Гідродинамічний уловлювач свердловинного обладнання

Реферат: Гідродинамічний уловлювач свердловинного обладнання містить циліндричний корпус, всередині якого співвісно з ним розміщено напірний пустотілий шток та вантажопідіймальний механізм, причому з нижньої сторони до штока жорстко прикріплено поршень із розпірними ущільнюючими кільцями, котрий знизу стопориться гайкою, вище в циліндричному корпусі передбачено опору, яка жорстко прикріплена до корпусу шпильками, в центральному отворі якого вільно переміщується пустотілий напірний шток, а між поршнем і опорою розміщено пружину, що відтискує поршень зі штоком в нижню сторону, а над опорою до напірного пустотілого штока жорстко прикріплено маточник, в якому виконано не менше трьох цапф, у яких вільно розміщені нижні кінці лап, котрі проходять через вікна, що виконані в циліндричному корпусі уловлювача і закінчуються напівсферичними п'ятами із загостреними шипами, причому вершини цих лап виступають у неробочому стані за колом, розмір якого менше за внутрішній діаметр свердловинної частини, що уловлюється. UA 113060 U (12) UA 113060 U UA 113060 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до ловильного інструменту, зокрема до уловлювачів, призначених для ліквідації аварій при обриві занурених відцентрових електронасосів, труб або штанг, які використовуються в нафто- та водовидобуваючих промисловостях свердловинного підйому. Відомий уловлювач [1], який містить корпус, нижня частина якого виконана розрізаною у повздовжньому напрямку, захватні елементи у вигляді зубів установлені всередині корпусу в його розрізаній частині між прорізами. Для підвищення надійності захвату предметів він наділений обмежувачем у вигляді стрижня, який жорстко встановлений у розрізаній частині порожнини корпусу, перпендикулярно його осі над захватними елементами. Недоліком цього пристрою є неможливість його використання при уловлюванні труб та штанг, особливо на значних глибинах свердловин. Відомий уловлювач свердловинного обладнання [2], який включає корпус, по поверхні якого виконані Г-подібні прорізи. До нижньої вертикальної сторони кожного такого прорізу жорстко прикріплено дугоподібні пружні елементи з вигином у сторону осі корпусу, причому діаметр за виступами цих елементів менший від зовнішнього діаметра електронасоса. Недоліком цього технічного рішення є неможливість використання трубоуловлювача для виловлювання обладнання при малому проміжку між ним і експлуатаційною колоною та неможливість використання на свердловинах великих глибин. Найближчим за технічною суттю і результатом є уловлювач свердловинного обладнання [3], який включає корпус із буртом та захватною цангою й рухому в осьовому напрямку втулку з фіксатором для її фіксування у вихідному положенні відносно корпусу. Втулка виконана з виступами на внутрішній поверхні, розміщеними в прорізах цанги, а фіксатор виконано у вигляді плоских пружин, закріплених на борту для взаємодії з виступами втулки, при цьому цанга встановлена з можливістю осьового переміщення. Недоліком прототипу є складність конструкції та недостатня надійність у роботі через можливість попереднього спрацювання фіксаторів. Задача корисної моделі є підвищення надійності захвату як обірваного свердловинного електронасоса, так і частини трубопроводу або ж трубопроводу з електронасосом, а також використання уловлювача на свердловинах будь-яких глибин. Поставлена задача розв'язується тим, що гідродинамічний уловлювач свердловинного обладнання містить циліндричний корпус, усередині якого співвісно з ним розміщено напірний пустотілий шток та вантажопідіймальний механізм. До нижньої сторони штока жорстко прикріплено поршень із розпірними ущільнюючими кільцями, котрий стопориться на нижній частині штока гайкою. Вище в циліндричному корпусі передбачено опору, котра жорстко прикріплена до нього шпильками, в центральному отворі опори вільно переміщується пустотілий напірний шток, а між поршнем і опорою розміщено пружину, що відтискує поршень зі штоком у нижню сторону. Над опорою до штока жорстко