Пристрій для розвантаження колони насосно-компресорних труб у свердловині

Реферат: Пристрій для розвантаження колони насосно-компресорних труб у свердловині містить верхній і нижній перевідники, приєднаний до них різзю корпус, зовнішня поверхня якого має форму рівнобічної чотиригранної зрізаної піраміди, на гранях якої встановлені шліпсові плашки, що сполучені з гранями корпуса з'єднанням типу "ластівчин хвіст" і утримуються у вихідному положенні фіксаторами, які при спрацюванні пристрою входять у кільцеву проточку рухомої втулки, що встановлена з можливістю осьового переміщення усередині корпуса та з'єднується з ним за допомогою зрізного штифта і фіксується з розміщеним у ній клапанним вузлом, що складається з клапанного гнізда, циркуляційної камери та кульки-клапана. При цьому шліпсові плашки з'єднані почергово між собою скобами і підпружинені пружинами розтягнення, які одним кінцем закріплені за скоби, а іншим за кільце, що зафіксовано на верхньому перевіднику, зрізний штифт для фіксації клапанного вузла і втулки виконано зі змінними діаметрами зрізу, а верхній і нижній перевідники виконані у вигляді центраторів. UA 83642 U (12) UA 83642 U UA 83642 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до нафтогазовидобувної промисловості, зокрема до пристроїв, що забезпечують роботу глибинного обладнання нафтових, газових та газоконденсатних свердловин. Відомий пристрій для розвантаження ваги насосно-компресорних труб (патент України № 1502U, МПК Е21В 23/12, бюл. №11, 2002 р.), що складається з корпуса, верхня частина зовнішньої поверхні якого виконана у вигляді зрізаної піраміди. На гранях зрізаної піраміди виконані виступи у вигляді "ластівчин хвіст", по яких за допомогою відповідних проточок мають змогу рухатись підпружинені шліпсові плашки, зрізних штифтів, що фіксують рухому втулку, на зовнішній поверхні якої виконана кільцева проточка під заглиблення фіксаторів, кульки-клапана і вузла переміщення вгору шліпсових плашок, що складається з тяг, пальців, пружин, хомута, гайок та захисного кожуха. Недоліком даного пристрою є недостатня надійність його роботи. Це обумовлена можливістю виникнення ускладнень при здійсненні операції зі скидання кулі-клапана (ненадходження кулі-клапана до клапанного вузла, неправильне її встановлення тощо), необхідністю використання при цьому додаткових пристроїв, значною тривалістю виконання операції зі встановлення приладу. Найближчим аналогом до запропонованого технічного рішення за технічною суттю та результатом, що досягається, є пристрій для розвантаження ваги насосно-компресорних труб (патент України № 34042U, МПК Е21В 23/00, бюл. №14, 2008 p.), що містить корпус, верхня частина зовнішньої поверхні якого виконана у вигляді зрізаної піраміди, на гранях якої встановлені з можливістю переміщення вгору і вниз шліпсові плашки, що сполучені з гранями з'єднанням типу "ластівчин хвіст". У корпусі за допомогою зрізних штифтів закріплена рухома втулка, всередині якої закріплено клапанний вузол клапанним вузлом, що складається з клапанного гнізда, циркуляційної камери та кульки-клапана, фіксатори плашок, які встановлені з можливістю переміщення їх у кільцеву проточку рухомої втулки, і вузол переміщення шліпсових плашок, що містить закріплений на корпусі стягуючими болтами хомут й пружини стискування, розташовані на тягах між хомутом і нижніми торцями плашок. Недоліками такого пристрою є недостатня надійність його встановлення і роботи та обмеженість технологічних можливостей, а саме: висока ймовірність заклинення між деталями вузла переміщення шліпсових плашок під час виходу їх у робоче положення може призвести до неспрацьовування пристрою; при неспіввісному розташуванні пристрою у експлуатаційній колоні є велика ймовірність неякісного закріплення пристрою й створення аварійної ситуації. Крім того, пристрій має велику кількість взаємозалежних деталей і, неспрацювання хоча б одної з них, унеможливлює роботу всього пристрою. Задачею запропонованої корисної моделі є підвищення надійності встановлення і роботи пристрою, розширення технологічних можливостей, а також спрощення конструкції і здешевлення її виготовлення. Для вирішення поставленої задачі пропонується