RU2174586C2 - Ловитель освобождающийся со сменными захватами - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к технике нефтегазодобычи и может быть использовано для спуска, установки и извлечения скважинных приборов и устройств с забоя скважин, из посадочных седел, ниппелей или карманов мандрелей, а также при проведении аварийных работ по подъему различных предметов из скважины. Устройство содержит корпус, внутри которого установлен шток с возможностью осевого перемещения. Корпус и шток соединены с функциональными элементами устройств. Корпус дополнительно снабжен телемеханической системой. Система содержит устройство осевого перемещения штока и выполнена с возможностью установки в ней устройств определения веса, блока управления, индикации наличия или изменения физико-химических параметров среды, обработки и передачи информации. Устройство осевого перемещения штока выполнено в виде механического, электрического, гидравлического или пневматического привода. Каналы связи и коммутации с элементами телемеханической системы выполнены электрическими, механическими, гидравлическими, пневматическими, аккустическими или оптическими. Невлагостойкие и чувствительные элементы телемеханической системы герметизированы. Изобретение позволяет повысить эффективность за счет расширения функциональных возможностей. 1 з.п. ф-лы, 12 ил.

Description

Изобретение относится к технике нефтегазодобычи и может быть использовано для спуска, установки и извлечения скважинных приборов и устройств с забоя скважин, из посадочных седел, ниппелей или карманов мандрелей, а также при проведении аварийных работ по подъему различных предметов из скважины.

Известен подъемный инструмент ИЦ (Справочное пособие по газлифтному способу эксплуатации скважин /Ю.В. Зайцев, Р.А. Максутов, О.В. Чубанов и др. - М. : Недра, 1984, стр. 131), включающий полый корпус с продольными прорезями и окнами, внутри которого установлен подпружиненный шток, связанный с ним через штифт, а снаружи - подпружиненная цанга с лепестками, расположенными в продольных окнах, ограничители, установленные в продольных прорезях корпуса и связанные с цангой.

Также известен ловитель типа Л (Оборудование для газлифтной эксплуатации нефтяных скважин. ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ. Москва. 1991 г., стр. 76 - 79), состоящий из переводника, соединенного с корпусом, в котором установлен захват в виде разрезной втулки, подпружиненной через кольцо.

Недостатками этих ловителей является ударный способ отсоединения от спускаемых предметов и ограниченность применения из-за фиксированного диаметра полости захватов.

Известен также ловильный инструмент - труболовка внутренняя освобождающаяся механического действия ТВМ - 114-1-132 (с блокирующим устройством) [Руководство по ловильным инструментам (справочное пособие)/ А.А. Джафаров. М. "Недра" 1980 г. стр. 22-24], состоящая из механизма захвата, механизма фиксации плашек труболовки в освобожденном состоянии (механизма освобождения), блокирующего механизма, при этом механизм захвата состоит из корпуса труболовки, имеющего в нижней части шесть наклонных плоскостей, расположенных в два яруса, а плашки помещаются в окнах плашкодержателя и вместе с ним надеваются на продольные выступы наклонных плоскостей корпуса труболовки.

Известен также ловильный инструмент - труболовка наружная освобождающаяся (универсальная) механического действия 2ТНО-168 [Руководство по ловильным инструментам (справочное пособие)/ А.А. Джафаров, М. Недра, 1980 г., стр. 59-61], состоящая в основном из двух механизмов: механизма захвата, механизма освобождения и других деталей, входящих в общую сборку самостоятельно, при этом механизм захвата труболовки состоит из корпуса для плашек, внутри которого в специальных наклонных пазах помещены четыре плашки с плашкодержателем и других деталей.

Известен также паук гидромеханический (Предупреждение и ликвидации аварий в бурении. И.И. Пустовойтенко. - 3-е изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1988 г., стр. 220-221), относящийся к устройствам для удаления мелких металлических предметов и забоя и состоящий из переводника, в верхней части которого установлен кожух, образующий вместе с переводником шламоуловитель, при этом по бокам переводника имеются отверстия для установки стопорных шпилек и прохождения промывочной жидкости, а внутри переводника размещен поршень, который верхней частью связан с корпусом захвата, в пазы которого вставлены захватывающие зубья, перекрытые накладками.

Недостатком этих устройств является ограниченность их применения из-за необходимости использования дополнительной спецтехники, а также производства спускоподъемных и других операций только с применением труб, что влечет за собой значительные затраты времени и средств.

Наиболее близким к предлагаемому ловителю является устройство для спуска и извлечения скважинных предметов (патент N 2124111, МПК E 21 B 23/00, 31/12, 31/18, 27.12.98 г., бюл. N 36), состоящее из корпуса, внутри которого установлен подпружиненный шток, соединенный известными способами с рабочими элементами сменных ловителей, при этом корпус и шток выполнены с возможностью осевого перемещения относительно друг друга.

