RU2773584C1

RU2773584C1 - Device for pressure testing of tubing string

Info

Publication number: RU2773584C1
Application number: RU2021136943A
Authority: RU
Inventors: Камиль Мансурович Гарифов; Альберт Хамзеевич Кадыров; Александр Владимирович Глуходед; Илгам Нухович Рахманов; Николай Анатольевич Воронин; Илья Шакирзянович Аюпов
Original assignee: Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина
Filing date: 2021-12-14
Publication date: 2022-06-06

Abstract

FIELD: oil and gas industry.

SUBSTANCE: invention relates to the field of the oil and gas industry, in particular to the field of pressure testing of pipes lowered into the well.The device for pressure testing of a tubing string contains a body, a central sleeve with a seat, a shut-off element in the form of a cracker with an axis of rotation. The sleeve is rigidly connected to the body and the bracket. A clapperboard with a lever is installed in the slot of the bracket on the axis of rotation, interacting with the pusher, actuated by the load associated with it or by a spring to return the cracker to its original position. The clapperboard is made with a concave inner surface, on which a gripper is installed, interacting with the clapperboard cover dropped from the surface. A catcher in the form of elastic wire loops is attached to the upper part of the body of the gripper, completely covering the inner perimeter of the tubing and interacting with the gripper.

EFFECT: improving reliability and ensuring the possibility of multiple use of the device.

4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности, в частности к области опрессовки спущенных в скважину труб.The invention relates to the field of the oil and gas industry, in particular to the field of pressure testing of pipes lowered into the well.

Известен клапан опрессовочный срезной (патент RU № 2734193, МПК Е21В 34/10, опубл. 13.10.2020, бюл. № 29), содержащий рабочую камеру, зафиксированное срезным штифтом седло со сбрасываемым закрывателем – шаром. Седло после опрессовки срезают избыточным давлением, и оно вместе с седлом падает в рабочую камеру.A shear pressure valve is known (patent RU No. 2734193, IPC E21V 34/10, publ. 13.10.2020, bull. No. 29), containing a working chamber, a seat fixed with a shear pin with a drop-down closure - a ball. After pressing, the seat is cut off by excess pressure, and together with the seat it falls into the working chamber.

Недостатками клапана являются одноразовость применения и неполное открытие проходного канала, исключающее возможность спуска приборов.The disadvantages of the valve are the disposability of the application and the incomplete opening of the passage channel, which excludes the possibility of lowering the devices.

Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому является устройство для опрессовки колонны труб в скважине (патент RU № 193469, МПК Е21В 34/10, F16K 15/02, опубл. 30.10.2019, бюл. № 31), содержащее корпус с центральным каналом, втулку, поворотный клапан, состоящий из захлопки и шарнирного механизма, зафиксированного относительно корпуса и обеспечивающего перемещение захлопки. Клапан открывается при срезании избыточным давлением срезных штифтов.The closest in technical essence to the proposed one is a device for pressure testing of a pipe string in a well (patent RU No. 193469, IPC E21B 34/10, F16K 15/02, publ. 30.10.2019, bull. No. 31), containing a housing with a central channel , a sleeve, a rotary valve, consisting of a flap and a hinged mechanism fixed relative to the body and ensuring the movement of the flap. The valve opens when shear pins are sheared with excess pressure.

Его недостатками являются одноразовость применения при достаточно сложной конструкции и необходимость создания избыточного над опрессовочным давления, что может приводить к порывам прессуемых труб.Its disadvantages are the disposability of the application with a rather complex design and the need to create excess pressure over the pressure test, which can lead to ruptures of the pressed pipes.

Техническими задачами предлагаемого изобретения является повышение надежности и создание возможности многократного использования устройства.The technical objectives of the invention are to increase the reliability and create the possibility of multiple use of the device.

Поставленные технические задачи решаются устройством для опрессовки колонны насосно-компрессорных труб, содержащим корпус, центральную втулку с седлом, запорный орган в виде хлопушки с осью вращения.The set technical problems are solved by a device for pressure testing of a tubing string, containing a body, a central sleeve with a seat, a shut-off element in the form of a cracker with an axis of rotation.

