RU2681138C1

RU2681138C1 - Wellhead hydraulic jack

Info

Publication number: RU2681138C1
Application number: RU2017145789A
Authority: RU
Inventors: Наиль Ульфатович Маганов; Ринат Ильдусович Шафигуллин; Камиль Мансурович Гарифов; Фанзат Завдатович Исмагилов; Альберт Хамзеевич Кадыров; Александр Владимирович Глуходед; Илгам Нухович Рахманов; Виктор Александрович Балбошин
Original assignee: Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина
Priority date: 2017-12-25
Filing date: 2017-12-25
Publication date: 2019-03-04

Abstract

FIELD: oil and gas industry.SUBSTANCE: invention relates to the oil and gas industry, in particular to the repair of wells. Wellhead hydraulic jack includes vertical power cylinders equipped with fittings for supplying working fluid to the cylinder cavity, pistons inserted into cylinders with rods, upper and lower bases, which are rigidly connected to the corresponding cylinders and rods, upper and lower clamps. Rods are pointing down and connected to the lower base, and the cylinders, worn on top of the pistons upside down, with the upper base. From the bottom of the lower base, levers can be pivotally mounted with corresponding pivotally fixed horseshoe-shaped supports, interconnected with the possibility of coverage in the working position of the production string of the well, while the lower grip is installed on top of the wellhead flange. Horseshoe abutments can be equipped from the inside with interchangeable liners to ensure that the production string of a different diameter can be reached in the working position.EFFECT: proposed hydraulic jack has a simple design, due to the low placement of the upper grip makes it easy to work with it; thanks to its stop in the wellhead coupling, it allows to tear off the “stuck” pipe holder from the wellhead flange together with the pipe string.1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к ремонту скважин.The invention relates to the oil and gas industry, in particular to the repair of wells.

Известен гидравлический домкрат для извлечения труб из скважины УИТ-100 (http://www.s-ng.ru/pdf/mail_574.pdf), содержащий гидроцилиндры с поршнями, нижнее и верхнее основания с захватами.Known hydraulic jack for extracting pipes from the well UIT-100 (http://www.s-ng.ru/pdf/mail_574.pdf), containing hydraulic cylinders with pistons, lower and upper bases with grippers.

Его недостатками являются невозможность отрыва «прикипевшей» планшайбы и сложность работы с ним из-за слишком высокого положения верхнего захвата при выдвинутых поршнях.Its disadvantages are the impossibility of tearing off the “stuck” faceplate and the difficulty of working with it due to the too high position of the upper grip with the pistons extended.

Наиболее близок по своей технической сущности к предлагаемому домкрат гидравлический ДГ2-100 (см. htt://bno.su/domkrat-gidravlicheskij-dg2-100), содержащий гидроцилиндры с поршнями, нижнее и верхнее основания с захватами, причем с целью снижения положения верхнего захвата он опущен ниже верхнего основания с помощью дополнительных тяг.The DG2-100 hydraulic jack is closest in technical essence to the proposed jack (see https://bno.su/domkrat-gidravlicheskij-dg2-100), which contains hydraulic cylinders with pistons, lower and upper bases with grips, in order to reduce the position the upper grip it is lowered below the upper base with additional rods.

Недостатками домкрата являются невозможность отрыва планшайбы (трубодержателя), а также сложность конструкции из-за дополнительных тяг.The disadvantages of the jack are the impossibility of tearing off the faceplate (pipe holder), as well as the complexity of the design due to additional rods.

Техническими задачами предлагаемого изобретения являются упрощение конструкции и увеличение функциональных возможностей.The technical objectives of the invention are to simplify the design and increase functionality.

Указанные технические задачи решаются устьевым скважинным гидравлическим домкратом, включающим вертикальные силовые цилиндры, оснащенные штуцерами для подачи рабочей жидкости в полость цилиндров, вставленные в цилиндры поршни со штоками, верхнее и нижнее основания, жестко соединенные с соответствующими цилиндрами и штоками, верхний и нижний захваты.These technical problems are solved by a wellhead hydraulic jack, including vertical power cylinders, equipped with fittings for supplying working fluid to the cylinder cavity, pistons with rods inserted into the cylinders, upper and lower bases, rigidly connected to the corresponding cylinders and rods, upper and lower grips.

