RU199844U1

RU199844U1 - Geophysical cable strain relief

Info

Publication number: RU199844U1
Application number: RU2020117166U
Authority: RU
Inventors: Анатолий Данилович Савич; Александр Владимирович Туробов; Александр Владимирович Шумилов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Геофизика и капитальный ремонт скважин"
Priority date: 2020-05-12
Filing date: 2020-05-12
Publication date: 2020-09-22

Abstract

Полезная модель относится к области горного дела. Трубный предохранитель натяжения геофизического кабеля содержит предохраняющий элемент, выполненный в виде патрубка 1 с резьбой 2, 3 на концах и по крайней мере с одной кольцевой разрывной канавкой 4, выполненной на внешней поверхности и размещенной на нем защитной втулкой 5 для предохранения от изгиба.Наличие одной разрывной выполненной по форме V-образной канавки соответствует усилию разрыва 75-80кН. На расстоянии 5-мм от V-образной разрывной канавки предохраняющий элемент снабжен дополнительной кольцевой канавкой 8, соответствующей усилию разрыва 48-53кН. На расстоянии 10-мм от V-образной разрывной канавки 4, за кольцевой дополнительной канавкой 8, предохраняющий элемент 1 снабжен второй кольцевой канавкой 9, соответствующей усилию разрыва 38-42кН.Канавки предохраняющего элемента заполнены густой смазкой.Техническая проблема, решаемая предлагаемой полезной моделью, состоит в расширении арсенала технических средств, т.е. в создании конструкции трубного предохранителя натяжения геофизического кабеля, позволяющей предотвратить его обрыв и извлечение из скважины с последующим подъемом НКТ с каротажным прибором в случае аварийных ситуаций. 1 ил.The utility model relates to the field of mining. The pipe strain relief of the geophysical cable contains a protective element made in the form of a branch pipe 1 with threads 2, 3 at the ends and with at least one annular rupture groove 4 made on the outer surface and a protective sleeve 5 placed on it to protect it from bending. a breaking V-shaped groove corresponds to a breaking force of 75-80 kN. At a distance of 5 mm from the V-shaped rupture groove, the safety element is equipped with an additional annular groove 8, corresponding to a rupture force of 48-53 kN. At a distance of 10 mm from the V-shaped rupture groove 4, behind the additional annular groove 8, the safety element 1 is provided with a second annular groove 9 corresponding to a breaking force of 38-42 kN. The grooves of the safety element are filled with thick grease. A technical problem solved by the proposed utility model, consists in expanding the arsenal of technical means, i.e. in the creation of the design of the pipe strain relief of the geophysical cable, which allows to prevent its breakage and extraction from the well with subsequent lifting of the tubing with a logging tool in case of emergency. 1 ill.

Description

Область техникиTechnology area

Полезная модель относится к области горного дела, в частности к устройствам для отсоединения колонн труб в случаях прихвата скважинного оборудования с кабельным каналом связи, и может быть использована в качестве противоаварийного приспособления при доставке каротажных приборов и других устройств к забоям горизонтальных скважин с помощью труб малого диаметра.The utility model relates to the field of mining, in particular to devices for disconnecting pipe strings in cases of stuck downhole equipment with a cable communication channel, and can be used as an emergency device when delivering logging tools and other devices to the bottom of horizontal wells using small diameter pipes ...

Уровень техники.State of the art.