Новым является то, что что втулка жестко соединена с корпусом и кронштейном, в прорези которого на оси вращения установлена хлопушка с рычагом, взаимодействующим с толкателем, приводимым в действие связанным с ним грузом или пружиной для возврата хлопушки в исходное положение, при этом хлопушка выполнена с вогнутой внутренней поверхностью, на которой установлен захват, взаимодействующий со сбрасываемым с поверхности закрывателем хлопушки, к верхней части корпуса которого присоединен ловитель в виде упругих проволочных петель, полностью охватывающих внутренний периметр НКТ и взаимодействующих с захватом.What is new is that the sleeve is rigidly connected to the body and the bracket, in the slot of which a cracker is installed on the axis of rotation with a lever interacting with the pusher, driven by the load associated with it or a spring to return the cracker to its original position, while the cracker is made with a concave inner surface, on which a gripper is installed, interacting with a cracker cover dropped from the surface, to the upper part of the body of which a catcher is attached in the form of elastic wire loops, completely covering the inner perimeter of the tubing and interacting with the gripper.

Новым является также то, что корпус закрывателя выполнен в виде обтекаемого тела вращения с диаметром меньше внутреннего диаметра втулки, с ловителем в верхней части, выполненным в виде проволочных петель, охватывающих внутренний периметр насосно-компрессорных труб.What is also new is that the cover body is made in the form of a streamlined body of revolution with a diameter less than the inner diameter of the sleeve, with a catcher in the upper part, made in the form of wire loops, covering the inner perimeter of the tubing.

Новым является также то, что корпус и петли закрывателя выполнены из корродирующего или растворимого в воде материала.It is also new that the body and hinges of the closure are made of a corrosive or water-soluble material.

Новым является также то, что концы петель закрывателя закреплены на корпусе диаметрально противоположно их вершинам.What is also new is that the ends of the closing loops are fixed on the body diametrically opposite to their tops.

На фиг. 1 показано устройство с грузом для создания усилия в устройстве в открытом виде.In FIG. 1 shows a device with a load to create force in the device in an open form.

На фиг. 2 показано устройство с пружиной для создания усилия в устройстве в открытом виде.In FIG. 2 shows a device with a spring to create force in the device in an open form.

На фиг. 3 показано устройство со сброшенным «пойманным» закрывателем.In FIG. 3 shows the device with the "trapped" closure removed.

На фиг. 4 показано устройство в закрытом виде.In FIG. 4 shows the device in closed form.

Устройство (фиг. 1 и фиг. 2) содержит корпус 1, установленный на резьбах в колонну насосно-компрессорных труб (НКТ) 2, жестко соединенную с корпусом 1 втулку 3 с проходом 4 меньшим или равным внутреннему диаметру НКТ 2, и кронштейном 5, в прорези которого на оси 6 установлена хлопушка 7 с рычагом 8, взаимодействующим с толкателем 9, приводимым в действие грузом 10 (фиг. 1) или пружиной 11 (фиг. 2). Хлопушка 7 выполнена с выемкой 12, в которую заподлицо с рабочей поверхностью 13 установлен захват 14, для сбрасываемого закрывателя 15 с обтекаемым цилиндрическим корпусом 16 диаметром, меньшим диаметра прохода 4 втулки 3. К верхней части корпуса 16 присоединен ловитель 17 в виде упругих проволочных петель, полностью охватывающих внутренний периметр НКТ. Кронштейн 5 выполнен с полукольцевым выступом 18 для направления ловителя 17 на захват 14 и в проход 4 втулки 3.The device (Fig. 1 and Fig. 2) contains a body 1, installed on the threads in the tubing string (tubing) 2, rigidly connected to the body 1 sleeve 3 with a passage 4 less than or equal to the inner diameter of the tubing 2, and a bracket 5, in the slot of which, on the axis 6, a cracker 7 is installed with a lever 8 interacting with the pusher 9, driven by the load 10 (Fig. 1) or the spring 11 (Fig. 2). The clapperboard 7 is made with a recess 12, in which a gripper 14 is installed flush with the working surface 13, for a discharged cover 15 with a streamlined cylindrical body 16 with a diameter smaller than the diameter of the passage 4 of the sleeve 3. A catcher 17 is attached to the upper part of the body 16 in the form of elastic wire loops, completely covering the inner perimeter of the tubing. Bracket 5 is made with a semi-annular protrusion 18 for directing the catcher 17 to the grip 14 and into the passage 4 of the sleeve 3.

Работает устройство следующим образом.The device works as follows.

Устройство спускают в скважину в составе колонн НКТ 2 (фиг. 1 и
фиг. 2), например, в нагнетательную скважину и оно находится при эксплуатации скважины, например, закачке воды в открытом состоянии. При этом хлопушка 7 находится в открытом, вертикальном положении, захват 14, будучи изготовленным заподлицо с рабочей поверхностью 13, не препятствует спуску, при необходимости, глубинных приборов.The device is lowered into the well as part of tubing strings 2 (Fig. 1 and
fig. 2), for example, in an injection well and it is located during well operation, for example, water injection in an open state. When this cracker 7 is in an open, vertical position, the capture 14, being made flush with the working surface 13, does not prevent the descent, if necessary, downhole devices.