пристрій для розвантаження колони насосно-компресорних труб у свердловині, що містить верхній і нижній перевідники, приєднаний до них різзю корпус, зовнішня поверхня якого має форму рівнобічної чотиригранної зрізаної піраміди, на гранях якої встановлені з можливістю переміщення вгору і вниз шліпсові плашки, що сполучені з гранями корпуса з'єднанням типу "ластівчин хвіст" і утримуються у вихідному положенні фіксаторами, які при спрацюванні пристрою входять у кільцеву проточку рухомої втулки, яка має можливість осьового переміщення усередині корпуса та за допомогою зрізного штифта з'єднується з корпусом, а також фіксується з розміщеним у ній клапанним вузлом, що складається з клапанного гнізда, циркуляційної камери та кульки-клапана, згідно з корисною моделлю, шліпсові плашки з'єднані почергово між собою скобами і підпружинені пружинами розтягнення, які одним кінцем закріплені за скоби, а іншим за кільце, яке зафіксовано на верхньому перевіднику, зрізний штифт для фіксації клапанного вузла і втулки виконано зі змінними діаметрами зрізу, а верхній і нижній перевідники виконані у вигляді центраторів. Технічним результатом від застосування запропонованого пристрою є підвищення надійності його встановлення і роботи, технологічності, а також спрощення та здешевлення конструкції за рахунок встановлення пружин розтягнення, що дозволяє скоротити кількості деталей конструкції; виконання перевідників у вигляді центраторів, завдяки чому забезпечується концентричне розміщення пристрою у свердловині, яке необхідно для якісного встановлення та подальшого безаварійного використання; використання зрізного штифта зі змінними діаметрами зрізу. Використання пристрою для розвантаження труб у свердловині забезпечить безаварійне виконання свердловино-операцій із розвантаження колони насосно-компресорних труб і 1 UA 83642 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 скорочення часу на їх проведення, що дозволить нафтогазовидобувним підприємствам збільшити обсяги видобутку вуглеводнів. Для пояснення суті запропонованого технічного рішення на фіг. 1 зображений загальний вид пристрою в зарядженому стані, на фіг. 2 - загальний вид пристрою при розклинюванні шліпсових плашок у експлуатаційній колоні, на фіг. 3 - зрізний штифт, на фіг. 4 - шліпсові плашки у зафіксованому стані, на фіг. 5 - переріз В-В фіг. 1. Пристрій складається з верхнього перевідника-центратора 1, корпуса 2, зовнішня поверхня якого має форму рівнобічної чотиригранної зрізаної піраміди, на гранях 3 якої є виступи 4, що виконані у вигляді "ластівчина хвоста". Кожна грань 3 зрізаної піраміди має радіальні наскрізні отвори 5, у яких розташовані фіксатори 6, що утримуються із внутрішньої сторони рухомою втулкою 7, яка має ущільнення 8 і виконану на зовнішній її поверхні кільцеву проточку 9, а із зовнішньої сторони шліпсовими плашками 10, які мають на відповідних граням 3 внутрішніх площин 11 відповідні виступам 4 проточки 12, та заглиблення 13 для фіксаторів 6. Нижні кінці шліпсових плашок 10 з'єднані почергово між собою скобами 14, до яких одним кінцем приєднано пружини розтягнення 15, другий кінець яких приєднано до кільця 16, яке зафіксовано на верхньому перевіднику-центраторі 1. Втулка 7 зафіксована всередині корпуса 2 ділянкою меншого діаметра зрізного штифта 17. Ділянкою більшого діаметра зрізного штифта 17 зафіксовані між собою втулка 7 та клапанний вузол 18, який складається з клапанного гнізда 19, до якого за допомогою різі прикріплено циркуляційну камеру 20, яка являє собою порожнистий циліндр із розташованими на його боковій поверхні вікнами 21 та радіальним отвором 22 із внутрішньою фаскою 23, виконаною під кутом 30°, та кульки-клапана 24, що має можливість вільного переміщення всередині циркуляційної камери 20. Сумарна площа вікон 21 та радіального отвору 22 у два рази перевищує площу радіального отвору клапанного гнізда 19. Корпус 2 нижньою частиною за допомогою різі кріпиться до нижнього перевідника-центратора 25, який разом з верхнім перевідником-центратором 1 забезпечує концентричне розташування приладу в експлуатаційній колоні 26. Пристрій для розвантаження колони насосно-компресорних труб у свердловині працює наступним