірки дослідного зразка. пазами 8 запобігають випаданню пластин 5 і з'єдшньою поверхнею труби 17 і пластинами 5, при цьому зусилля притиску плашок 2 до поверхні труби на порядок перевищує зусилля підйому. Одночасно гребінчаста нарізка на плашках 2 збільшує силу зчеплення труболовки з трубою 17. Все це дозволяє створити значні робочі зусилля підйому (так, наприклад, для труболовки, призначеної для підйому труб 73x5,5, максимальне зусилля підйому становить 50кН, або ~5тс) і, як правило, дозволяє забезпечити необхідні ремонтні роботи в свердловині. ФІГ. 1 10745 6-Б 10 в Фіг. 4 Г-Г Фіг.З Фіг. 5 Е-Е Фіг. 6 Фіг. 7 12 Фіг. 8 Комп'ютерна верстка Л.Литвиненко Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент Інтелектуальної власності, вуп. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м, Київ-42, 01601