прикріплено маточник з, як мінімум, трьома цапфами, в яких вільно розміщені нижні кінці лап, що проходять через вікна, виконані в циліндричному корпусі. Лапи закінчуються напівсферичними п'ятами із загостреними шипами. Вершини вказаних лап розміщені в неробочому стані за колом, розмір якого менший за внутрішній діаметр свердловинної частини, що уловлюється, наприклад ділянки напірного трубопроводу або горловини електронасоса. До верхньої сторони пустотілого напірного штока прикріплено гнучкий трубопровід через накидну гайку, по якому під тиском від нагнітача подається рідина під поршень, котра утворює силу тиску, що змушує рухатися поршень разом із пустотілим напірним штоком уверх. Разом з ними лапи розходяться у поперечному напрямку і гідродинамічний уловлювач міцно притискується до внутрішньої поверхні свердловинного елемента (напірного трубопроводу чи горловини електронасоса), який обірвався в процесі роботи. Крім того, до верхньої сторони пустотілого напірного штока жорстко прикріплено, як мінімум, дві серги, за допомогою яких через вантажну тягу, наприклад трос, шток з'єднується з вантажопідіймальним механізмом. Використання вантажного троса надає змогу застосовувати гідродинамічний уловлювач на свердловинах будь-якої глибини і одночасно зменшує силове навантаження від ваги самої з'єднувальної тяги, наприклад секцій штанги. Для зручного направлення гідродинамічного уловлювача всередину обірваної ділянки трубопроводу чи в горловину електронасоса знизу до циліндричного корпуса герметично прикріплено конусоподібну насадку загостренням вниз. Запропонований гідродинамічний уловлювач свердловинного обладнання пояснюється кресленнями. На фіг. 1 показано загальну конструкцію, на фіг. 2 - розріз А-А. 1 UA 113060 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Згідно з кресленнями гідродинамічний уловлювач свердловинного обладнання включає циліндричний корпус 1, у якому співвісно з ним розміщено напірний пустотілий шток 2 із поршнем 3 з розпірним ущільнюючим кільцем 4. Поршень 3 знизу стопориться гайкою 5. Вище поршня 3 в циліндричному корпусі 1 передбачено опору 6 з отвором у центрі 7, котра жорстко прикріплена шпильками 8 до корпуса 1. Між опорою 6 і поршнем 3 передбачена пружина 9, яка повертає поршень 3 зі штоком 2 в нижнє неробоче положення. В центральному отворі 7 опори 6 вільно рухається напірний пустотілий шток 2. Над опорою 6 до штока 2 жорстко прикріплено маточник 10, в якому виконано не менше трьох цапф 11. До вказаних цапф 11 рухомо прикріплено лапи 12 за допомогою штиря 13, який фіксується шплінтом 14. Лапи проходять через вікна 15 в циліндричному корпусі 1, причому вікна 15 виконані так, що лапи 12 можуть рухатися в осьовому та поперечному напрямках, наближаючись своїми кінцями до внутрішньої поверхні обірваного трубопроводу чи горловини насоса. Закінчуються лапи напівсферичними п'ятами 16. По поверхні п'ят 16 виконані загострені шипи 17, які забезпечують краще зчеплення гідродинамічного уловлювача з внутрішньою поверхнею обірваного трубопроводу чи електронасоса. До верхньої сторони напірного пустотілого штока 2 прикріплено гнучкий трубопровід 18 через накидну гайку 19, по якому нагнітачем під тиском подається рідина під поршень 3, утворюючи силу тиску, яка змушує рухатися поршень 3 і пустотілий напірний шток 2 уверх, а разом із ними і лапи 12, якими гідродинамічний уловлювач міцно притискується до внутрішньої поверхні 20 трубопроводу 21 чи іншого свердловинного обладнання, що обірвалося в процесі роботи. Крім того, до верхньої сторони пустотілого напірного штока 2 жорстко прикріплено, як мінімум, дві серги 22, за допомогою яких через вантажну тягу 23, наприклад троса, пустотілий напірний шток 2 з'єднується з вантажопідіймальним механізмом. Для зручного попадання гідродинамічного уловлювача всередину аварійного трубопроводу знизу до циліндричного корпусу 1 герметично прикріплено конусоподібну насадку 24 загостренням вниз. Гідродинамічний уловлювач працює таким чином. За допомогою вантажної тяги 23 вантажопідіймальним механізмом