Известно разъединительное устройство, содержащее муфту и ниппель, соединенные резьбой и зафиксированные узлом стопорения, взаимодействующим с полой втулкой, установленной с возможностью осевого перемещения в полости ниппеля и муфты, выполненной с седлом под клапан. Узел стопорения выполнен из цилиндрического штифта и промежуточного элемента, установленных в совмещенных радиальных каналах ниппеля и муфты, при этом промежуточный элемент контактирует с конической проточкой, выполненной на наружной поверхности полой втулки, а продольный размер его соответствует длине радиального канала в ниппеле (Авторское свидетельство SU №732484. Разъединительное устройство. - МПК² Е21В 17/06. - 05.05.1980. Бюл. №17). Недостатком известных технических решений является сложность отсоединения и подъема из скважины подвесных колонн труб без одновременного разрыва кабеля в случае прихвата в скважине пакерного оборудования с кабельным вводом.Known is a disconnecting device comprising a sleeve and a nipple, connected by a thread and fixed by a stopping unit interacting with a hollow bushing mounted with the possibility of axial movement in the cavity of the nipple and the sleeve made with a valve seat. The stopping unit is made of a cylindrical pin and an intermediate element installed in the combined radial channels of the pin and the box, while the intermediate element contacts the tapered groove made on the outer surface of the hollow sleeve, and its longitudinal size corresponds to the length of the radial channel in the nipple (Inventor's certificate SU No. 732484. Disconnecting device. - IPC ² Е21В 17/06. - 05.05.1980. Bull. No. 17). A disadvantage of the known technical solutions is the complexity of detaching and lifting suspended pipe strings from the well without simultaneous cable rupture in case of stuck packer equipment with a cable entry in the well.

Наиболее близким аналогом заявляемого трубного предохранителя является скважинный разъединитель колонны труб и кабеля, который содержит муфту и ниппель с центральным каналом, втулку, установленную снаружи муфты и ниппеля с возможностью осевого перемещения, и ножницы для разрезки обесточенного кабеля, проведенного к нижерасположенному электрооборудованию. Муфта и ниппель соединены между собой посредством уплотнительных колец и зафиксированы срезными штифтами. Во втулке выполнен сквозной паз для кабеля, открытый со стороны верхнего торца втулки и тупиковый в нижней ее части с острым углом к внутренней поверхности втулки, образуя нижнее лезвие. При этом наружная цилиндрическая поверхность ниппеля выполнена ступенчатой с высотой уступа, по меньшей мере, равной толщине кабеля. Под нижним лезвием вдоль цилиндрической поверхности ниппеля с меньшим диаметром проведен электрический кабель. Уступ выполнен с поднутрением, образуя ответное верхнее лезвие ножниц, с возможностью разрезки кабеля при подъеме соединенных стопорными винтами втулки и муфты.(патент РФ №2537465 МПК Е21В 17/06, опуб. 10.02.14 г.)The closest analogue of the inventive pipe fuse is a downhole disconnector of a pipe and cable string, which contains a sleeve and a nipple with a central channel, a bushing installed outside the sleeve and a nipple with the possibility of axial movement, and scissors for cutting the de-energized cable to the downstream electrical equipment. The coupling and the nipple are interconnected by means of O-rings and are secured with shear pins. In the sleeve there is a through groove for the cable, open from the side of the upper end of the sleeve and dead-end in its lower part with an acute angle to the inner surface of the sleeve, forming a lower blade. In this case, the outer cylindrical surface of the nipple is made stepped with a step height at least equal to the cable thickness. An electric cable is run under the lower blade along the cylindrical surface of the nipple with a smaller diameter. The ledge is made with an undercut, forming a reciprocal upper blade of the scissors, with the possibility of cutting the cable when lifting the bushings and couplings connected by locking screws. (RF patent No. 2537465 IPC E21B 17/06, publ. 10.02.14)

Недостатками устройства прототипа является сложность конструкции и невозможность размещения при эксплуатации ослабленного элемента над трубами, исключения аварийных ситуаций (прихватов) во время геофизических исследований, особенно в горизонтальных скважинах.The disadvantages of the prototype device are the complexity of the design and the impossibility of placing the weakened element above the pipes during operation, eliminating emergency situations (sticking) during geophysical studies, especially in horizontal wells.

Сущность полезной моделиThe essence of the utility model

Проблема, решаемая полезной моделью - создание простой и надежной конструкции трубного предохранителя натяжения геофизического кабеля, свободной от недостатков прототипа.The problem solved by the utility model is the creation of a simple and reliable design of a pipe strain relief for a geophysical cable, free from the shortcomings of the prototype.