Недостатками этого устройства являются невозможность освобождения устройства от предметов в аварийных ситуациях и проведения многократных операций в скважине за один спуск, невозможность ведения оперативного управления и контроля в процессе работы устройства в скважине.

Целью изобретения является повышение эффективности выполняемых устройством операций.

Положительный эффект от использования изобретения заключается в повышении эффективности за счет расширения функциональных возможностей.

Указанная цель достигается тем, что в ловителе, освобождающемся со сменными захватами, содержащем корпус и шток, установленный в корпусе с возможностью осевого (кругового) перемещения (вращения), соединены известными способами с функциональными элементами различных устройств и предметов, например, цанговых извлекателей желонок, имплозийных снарядов, труболовок или других сменных (ловителей) захватов.

Причем согласно изобретению корпус дополнительно снабжен телемеханической системой (ТС), содержащей устройство осевого (кругового) перемещения (вращения) штока и выполненной с возможностью установки в ней различных устройств и предметов, например устройства определения наличия предметов в полости захвата (УОНП), индикатора веса, блока управления, индикации наличия или изменения физико-химических параметров среды, обработки и передачи информации (БУПИ).

При этом устройство осевого перемещения штока выполнено в виде механического, электрического, гидравлического или пневматического привода, например, электродвигателя с редуктором, а каналы связи и коммутации с элементами (ТС) выполнены электрическими, механическими, гидравлическими, пневматическими, акустическими, или оптическими, например, канал электрической связи и коммутации через бронированный кабель, причем невлагостойкие и чувствительные элементы (ТС) герметизированы.

Кроме того, согласно изобретению (УОНП), установленное в (ТС), выполнено в виде физического или физико-химического индикатора, например индикатора, состоящего из катушки индуктивности или магнитоуправляемых контактов, реагирующих на перемещения подпружиненного штыря с пяткой, установленных в корпусе с возможностью перемещения, причем штырь выполнен с возможностью намагничивания.

Также согласно изобретению (ТС) снабжена индикатором веса, выполненного в виде механического или электронного датчика, например динамометра.

Также согласно изобретению (ТС) снабжена (БУПИ).

Эти решения повышают эффективность и расширяют функциональные возможности работы ловителя, в частности обеспечивают возможность многократного, безударного и плавкого выполнения операций за один спуск ловителя в скважину, освобождения ловителя от предметов в аварийных ситуациях, ведения непрерывного контроля за работой ловителя в процессе выполнения операций.

На фиг. 1 показан общий вид ловителя с цанговым извлекателем в момент посадки на прибор; на фиг. 2 показаны ловитель в момент захвата предмета и работа устройства для определения наличия предмета в полости захвата; на фиг. 3, 5, 7, 9, 11 - сменные захваты ловителя в момент посадки на извлекаемые объекты или в момент освобождения от объектов; на фиг. 4, 6, 8, 10, 12 - сменные захваты в момент захвата объектов.

Ловитель освобождающийся со сменными захватами включает в себя полый корпус 1 (фиг. 1, 2), внутри которого установлен шток 2 с возможностью осевого (кругового) перемещения (вращения). В верхней части корпуса 1 установлена (ТС) 3, содержащая устройство 4 осевого (кругового) перемещения (вращения) штока 2, выполненное в виде механического, электрического, гидравлического или пневматического привода, например электродвигателя 5 с редуктором 6, при этом шток 2 соединен известными способами с рабочими элементами сменных захватов, например, с цангой 7, лепестки 8 которой расположены в окнах 9 корпуса 10 цанги 7, причем как лепестки 8, так и окна 9 имеют наклонные плоскости 11.

(ТС) 3 содержит также (БУПИ) 12 и устройство 13 определения наличия предмета 14 в полости захвата 15, состоящее, например, из индикатора 16 и подпружиненного штыря 17 с пяткой 18.

Кроме того, нижняя часть штока 2 может быть жестко связана с дополнительным штоком 19 (фиг. 3, 4), на котором шарнирно закреплены взаимосвязанные подпружиненные рычаги 20 с ловителем 21, при этом пружина 22 может быть установлена на дополнительном штоке 19 между внутренними рычагами 20.

Также нижняя часть штока 2 может быть соединена с ловителем 23 (фиг. 5, 6), лапки 24 которого имеют ребристую поверхность 25.

Также нижняя часть штока 2 может быть соединена с рабочими элементами гидромеханического паука 26 (фиг. 7, 8), а более конкретно с корпусом захвата 27, в пазы 28 которого вставлены подвижные захватывающие зубья 29, перекрывающие накладками 30.

Также нижняя часть штока 2 может быть соединена с корпусом 31 труболовки внутренней освобождающейся (фиг. 9, 10), имеющим в нижней части наклонные плоскости 32, при этом плашки 33 помещаются в окнах 34 плашкодержателя 35 и вместе с ним надеваются на продольные выступы 36 наклонных плоскостей 32 корпуса 31 труболовки.