Новым является то, что штоки направлены вниз и соединены с нижним основанием, а цилиндры, надетые сверху на поршни вверх дном, - с верхним основанием причем снизу нижнего основания шарнирно установлены рычаги с соответствующими закрепленными шарнирно подковообразными упорами, соединяемыми между собой с возможностью охвата в рабочем положении эксплуатационной колонны скважины, при этом нижний захват установлен сверху на устьевом фланце.The new fact is that the rods are directed downward and connected to the lower base, and the cylinders, worn on top of the pistons upside down, with the upper base, and levers are pivotally mounted from the bottom of the lower base with corresponding pivotally supported horseshoe-shaped stops that can be connected to each other in working the position of the production casing of the well, with the lower grip mounted on top of the wellhead flange.

Новым является также то, что подковообразные упоры изнутри оснащены сменными вкладышами для обеспечения возможности охвата в рабочем положении эксплуатационной колонны скважины разного диаметра.Also new is the fact that the horseshoe-shaped lugs are equipped with interchangeable liners from the inside to provide coverage in the working position of the production casing of the well of different diameters.

На фигуре показана схема устьевого скважинного гидравлического домкрата.The figure shows a diagram of the wellhead borehole hydraulic jack.

Домкрат содержит цилиндры 1, расположенные дном 2 вверх, внутри которых находятся поршни 3 с полыми штоками 4, соединенными внизу с нижним основанием 5, выполненным, например, из углового проката. Снизу нижнего основания 5 шарнирами 6 прикреплены рычаги 7, нижними шарнирами 8 соединенные с подковообразными упорами 9, которые могут быть оснащены сменными вкладышами 10. Подковообразные упоры 9 также снабжены замками 11 со штифтами 12.The jack contains cylinders 1, upside down 2, inside of which there are pistons 3 with hollow rods 4 connected at the bottom with a lower base 5 made, for example, of rolled steel. From the bottom of the lower base 5, the hinges 6 are attached to the levers 7, the lower hinges 8 connected to the horseshoe-shaped stops 9, which can be equipped with replaceable inserts 10. The horseshoe-shaped stops 9 are also equipped with locks 11 with pins 12.

Верхние концы цилиндров 1 жестко соединены перемычкой 13, а ближе к нижнему концу цилиндра 1 прикреплено верхнее основание 14, выполненное, например, из швеллера, на котором установлен верхний клиновый захват 15 с плашками 16 и перемычкой 17, фиксируемой штифтами 18.The upper ends of the cylinders 1 are rigidly connected by a jumper 13, and closer to the lower end of the cylinder 1 is attached an upper base 14 made, for example, of a channel on which an upper wedge grip 15 with dies 16 and a jumper 17 fixed by pins 18 is mounted.

Внутри полых штоков 4 проходит канал 19, сообщенный со штуцерами 20 в нижней части штоков 4 для присоединения шлангов подвода рабочей жидкости (на фигуре не показаны).Inside the hollow rods 4 passes a channel 19, in communication with the fittings 20 in the lower part of the rods 4 for connecting hoses for supplying a working fluid (not shown in the figure).

Нижний захват 21 одинаковой конструкции с верхним 15 установлен на устьевом фланце 22, прикрепленном к крестовине 23 (обычно того же диаметра, что и эксплуатационная колонна 24 скважины - не показана) и соединен с ней устьевой муфтой 25. Так как эксплуатационная колонна 24 может быть разного диаметра (например, от ∅102 мм до ∅168 мм) в подковообразных упорах 9 используют вкладыши 10 разной толщины и формы для полного охвата этой колонны 24.The lower grip 21 of the same design with the upper 15 is mounted on the wellhead flange 22 attached to the crosspiece 23 (usually the same diameter as the production casing 24 of the well — not shown) and connected to it by the wellhead coupling 25. Since the production casing 24 may be different diameter (for example, from ∅102 mm to ∅168 mm) in the horseshoe-shaped stops 9 use liners 10 of different thicknesses and shapes to fully cover this column 24.

Выше устьевого фланца 22 показана верхняя труба 26 прихваченной в скважине колонны труб (на фигуре не показана). Работает домкрат следующим образом.Above the wellhead flange 22, an upper pipe 26 is shown, a pipe string stuck in the well (not shown in the figure). The jack works as follows.