Вышеуказанная проблема решается, и достигается технический результат с помощью указанных в 1-м пункте формулы полезной модели признаков, таких как трубный предохранитель натяжения геофизического кабеля характеризующийся тем, что предохраняющий элемент выполнен в виде патрубка 1 с резьбой 2, 3 на концах и по крайней мере с одной кольцевой разрывной канавкой 4 выполненной на внешней поверхности и размещенной на нем защитной втулкой 5 для предохранения от изгиба.The above problem is solved, and the technical result is achieved using the features specified in the 1st paragraph of the formula of the utility model, such as a pipe strain relief of the geophysical cable, characterized in that the protective element is made in the form of a pipe 1 with threads 2, 3 at the ends and at least with one annular rupture groove 4 made on the outer surface and placed on it a protective sleeve 5 to prevent bending.

Согласно п. 2 формулы полезной модели размер канавки выполнен в зависимости от материала патрубка и предельных значений допустимой нагрузки на геофизический кабель.According to clause 2 of the utility model formula, the groove size is made depending on the material of the branch pipe and the limit values of the permissible load on the geophysical cable.

Согласно п. 3 формулы полезной модели наружная 6 и внутренняя 7 поверхности патрубка имеют антикоррозионное покрытие.According to clause 3 of the utility model formula, the outer 6 and inner 7 surfaces of the branch pipe have an anti-corrosion coating.

Согласно п. 4 формулы полезной модели наличие одной разрывной, выполненной в форме V-образной, канавки соответствует усилию разрыва 75-80кН.According to clause 4 of the utility model formula, the presence of one breaking groove made in the form of a V-shaped groove corresponds to a breaking force of 75-80 kN.

Согласно п. 5 формулы полезной модели на расстоянии 5-мм от V-образной разрывной канавки предохраняющий элемент снабжен дополнительной кольцевой канавкой 8, снижающей усилие разрыва до 48-53кН.According to clause 5 of the formula of the utility model, at a distance of 5 mm from the V-shaped bursting groove, the safety element is equipped with an additional annular groove 8, which reduces the bursting force to 48-53kN.

Согласно п. 6 формулы полезной модели на расстоянии 10-мм от V-образной разрывной канавки 4, за кольцевой дополнительной канавкой 8 предохраняющий элемент 1 снабжен второй кольцевой канавкой 9, которая обеспечивает усилие разрыва 38-42кН.According to clause 6 of the utility model formula, at a distance of 10 mm from the V-shaped rupture groove 4, behind the additional annular groove 8, the safety element 1 is provided with a second annular groove 9, which provides a breaking force of 38-42 kN.

Согласно п. 7 формулы полезной модели канавки предохраняющего элемента заполнены густой смазкой.According to clause 7 of the formula of the utility model, the grooves of the safety element are filled with thick grease.

Техническая проблема, решаемая предлагаемой полезной моделью, состоит в расширении арсенала технических средств, т.е. в создании конструкции трубного предохранителя натяжения геофизического кабеля, позволяющей предотвратить его обрыв и извлечение из скважины с последующим подъемом НКТ с каротажным прибором в случае аварийных ситуаций.The technical problem solved by the proposed utility model consists in expanding the arsenal of technical means, i.e. in the creation of the design of the pipe strain relief of the geophysical cable, which allows to prevent its breakage and extraction from the well, followed by lifting the tubing with a logging tool in case of emergency.

Перечень графических материалов.List of graphic materials.

На Фиг. 1 Продольный разрез предохранителя в сборе.FIG. 1 Longitudinal section of the fuse assembly.

На Фиг. 2 Предохранитель, вид А на канавки.FIG. 2 Fuse, view A on the grooves.

Трубный предохранитель натяжения кабеля используется следующим образом.The pipe strain relief is used as follows.