При возникновении необходимости в опрессовке колонны НКТ 2 скважину останавливают и в колонну НКТ 2 сбрасывают закрыватель 15 (фиг. 1 и фиг. 2).If there is a need for pressure testing of the tubing string 2, the well is stopped and the cover 15 is dropped into the tubing string 2 (Fig. 1 and Fig. 2).

Долетев до хлопушки 7, ловитель 17 зацепляется за захват 14 и повисает на нем (фиг. 3), почти перекрывая корпусом 16 проход 4 втулки 3. Хлопушка 7 остается открытой, т.к. веса корпуса 16 закрывателя 15 для преодоления усилия от груза 10 или пружины 11 недостаточно.Having flown to the cracker 7, the catcher 17 catches on the grip 14 and hangs on it (Fig. 3), almost blocking the passage 4 of the sleeve 3 with the body 16. The clapper 7 remains open, because the weight of the body 16 of the closure 15 is not enough to overcome the force from the load 10 or the spring 11.

После этого начинают закачку жидкости с устья для опрессовки НКТ 2. Поток жидкости проталкивает корпус 16 вниз по втулке 3, ловитель 17 тянет за захват 14 хлопушку 7 и поворачивает её на на 90°, захват 14 уже больше не может удерживать ловитель 17 и закрыватель 15, который падает на забой скважины (фиг. 4). При этом рычаг 8 через толкатель 9 приподнимает груз 10 или дополнительно сжимает пружину 11.After that, fluid is pumped from the wellhead for pressure testing tubing 2. The fluid flow pushes body 16 down sleeve 3, catcher 17 pulls clapper 7 by gripper 14 and turns it by 90°, gripper 14 can no longer hold catcher 17 and cover 15 , which falls on the bottom of the well (Fig. 4). In this case, the lever 8 lifts the load 10 through the pusher 9 or additionally compresses the spring 11.

По окончании опрессовки давление в колонне НКТ 2 сбрасывают, и под действием груза 10 или пружины 11 толкатель рычагом 8 поворачивает хлопушку 7 на оси 6 в исходное открытое состояние (фиг. 1 и фиг. 2).At the end of the pressure test, the pressure in the tubing string 2 is released, and under the action of the load 10 or the spring 11, the pusher with the lever 8 turns the cracker 7 on the axis 6 to the initial open state (Fig. 1 and Fig. 2).

При необходимости торец втулки 3 или рабочая поверхность 13 хлопушки 7 могут быть дооснащены эластичным уплотнителем. Упавший на забой скважины закрыватель, благодаря исполнению из быстро корродирующего материала, вскоре полностью исчезает. Благодаря противоположному размещению концов петель и их места закрепления создается хорошее плечо и угол приложения силы поворота хлопушки 7, обеспечивая ее надежное закрытие. If necessary, the end of the sleeve 3 or the working surface 13 of the cracker 7 can be retrofitted with an elastic seal. The cover that fell on the bottom of the well, due to the execution of a rapidly corroding material, soon completely disappears. Due to the opposite placement of the ends of the loops and their fastening point, a good shoulder and angle of application of the turning force of the flapper 7 is created, ensuring its reliable closure.

Таким образом создано простое, надёжное, позволяющее многократное использование устройство для опрессовки колонны насосно-компрессорных труб.Thus, a simple, reliable, reusable device for pressure testing of tubing strings has been created.

Claims

1. A device for crimping a tubing string, comprising a body, a central sleeve with a seat, a shut-off element in the form of a clapper with an axis of rotation, characterized in that the sleeve is rigidly connected to the body and a bracket, in the slot of which a clapper with a lever is installed on the axis of rotation , interacting with the pusher, actuated by the weight or spring associated with it to return the cracker to its original position, while the cracker is made with a concave inner surface, on which a gripper is installed, interacting with the cracker cover dropped from the surface, to the upper part of the body of which a catcher is attached in the form of elastic wire loops, completely covering the inner perimeter of the tubing and interacting with the grip.

2. The device according to claim 1, characterized in that the body of the closure is made in the form of a streamlined body of revolution with a diameter smaller than the inner diameter of the sleeve, with a catcher in the upper part, made in the form of wire loops, covering the inner perimeter of the tubing.

3. The device according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the body and hinges of the closure are made of a corrosive or water-soluble material.

4. The device according to claim. 1, characterized in that the ends of the hinges of the closer are fixed on the body diametrically opposite to their tops.