При прихвате в скважине колонны труб или спущенного на ней скважинного оборудования из устьевого фланца 22 выходит верхняя труба 26 и, если усилий подъемного агрегата недостаточно, используют устьевой домкрат.When a pipe string or downhole equipment is stuck in the well, the upper pipe 26 exits from the wellhead flange 22 and, if the efforts of the lifting unit are insufficient, use the wellhead jack.

Домкрат в собранном виде, без захватов 15 и 21, поднимают подъемным агрегатом и опускают на устье, при этом для прохождения через устьевой фланец 22 одну сторону нижнего основания 5 и, если верхняя труба 26 выступает слишком высоко, часть верхнего основания 14 с одной стороны отсоединяют.The assembled jack, without grabs 15 and 21, is lifted by the lifting unit and lowered to the mouth, while for passing through the wellhead flange 22 one side of the lower base 5 and, if the upper pipe 26 is too high, part of the upper base 14 is disconnected from one side .

Затем для охвата эксплуатационной колонны 24 с помощью замков 11 и штифтов 12 соединяют между собой подковообразные упоры 9 с вкладышами 10 или без них, повернув рычаг 7 в шарнирах 6 и 8, и присоединяют снятые части оснований 14 и 5. Далее, надев сбоку на трубу 26, закрыв перемычки 17 штифтами 18, устанавливают верхний захват 15 на верхнее основание 14, а нижний захват 21 - на устьевой фланец 22.Then, to cover the production casing 24 by means of locks 11 and pins 12, horseshoe-shaped stops 9 are connected to each other with or without liners 10, by turning the lever 7 in hinges 6 and 8, and the removed parts of the bases 14 and 5 are attached, and then, putting on the side of the pipe 26, closing the jumpers 17 with pins 18, install the upper grip 15 on the upper base 14, and the lower grip 21 on the wellhead flange 22.

После присоединения с помощью гибких шлангов насосной станции для подачи жидкости к штуцерам 20 начинают работать. Сначала, опустив вниз плашки 16 верхнего захвата и немного вниз колонну прихваченных труб, захватывают захватом 15 верхнюю трубу 26. Затем, включив подачу рабочей жидкости, начинают работу домкрата. Жидкость через штуцеры 20 и каналы 19 попадает в полость между дном цилиндра 2 и поршнем 3. Под действием давления жидкости цилиндр 1 перемещается вверх и через основание 14 и захват 15 тянет трубу 26 и всю прихваченную колонну вверх, создавая усилие срыва прихваченной колонны или оборудования. При этом реакция усилия через поршень 3, шток 4, шарниры 6 и 8, рычаг 7, подковообразные упоры 9, сменные вкладыши 10 передается на торцы муфты 25, а через нее на эксплуатационную колонну 24.After connecting with flexible hoses of the pumping station for supplying fluid to the fittings 20, they begin to work. First, dropping down the dies 16 of the upper grab and a bit down the column of stuck pipes, grab the grip 15 of the upper tube 26. Then, turning on the supply of the working fluid, the jack starts to work. The fluid through the fittings 20 and the channels 19 enters the cavity between the bottom of the cylinder 2 and the piston 3. Under the action of the fluid pressure, the cylinder 1 moves up and through the base 14 and the gripper 15 pulls the pipe 26 and the entire stuck column upward, creating a breakdown force of the stuck column or equipment. In this case, the reaction of the force through the piston 3, the rod 4, the hinges 6 and 8, the lever 7, the horseshoe-shaped stops 9, the replaceable liners 10 is transmitted to the ends of the coupling 25, and through it to the production casing 24.

После срыва прихваченного оборудования домкрат демонтируют и продолжают дальнейший подъем труб подъемным агрегатом.After the stolen equipment is broken, the jack is dismantled and the further lifting of the pipes by the lifting unit is continued.

