Пристрій для герметизації внутрішньотрубного простору колони насосно-компресорних труб, при підйомі її з свердловини під тиском

Устройство относится к нефтяной и газовой промышленности и предназначено для герметизации внутритрубного пространства колонны насосно-компрессорных труб различного диаметра при подъеме ее из скважины под давлением. Известно устройство для герметизации внутритрубного пространства колонны насосно-компрессорных труб при подъеме ее из скважины под давлением, содержащее корпус, элементы фиксации корпуса относительно трубы с приводом и элементы герметизации внутритрубного пространства. Указанное устройство используется для герметизации внутритрубного пространства колонны насоснокомпрессорных труб постоянного диаметра при подъеме ее из скважины под давлением. Корпус устройства имеет постоянный диаметр соответствующий диаметру колонны герметизируемых труб. Использовать указанное устройство при подъеме колонны насосно-компрессорных труб различного диаметра невозможно. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования устройства для герметизации внутритрубного пространства колонны насосно-компрессорных груб при подъеме ее из скважины под давлением, в котором за счет изменения конструкции корпуса устройства и конструкции привода элементов фиксации корпуса устройства обеспечивается возможность надежной герметизации колонны насосно-компрессорных труб различного диаметра, что позволяет обеспечить подъем ее из скважины под давлением. Заявляемое техническое решение позволяет произвести спуск устройства по трубам большего диаметра, ввести его и провести по внутритрубному пространству труб меньшего, диаметра, осуществить транспортировку герметизирующего элемента в защищающем его от износа кожухе, остановить устройство у низа колонны, зафиксировать устройство во внутритрубном пространстве двумя системами фиксации и отсечь внутритрубное пространство от давления скважины у низа колонны. Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве для герметизации внутритрубного пространства колонны насосно-компрессорных труб при подъеме ее из скважины под давлением, содержащее основной корпус, основные элементы фиксации основного корпуса относительно трубы с приводом и основной элемент герметизации внутритрубного пространства новым является то, что устройство снабжено дополнительным корпусом, который размещен телескопически вокруг основного корпуса и соединен с основным корпусом посредством срезных штифтов, дополнительный корпус снабжен элементами уплотнения его относительно колонны насосно-компрессорных труб, которые выполнены в виде манжет и размещены в верхней части дополнительного корпуса, который снабжен центрирующими элементами, привод основных элементов фиксации основного корпуса относительно колонны насосно-компрессорных труб выполнен в виде подпружиненной тяги с упором, на котором размещен толкатель основных элементов фиксации, и механизма управления, содержащего шарнирно закрепленную на тяге серьгу с отверстием, две чеки с роликами для взаимодействия с внутренней поверхностью колонны насосно-компрессорных труб, причем чеки установлены в основном корпусе на осях с возможностью поворота из первого положения, в котором они расположены в отверстии серьги, во второе положение, в котором они расположены вне упомянутого отверстия, при этом устройство также снабжено дополнительными элементами фиксации основного корпуса относительно колонны насосно-компрессорных труб от его осевого перемещения под давлением скважины с приводом, содержащим шток с установленными на нем основным элементом герметизации внутритрубного пространства и дополнительным элементом герметизации внутритрубного пространства, который снабжен защитным кожухом. Дополнительный корпус устройства обеспечивает его транспортировку по трубам большего диаметра. Срезные штифты служат для крепления дополнительного корпуса основным во время транспортировки устройства по трубам большего диаметра и позволяет основному корпусу освободиться от дополнительного при его переходе в колонну труб меньшего диаметра. Дополнительный корпус снабжен элементами уплотнения его относительно колонны насосно-компрессорных труб большего диаметра и центрирующими элементами. Привод основных элементов фиксации основного корпуса выполнен в виде подпружиненной тяги с упором, на котором размещен толкатель основных элементов фиксации и снабженный механизмом его управления, что обеспечивает срабатывание основных элементов фиксации основного корпуса при достижении устройства нижнего открытого торца колонны. Дополнительные элементы фиксации основного корпуса относительно колонны насосно-компрессорных труб от его осевого перемещения под давлением скважины предотвращают перемещение корпуса вверх. Дополнительный элемент герметизации внутритрубного пространства обеспечивает надежность герметизации внутритрубного пространства от износа при перемещении устройства по трубам меньшего диаметра. На фиг.1 показано устройство в момент перехода из труб большего диаметра в трубы меньшего диаметра; на фиг.2 – общий вид устройства в колонне большего диаметра; на фиг.3 - разрез по А - А фиг.2; на фиг.4 - устройство в колонне меньшего диаметра; на фиг.5 - устройство зафиксированное у низа колонны насосно-компрессорных труб меньшего диаметра. Устройство для герметизации внутритрубного пространства колонны насосно-компрессорных труб 1, состоящей из труб двух диаметров, содержит основной корпус 2, основные элементы 3 фиксации основного корпуса 2 относительно колонны насосно-компрессорных труб 1, основной элемент 4 герметизации внутритрубного пространства, дополнительный корпус 5, служащий для транспортировки основного корпуса 2 по колонне, состоящей из труб большего диаметра и соединенный с корпусом 2 посредством срезных штифтов 6. В верхней части дополнительного корпуса 5 располагаются манжеты 7 и центрирующие