Также нижняя часть штока 2 может быть соединена с плашкодержатиелем 37 труболовки наружной освобождающейся (фиг. 11, 12), состоящей из корпуса 38 для плашек 39, внутри которого в специальных наклонных пазах 40 помещены плашки 39 с плашкодержателем 37.

Работает ловитель следующим образом.

Ловитель со сменным захватом, например с цанговым извлекателем (фиг. 1), опускают в скважину 41 до момента посадки на извлекаемый предмет 14. При этом подпружиненная пятка 18 упирается в извлекаемый предмет 14 и, перемещаясь вместе со штырем 17 вверх, взаимодействует с индикатором 16 (фиг. 2). Сигнал с индикатора 16 поступает в блок 12 оперативного управления, обработки и передачи информации, после чего передается на поверхность.

После посадки ловителя на предмет 14 (фиг. 2) включением устройства 4 осевого перемещения штока 2, цангу 7 перемещают в крайнее нижнее положение. В результате естественной упругости лепестков 8 цанги 7, а также взаимодействия наклонных плоскостей 11 окон 9 корпуса 10 цанги 7 и лепестков 8 цанги 7, лепестки 8 цанги 7 перемещаются к оси ловителя, вследствие чего обеспечивается захват предмета 14. Предмет 14 поднимают на поверхность и освобождают от захвата путем перемещения цанги 7 в крайнее верхнее положение устройством 4 осевого перемещения штока 2 (фиг. 1).

Работа ловителя со сменным захватом (фиг. 3, 4), предназначенным для извлечения мелких предметов 14 из скважин 41, заключается в осевом перемещении штоков 2, 19 относительно корпуса 1 ловителя, в результате чего подпружиненные рычаги 20 с ловителем 21 перемещаются в радиальном направлении, обеспечивая захват предмета 14 или освобождение от него.

Работа ловителя 23 (фиг. 5, 6) со сменным захватом в виде лопаток 24, выполненных с ребристой поверхностью 25, заключается в обеспечении осевого перемещения штока 2 относительно корпуса ловителя, в результате чего лапки 24, взаимодействуя с внутренней поверхностью ловителя 23 и перемещаясь в радиальном направлении, обеспечивают захват предмета 14 или освобождение от него.

Работа ловителя со сменным захватом 27 в виде гидромеханического паука 26 (фиг. 7, 8) сводится к перемещению штока 2, соединенного в нужном направлении корпусом захвата 27, в нужном направлении, что приводит к радиальному перемещению захватывающих зубьев 29, размещенных в пазах 28 захвата 27, в нижней части паука 26, обеспечивая захват предмета 14 или освобождение от него.

Работа ловителя со сменным захватом (фиг. 9, 10), содержащего элементы механизма захвата труболовки внутренней освобождающейся механического или гидравлического действия, заключается в осевом перемещении штока 2, соединенного с корпусом 31 труболовки, содержащим в нижней части наклонные плоскости 32. При этом плашки 33, помещенные в окнах 34 плашкодержателя 35 и вместе с ним надетые на продольные выступы 36 наклонных плоскостей 32 корпуса 31 труболовки, перемещаясь по наклонным плоскостям 32 корпуса 31 в радиальном направлении, обеспечивают захват предметов 24 или освобождение от них.

Работа ловителя со сменным захватом (фиг. 11, 12), содержащего элементы механизма захвата труболовки наружной освобождающейся, заключается в осевом перемещении штока 2, соединенного с плашкодержателем 37 труболовки. При этом плашки 39, помещенные в специальных наклонных пазах 40 корпуса 38, перемещаясь в радиальном направлении, обеспечивают захват предметов 14 или освобождение от них.

Claims (2)

1. Ловитель освобождающийся со сменными захватами, состоящий из корпуса, внутри которого установлен шток с возможностью осевого перемещения, отличающийся тем, что корпус и шток соединены с функциональными элементами устройств, например, цанговых извлекателей, желонок, имплозийных снарядов, труболовок, причем корпус дополнительно снабжен телемеханической системой, содержащей устройство осевого перемещения штока и выполненной с возможностью установки в ней устройств определения веса, блока управления, индикации наличия или изменения физико-химических параметров среды, обработки и передачи информации, при этом устройство осевого перемещения штока выполнено в виде механического, электрического, гидравлического или пневматического привода, например, электродвигателя с редуктором, а каналы связи и коммутации с элементами телемеханической системы выполнены электрическими, механическими, гидравлическими, пневматическими, аккустическими или оптическими, например, каналы электрической связи и коммутации выполнены через бронированный кабель, причем невлагостойкие и чувствительные элементы телемеханической системы герметизированы.

2. Ловитель по п.1, отличающийся тем, что устройство определения наличия предметов в полости захвата выполнено в виде физического или физико-химического индикатора, например, в виде индуктивной катушки-датчика, установленной в герметичной части корпуса с возможностью взаимодействия с подпружиненным штырем, оборудованным пяткой.

Images