Трубный предохранитель натяжения геофизического кабеля имеет предохраняющий элемент выполненный в виде патрубка 1 (например из стали) с резьбой 2, 3 на концах и по крайней мере с одной кольцевой V-образной разрывной канавкой 4 выполненной на внешней поверхности и размещенной на нем защитной втулкой 5 для предохранения от изгиба (Фиг. 1).The pipe strain relief of the geophysical cable has a safety element made in the form of a pipe 1 (for example, made of steel) with threads 2, 3 at the ends and with at least one annular V-shaped rupture groove 4 made on the outer surface and placed on it with a protective sleeve 5 for bending protection (Fig. 1).

Размер V-образной канавки выполнен в зависимости от материала патрубка и предельных значений допустимой нагрузки на геофизический кабель, а наружная 6 и внутренняя 7 поверхности патрубка имеют антикоррозионное покрытие, например медное.The size of the V-shaped groove is made depending on the material of the branch pipe and the limit values of the permissible load on the geophysical cable, and the outer 6 and inner 7 surfaces of the branch pipe have an anti-corrosion coating, for example, copper.

Наличие одной разрывной V-образной канавки соответствует усилию разрыва 75-80кН. На расстоянии а=5-мм от V-образной разрывной канавки предохраняющий элемент снабжен дополнительной кольцевой канавкой 8, это соответствует усилию разрыва 48-53кН.The presence of one breaking V-shaped groove corresponds to the breaking force of 75-80 kN. At a distance a = 5 mm from the V-shaped rupture groove, the safety element is equipped with an additional annular groove 8, which corresponds to a rupture force of 48-53 kN.

У предохранителя натяжения на расстоянии а+б = 10-мм от V-образной разрывной канавки 4, за кольцевой дополнительной канавкой 8 предохраняющий элемент 1 снабжен второй кольцевой канавкой 9, снижающей усилие разрыва до 38-42кН.(Фиг. 2)At the tension safety device at a distance a + b = 10 mm from the V-shaped bursting groove 4, behind the additional annular groove 8, the safety element 1 is equipped with a second annular groove 9, which reduces the breaking force to 38-42 kN. (Fig. 2)

Канавки предохраняющего элемента заполнены густой смазкой. Детали трубного предохранителя свинчены между собой с помощью резьбовых соединений, аналогичных с резьбой ниппелей и муфт НКТ. На чертеже Фиг. 1 позицией: 10 обозначена верхняя муфта; 11 - средняя муфта; 12 - нижняя муфта; 13 - верхний патрубок; 14 - нижний патрубок.The grooves of the safety element are filled with grease. The parts of the pipe safety device are screwed together using threaded connections similar to those of nipples and tubing couplings. In the drawing, FIG. 1 position: 10 denotes the upper sleeve; 11 - middle clutch; 12 - lower coupling; 13 - upper branch pipe; 14 - lower branch pipe.

Для обеспечения герметизации, резьбовые соединения уплотнены резьбоуплотнительной противозадирной смазкой.To ensure a tight seal, the threaded connections are sealed with an anti-seize thread sealant.

Нижняя муфта 12 конструктивно может иметь как цилиндрическую форму, так и крестообразное сечение. Предохранитель такого сечения предназначен для работы в комплексе с воронкой аварийного извлечения, внутренний диаметр которой меньше сечения применяемых лифтовых труб, на низ которых она наворачивается, а также сечения муфты предохранителя.The lower sleeve 12 can be structurally both cylindrical and cross-sectional. A fuse of this section is designed to work in conjunction with an emergency extraction funnel, the inner diameter of which is less than the section of the used lift pipes, on the bottom of which it is screwed, as well as the section of the fuse clutch.

Трубный предохранитель натяжения используется для предохранения геофизического кабеля от разрыва и его освобождения при возникновении аварийных ситуаций(прихватов) во время геофизических исследований в горизонтальных скважинах, (технологическим комплексом «Латераль») с использованием НКТ 33 ГОСТ 633-80 путем разрыва предохранителя и разъединения колонны от движителя при превышении допустимой нагрузки на кабель.Tubular strain relief is used to protect the geophysical cable from rupture and release it in the event of emergencies (sticks) during geophysical surveys in horizontal wells (by the Lateral technological complex) using tubing 33 GOST 633-80 by breaking the fuse and disconnecting the string from propeller when exceeding the permissible load on the cable.