уловлювач свердловинного обладнання під дією ваги опускається по обсадній трубі свердловини до обірваного обладнання (трубопроводу чи електронасоса). Завдяки наявності конусоподібної насадки 24 уловлювач вільно проходить всередину цього обладнання. За показаннями динамометра визначається необхідна ділянка проникнення уловлювача, після проходження якої подається рідина від нагнітача по гнучкому трубопроводу 18 в порожнину під поршнем 3. Під дією тиску утворюється сила тиску, яка змушує рухатися поршень 3 із пустотілим напірним штоком 2 уверх, а разом з ними рухаються та розходяться в поперечному напрямку і лапи 12. При цьому завдяки розташуванню вільних кінців лап 12 у вікнах 15, виконаних у циліндричному корпусі 1, вільні кінці лап розходяться також перпендикулярно осі уловлювача і своїми напівсферичними п'ятами 16 міцно притискуються до внутрішньої поверхні обірваного свердловинного обладнання 21. Ймовірність надійного зчеплення підвищується завдяки наявності загострених шипів 17 на напівсферичних п'ятах 16. Після цього включається вантажопідіймальний механізм, який через вантажну тягу 23 піднімає разом із гідродинамічним уловлювачем обірвану ділянку трубопроводу чи електронасос або їх разом. Використання такого гідродинамічного уловлювача дає змогу використовувати його на свердловинах будь-якої глибини, суттєво розвантажує вантажну тягу 23 від її ваги і спрощує процес захвату обірваного обладнання. А оскільки використовується тросова вантажна тяга 23, то значно спрощується процес ліквідації аварії, адже зникає необхідність роз'єднання та з'єднання окремих тягових секцій. 50 55 Джерела інформації: 4 1. А.с. №1420135 СССР, МПК Е21В 31/12. Ловитель / В.Д. Куртов, Б.В. Михайлишин (СССР). - опубл. 30.08.1988, Бюл. №32. 2. Патент України на корисну модель №99824, МПК Е21В 37/00, Е21В 37/18. Уловлювач свердловинного обладнання / С.М. Срібнюк, А.В. Плахотник., О.І. Кретович. - опубл. 25.06.2015, Бюл. №12. 5 3. А.с. №883325 СССР, МПК Е21В 31/18. Ловитель для извлечения скважинного оборудования. - опубл. 23.11.1981, Бюл. №43. 2 UA 113060 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 20 25 1. Гідродинамічний уловлювач свердловинного обладнання, що містить циліндричний корпус, всередині якого співвісно з ним розміщено напірний пустотілий шток та вантажопідіймальний механізм, який відрізняється тим, що з нижньої сторони до штока жорстко прикріплено поршень із розпірними ущільнюючими кільцями, котрий знизу стопориться гайкою, вище в циліндричному корпусі передбачено опору, яка жорстко прикріплена до корпусу шпильками, в центральному отворі якого вільно переміщується пустотілий напірний шток, а між поршнем і опорою розміщено пружину, що відтискує поршень зі штоком в нижню сторону, а над опорою до напірного пустотілого штока жорстко прикріплено маточник, в якому виконано не менше трьох цапф, у яких вільно розміщені нижні кінці лап, котрі проходять через вікна, що виконані в циліндричному корпусі уловлювача і закінчуються напівсферичними п'ятами із загостреними шипами, причому вершини цих лап виступають у неробочому стані за колом, розмір якого менше за внутрішній діаметр свердловинної частини, що уловлюється, а до верхньої сторони пустотілого напірного штока прикріплено гнучкий трубопровід через накидну гайку, по якому під тиском від нагнітача подається рідина під поршень, котра утворює силу тиску, що змушує рухатися поршень і напірний пустотілий шток уверх, а разом із ними у поперечному напрямку лапи, якими гідродинамічний уловлювач міцно притискується до внутрішньої поверхні аварійного обладнання, що обірвалося, крім того, до верхньої сторони пустотілого напірного штока жорстко прикріплено, як мінімум, дві серги, за допомогою яких через вантажну тягу з'єднується шток із вантажопідіймальним механізмом. 2. Гідродинамічний уловлювач свердловинного обладнання за п. 1, який відрізняється тим, що знизу до циліндричного корпусу герметично прикріплено конусоподібну насадку загостренням вниз. 3 UA 113060 U Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4