чином. Перед спуском пристрою встановлюють у нижнє положення шліпсові плашки 10, які внутрішніми площинами 11 розміщені на гранях 3 і утримуються за допомогою виступів 4 та відповідних їм проточок 12 та фіксуються фіксаторами 6, які розташовані в радіальних наскрізних отворах 5 і заглибленнях 13, при цьому відбувається натягнення пружин розтягнення 15, тим самим здійснюється зарядження шліпсових плашок 10 пристрою, який у такому положенні готовий до спуску у свердловину. Для здійснення розвантаження колони насосно-компресорних труб у свердловину спускають наступну компоновку: колона насосно-компресорних труб, до якої за допомогою верхнього перевідника-центратора 1 приєднують корпус 2, який через нижній перевідник-центратор 25 приєднують до хвостовика колони насосно-компресорних труб. Для вільного спуску пристрою у свердловину конструктивно передбачено проходження рідини, що знаходиться у свердловині крізь пристрій, тобто, крізь клапанний вузол 18. Після спуску пристрою на задану глибину виконують його розкриття в експлуатаційній колоні 26, для чого за допомогою насосного агрегату розчином, що знаходиться у свердловині, створюють розрахунковий тиск, від чого отвір клапанного гнізда 19 перекривається кулькоюклапаном 24, після чого під дією розрахункового тиску відбувається зрізування зрізного штифта 17 на ділянці меншого діаметра і рухома втулка 7 разом із клапанним вузлом 18 переміщується вниз до упора з корпусом 2. Кільцева проточка 9 на боковій поверхні рухомої втулки 7 суміщається з фіксаторами 6, звільнюючи з'єднані між собою скобами 14 і підпружинені пружинами розтягнення 15 шліпсові плашки 10, які переміщуються вгору та впираються в експлуатаційну колону 26. Продовжуючи створювати тиск досягають зрізування ділянки більшого діаметра зрізного штифта 17, після чого клапанний вузол 18 безперешкодно падає на вибій свердловини, про що свідчитиме падіння тиску в насосній лінії, що вказує на закінчення операції з розкриття пристрою. Далі здійснюють розрахункове розвантаження ваги колони труб на пристрій, яке фіксується індикатором ваги, під час чого корпус 2 переміщується вниз, розклинюючи шліпсові плашки 10, які переміщуючись внутрішніми площинами 11 по відповідних конусних гранях 3 заглиблюються у експлуатаційну колону 26. Завдяки верхньому та нижньому перевідникам-центраторам 1, 25 досягається концентричне розташування пристрою у стовбурі свердловини, що забезпечує рівномірний розподіл навантаження на експлуатаційну колону і безаварійне встановлення та подальшу роботу пристрою. Для вилучення пристрою зі свердловини піднімають колону насосно-компресорних труб. Корпус 2 пристрою разом із верхнім перевідником-центратором 1 і нижнім перевідником 2 UA 83642 U центратором 25 починають рухатися вгору, що призводить до вивільнення з зачеплення із експлуатаційною колоною 26 шліпсових плашок 10 та до безперешкодного подальшого підйому пристрою. 5 10 15 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Пристрій для розвантаження колони насосно-компресорних труб у свердловині, що містить верхній і нижній перевідники, приєднаний до них різзю корпус, зовнішня поверхня якого має форму рівнобічної чотиригранної зрізаної піраміди, на гранях якої встановлені з можливістю переміщення вгору і вниз шліпсові плашки, що сполучені з гранями корпуса з'єднанням типу "ластівчин хвіст" і утримуються у вихідному положенні фіксаторами, які при спрацюванні пристрою входять у кільцеву проточку рухомої втулки, що встановлена з можливістю осьового переміщення усередині корпуса та з'єднується з ним за допомогою зрізного штифта і фіксується з розміщеним у ній клапанним вузлом, що складається з клапанного гнізда, циркуляційної камери та кульки-клапана, який відрізняється тим, що шліпсові плашки з'єднані почергово між собою скобами і підпружинені пружинами розтягнення, які одним кінцем закріплені за скоби, а іншим за кільце, що зафіксовано на верхньому перевіднику, зрізний штифт для фіксації клапанного вузла і втулки виконано зі змінними діаметрами зрізу, а верхній і нижній перевідники виконані у вигляді центраторів. 3 UA 83642 U 4 UA 83642 U 5 UA 83642 U 6 UA 83642 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 7