Геофизические исследования горизонтальных скважин с применением предлагаемой полезной модели выполняются в следующей последовательности. После монтажа узлов, герметизации устья скважины и необходимых для вызова притока флюида из пласта газлифтным способом лифтовых труб, оборудованных воронкой аварийного извлечения, производится сборка и спуск в скважину технологического оборудования. В его состав входит трубная часть устройства электрической связи, геофизический прибор и расчетное количество насосно-компрессорных труб, в количестве, обеспечивающем создание усилия для доставки прибора к забою скважины.Geophysical surveys of horizontal wells using the proposed utility model are performed in the following sequence. After assembling the assemblies, sealing the wellhead and lifting pipes equipped with an emergency extraction funnel necessary to trigger the fluid flow from the reservoir by the gas-lift method, the process equipment is assembled and lowered into the well. It includes the tubular part of the electrical communication device, a geophysical device and the estimated number of tubing, in an amount that ensures the creation of an effort to deliver the device to the bottom of the well.

При достижении прибором расчетной глубины в установленную на элеватор муфту верхней трубы подвески НКТ наворачивается трубный предохранитель натяжения, а внутрь труб опускается геофизический кабель со второй частью устройства электрической связи (кабельный контактный наконечник). После обеспечения электрической связи с геологическим прибором колонна труб с помощью специального узла крепления, нижняя секция которого навинчивается в муфтовое соединение трубного предохранителя натяжения кабеля, на котором с помощью стандартного геофизического оборудования выполняются исследования по заданной программе.When the device reaches the design depth, a pipe strain relief is screwed into the sleeve of the upper tubing suspension pipe installed on the elevator, and a geophysical cable with the second part of the electrical connection device (cable contact tip) is lowered into the pipes. After providing electrical connection with the geological tool, the pipe string using a special attachment point, the lower section of which is screwed into the sleeve joint of the pipe strain relief of the cable, on which, using standard geophysical equipment, studies are carried out according to a given program.

Завершение исследований предусматривает обратную последовательность операций - подъем с помощью геофизического кабеля подвески НКТ с устройством электрической связи и геофизическим прибором и установку на элеватор муфты верхней трубы. Затем узел крепления труб открепляется от геофизического кабеля, который с кабельным контактным наконечником извлекается из труб. Далее демонтируется трубный предохранитель натяжения кабеля, после чего НКТ и геофизический прибор поднимаются из скважины.Completion of the research envisages the reverse sequence of operations - lifting the tubing hanger with an electrical connection device and a geophysical device using a geophysical cable and installing an upper pipe sleeve on the elevator. Then the pipe attachment unit is detached from the geophysical cable, which is removed from the pipes with a cable contact tip. Next, the pipe cable strain relief is dismantled, after which the tubing and the geophysical tool are lifted out of the well.

В случае возникновения аварийных ситуаций, вызванных прихватами геофизического прибора и/или труб, с помощью лебедки геофизического оборудования создается осевая нагрузка на геофизический кабель, превышающая предел прочности предохранительного элемента 1, что приводит к его разрушению по V-образной канавке 4 (и/или 8, 9) канавкам. После разрушения предохранительного элемента геофизический кабель с верхней частью трубного предохранителя натяжения, а также узла крепления труб поднимается из скважины и наматывается на барабанную лебедку каротажного оборудования. Оставшаяся в скважине нижняя часть трубного предохранителя натяжения с муфтой крестообразного сечения за счет фиксации последней в воронке аварийного извлечения позволяет извлекать подвеску НКТ, устройство электрической связи и геофизический прибор посредством подъема лифтовых труб.In the event of emergencies caused by the seizure of the geophysical device and / or pipes, an axial load on the geophysical cable is created using the winch of the geophysical equipment, exceeding the tensile strength of the safety element 1, which leads to its destruction along the V-shaped groove 4 (and / or 8 , 9) grooves. After the destruction of the safety element, the geophysical cable with the upper part of the pipe strain relief, as well as the pipe attachment unit, rises from the well and is wound on the drum winch of the logging equipment. The lower part of the pipe tension safety device with a cross-section coupling remaining in the well, due to the fixation of the latter in the emergency extraction funnel, makes it possible to extract the tubing hanger, the electrical connection device and the geophysical device by lifting the lift pipes.