элементы 8, обеспечивающие прохождение устройства во внутритрубном пространстве колонны труб 1. Центрирующие элементы 8 располагаются также в нижней части дополнительного корпуса. Привод основных элементов 3 фиксации основного корпуса 2 относительно колонны труб 1 выполнен в виде подпружиненной тяги 9 с упором 10 над которым размещен толкатель 11 клиньев основных элементов 3 фиксации корпуса относительно колонны труб. Привод основных элементов 3 фиксации снабжен механизмом управления, содержащим шарнирно закрепленную на тяге 9 серьгу 12 с отверстием, в котором зафиксированы установленные в основном корпусе 2 на осях 13 две чеки 14 и 15, снабженные роликами 16 для контакта с внутренней поверхностью колонны труб 1 при перемещении в них устройства. Устройство снабжено дополнительными элементами 17 фиксации основного корпуса 2 относительно колонны труб 1 от его осевого перемещения под давлением скважины. Дополнительный элемент 19 герметизации внутритрубного пространства колонны труб 1 выполнен в виде резиновой манжеты, размещенной на шнеке 18 и снабженной защитным кожухом 20. В нижней части штока 18 установлена на резьбе упорная гайка 24. Муфта 25 соединяет на резьбе верхний 21 и средний 22 части основного корпуса 2, нижняя 23 часть которого соединяется на резьбе со средней 22 частью основного корпуса 2. Муфта 25 имеет три наклонных паза, расположенных равномерно по окружности и предназначенных для перемещения клиньев элементов 3 фиксации, подпружиненных кольцевой пружиной 28. Аналогичную конструкцию имеет втулка 31 и клинья дополнительных элементов 17 фиксации основного корпуса 2 относительно колонны труб 1. Основной корпус 2 снабжен конической пробкой 26, которая соединяется на резьбе с нижней частью основного корпуса 2. Нижняя 23 часть основного корпуса 2 имеет окна 27 для обеспечения контакта роликов 16 с внутренней поверхностью колонны труб 1. Опорная шайба 29 установлена между средней 22 и нижней 23 частью основного корпуса 2 и служит опорой для пружины 30. Между манжетами элементов герметизации 19 и 4 установлена герметизирующая шайба 32 и дистанционная втулка 33. Манжета 34 закреплена на штоке 8 при помощи винта 34 и разрезной упорной шайбы 36, которая установлена в проточке штока 19 между упорной втулкой 37 и соединительной втулкой 38. Колонна насосно-компрессорных труб состоит из труб большего диаметра, соединенных переводником 39 с трубами меньшего диаметра. Устройство для герметизации внутритрубного пространства колонны насосно-компрессорных труб 1 предназначено для прохождения по колонне, состоящей из труб разного диаметра, остановки внизу открытой колонны меньшего диаметра и последующей герметизации внутритрубного пространства для поднятия труб из скважины под давлением. Устройство помещают в колонну большего диаметра, создают избыточное давление рабочей жидкости над устройством и благодаря установленным на дополнительном корпусе 5 манжетам 7 перемещают во внутритрубном канале до упора устройства в переводник 39. При транспортировке устройства в трубах большего диаметра дополнительный корпус 5 центрируется во внутритрубном пространстве центрирующими элементами 8. После остановки устройства перед колонной меньшего диаметра (фиг.1) увеличивается давление рабочей жидкости над устройством до расчетной величины, необходимой для разрушения срезных штифтов 6, после чего основной корпус 2, состоящий из верхней 21, средней 22 и нижней 23 частей и снабженный конической пробкой 26 для центрирования в колонне труб меньшего диаметра, перемещается в колонну труб меньшего диаметра, благодаря воздействию рабочей жидкости на манжету 34, закрепленную на штоке 18 при помощи винта 35 и разрезной упорной шайбы 36, которая установлена в проточке штока 18 между упорной втулкой 37 и соединительной втулкой 38. Основной корпус 2 перемещается в колонне труб меньшего диаметра, центрируясь во внутритрубном пространстве при помощи центрирующей шайбы 32 (фиг.4). При движении основного корпуса 2 осуществляется постоянный контакт со стенками колонны роликов 16, установленных на чеках 14 и 15, которые фиксируются в отверстии шарнирно закрепленной на тяге 9 серьги 12. Тяга 9 подпружинена пружиной 30, которая находится в сжатом состоянии между опорной шайбой 29 и упором 10. При выходе нижней 23 части основного корпуса 2 из внутритрубного пространства колонны меньшего диаметра окна 27 оказываются ниже открытого торца колонны и ролики 16 выходят из контакта с внутренней поверхности колонны труб, после чего усилие сжатой пружины, воздействуя через тягу 9 и шарнирно закрепленную серьгу 12 на оси чек 14 и 15, заставляя поворачиваться их вокруг осей 13, что приводит к расфиксации тяги 9 (фиг.5). Пружина 30 разжимаясь, действует на упор 10, который через толкатель 11 перемещает в пазах муфты 25 клинья основных элементов 3 фиксации, которые подпружинены кольцевой пружиной 28. После заклинивания основных элементов 3 фиксации движение корпуса относительно колонны труб прекращается, что сигнализируется ростом давления рабочей жидкости в колонне труб 1. Снижением давления в колонне труб 1 достигается превышение давления в затрубном пространстве. Давление среды в затрубном пространстве, воздействуя на основной элемент герметизации внутритрубного пространства, перемещает шток вверх относительно закрепленного в колонне основного корпуса 2 и извлекает из защитного кожуха 20 дополнительный элемент 19 герметизации внутритрубного пространства в дополнение к изношенному при транспортировке основному элементу 4 герметизации, установленному над дистанционной втулкой 33. Упорная гайка 24, установленная на штоке 18, при движении вверх взаимодействует с втулкой 31, передвигая ее относительно основного корпуса 2. Втулка 31 наклонными пазами передвигаясь по клиньям дополнительных элементов 17 осуществляет дополнительную фиксацию основного корпуса 2 относительно колонны труб 1.