Если же срыва не происходит, а прихваченное оборудование движется с большой нагрузкой или совсем не движется, но вытягиваются трубы, то после прохождения всего хода цилиндра 1 спускают вниз плашки 16 нижнего захвата 21 и колонну труб. При этом нижний захват 21 захватывает трубу 26, передавая нагрузку через устьевой фланец 22, крестовину 23, муфту 25 также на эксплуатационную колонну 24. Далее, сняв давление в системе, через штуцеры 20 и шланги сливают жидкость в бак насосной станции, спускают вниз цилиндры 1 вместе с верхним основанием 14 и верхним захватом 15. После этого повторяют операцию несколько раз до снижения нагрузки.If disruption does not occur, and the seized equipment moves with a heavy load or does not move at all, but the pipes are pulled, then after passing the entire stroke of cylinder 1, the dies 16 of the lower gripper 21 and the pipe string are lowered down. At the same time, the lower gripper 21 captures the pipe 26, transferring the load through the wellhead flange 22, the crosspiece 23, the coupling 25 also to the production string 24. Then, having relieved the pressure in the system, through the nozzles 20 and hoses drain the liquid into the tank of the pumping station, lower the cylinders 1 together with the upper base 14 and the upper grip 15. After that, repeat the operation several times until the load is reduced.

Демонтаж оборудования производится в обратном порядке, при этом нижний захват 21 может быть оставлен на устьевом фланце 22 для продолжения подъема колонны труб с оборудованием.Dismantling of equipment is carried out in the reverse order, while the lower grip 21 can be left on the wellhead flange 22 to continue lifting the pipe string with the equipment.

В случае если планшайба (на фигуре не показаны, ее устанавливают на устьевой фланец 22) «прикипела» и не отрывается от устьевого фланца 22, работы ведут в следующем порядке. Устанавливают домкрат в той же последовательности, но нижний захват 22 пока не устанавливают, так как на его месте находится планшайба, в которую ввернут патрубок. Далее верхним захватом 15 захватывают патрубок, как трубу 26, и нагружают домкрат. После отрыва планшайбы фиксируют цилиндры 1 в верхнем положении, освобождают патрубок с планшайбой от верхнего захвата 15, убирают планшайбу, устанавливают на устьевой фланец 22 нижний захват 21, сняв давление, опускают вниз гидроцилиндры 1. Домкрат готов к продолжению работы.If the faceplate (not shown in the figure, it is mounted on the wellhead flange 22) is “stuck” and does not come off the wellhead flange 22, the work is carried out in the following order. The jack is installed in the same sequence, but the lower gripper 22 has not yet been installed, since in its place there is a faceplate into which the pipe is screwed. Next, the upper grip 15 capture the pipe, like a pipe 26, and load the jack. After detaching the faceplates, the cylinders 1 are fixed in the upper position, the nozzle with the faceplate is released from the upper gripper 15, the faceplate is removed, the lower gripper 21 is mounted on the wellhead flange 22, relieving pressure, the hydraulic cylinders are lowered down 1. The jack is ready to continue working.

Благодаря тому, что верхние части цилиндров 1 жестко соединены между собой перемычкой 13, цилиндры 1 перемещаются синхронно независимо от центровки захвата 15 и расхождений (в пределах допусков) внутренних диаметров цилиндров 1 и давлений рабочей жидкости. Количество цилиндров может быть и более двух.Due to the fact that the upper parts of the cylinders 1 are rigidly interconnected by a jumper 13, the cylinders 1 move synchronously regardless of the alignment of the gripper 15 and the discrepancies (within tolerances) of the internal diameters of the cylinders 1 and the pressures of the working fluid. The number of cylinders may be more than two.

Предлагаемый гидравлический домкрат имеет простую конструкцию, благодаря низкому размещению верхнего захвата позволяет легко работать с ним. Благодаря упору его в устьевую муфту позволяет оторвать от устьевого фланца «прикипевшую» планшайбу (трубодержатель) вместе с колонной труб.The proposed hydraulic jack has a simple design, due to the low placement of the upper grip makes it easy to work with him. Thanks to its emphasis in the wellhead coupling, it is possible to tear off the "stuck" faceplate (pipe holder) from the wellhead flange together with the pipe string.

Claims

1. Wellhead hydraulic jack, including vertical power cylinders, equipped with fittings for supplying working fluid to the cylinder cavity, pistons with rods inserted into the cylinders, upper and lower bases, rigidly connected to respective cylinders and rods, upper and lower grips, characterized in that that the rods are directed downward and connected to the lower base, and the cylinders, worn on top of the pistons upside down, with the upper base, and levers with corresponding articulated horseshoe-shaped stops interconnected to cover in the working position of the production casing of the well, while the lower grip is mounted on top of the wellhead flange.

2. Wellhead hydraulic jack according to claim 1, characterized in that the horseshoe-shaped stops inside are equipped with interchangeable liners to provide coverage in the working position of the production casing of the well of different diameters.