При выполнении исследований в горизонтальных скважинах, технология которых не предусматривает вызова притока скважинного флюида с помощью лифтовых труб (открытый ствол, обсадная колонна), используются трубные предохранители натяжения с цилиндрической формой нижней муфты Первым этапом ликвидации аварийных ситуаций в таких случаях также является разрушение предохранительного элемента за счет создания нагрузки на геофизический кабель, оставление которого в скважине является одной из сложно ликвидируемых аварий и извлечение его из скважины. Подъем НКТ с устройством электрической связи и геофизическим прибором производится отдельной операцией после их захвата специальной ловушкой спускаемой в скважину на буровых трубах или технологических НКТ.When performing studies in horizontal wells, the technology of which does not provide for the induction of well fluid inflow using lift pipes (open hole, casing string), pipe strain reliefs with a cylindrical shape of the lower coupling are used.The first stage of emergency response in such cases is also the destruction of the safety element for by creating a load on the geophysical cable, leaving it in the well is one of the most difficult to eliminate accidents and retrieving it from the well. The lifting of tubing with an electrical connection device and a geophysical device is performed in a separate operation after they are captured by a special trap lowered into the well on drill pipes or technological tubing.

Из описания практического использования настоящего предохранителя специалистам будут очевидны и другие частные формы его применения.From the description of the practical use of this fuse, specialists will be obvious and other particular forms of its use.

Заявленное техническое решение может быть реализовано на любом предприятии машиностроения из общеизвестных материалов и принятой технологии и успешно использовано в оборудовании нефтяных скважин. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».The claimed technical solution can be implemented at any machine-building enterprise from well-known materials and adopted technology and has been successfully used in oil well equipment. Consequently, the claimed technical solution meets the condition of patentability "industrial applicability".

Данное описание и чертежи рассматриваются как материал, иллюстрирующий полезную модель, сущность которой и объем патентных притязаний определены в нижеследующей формуле, совокупностью существенных признаков и их эквивалентами.This description and drawings are considered as material illustrating a utility model, the essence of which and the scope of patent claims are defined in the following formula, a set of essential features and their equivalents.

Claims

1. A pipe strain relief of a geophysical cable, characterized in that the safety element is made in the form of a branch pipe 1 with threads 2, 3 at the ends and with at least one annular rupture groove 4 made on the outer surface and a protective sleeve 5 placed on it for bending protection.

2. The fuse according to claim 1, characterized in that the size of the groove is made depending on the material of the branch pipe and the limit values of the permissible load on the geophysical cable.

3. The fuse according to claim 1, characterized in that the outer 6 and inner 7 surfaces of the pipe have an anti-corrosion coating.

4. The fuse according to claim. 1, characterized in that the presence of one breaking, made in the form of a V-shaped groove corresponds to a breaking force of 75-80 kN.

5. A fuse according to claim 1, characterized in that at a distance of 5 mm from the V-shaped bursting groove, the safety element is provided with an additional annular groove 8 corresponding to a bursting force of 48-53kN.

6. A safety device according to claim 1, characterized in that at a distance of 10 mm from the V-shaped rupture groove 4, behind the additional annular groove 8, the safety element 1 is provided with a second annular groove 9 corresponding to a breaking force of 38-42 kN.

7. Fuse according to PP. 1, 4, 5, 6 characterized in that the grooves of the safety element are filled with a thick grease.