Устройство для спускоподъемных операций

(51)5 Е 21 В 19/00 АРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕМСТВО СССРАТЕНТ СССР) ГО Д ВЕ О (ГО П ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ А ТВ(21) (22) Г 46) (71) ние " (72) И,В. (56) ляющим роликом 9, Оттяжной ролик 13 геофизического кабеля 15 и лубрикатор 2 смон- .ированы на устье 6 скважины.аправляющий ролик 9 снабжен подвижноустановленной опорой 4, выполнЕнной в виов; де поворотного корпуса с жестко закрепленной на нем направляющей. В направляющей расположен с возможностью осевого перемещения подпружиненный пружиной шток, В верхней части штока установлен направляющий ролик 9, закреп- М- ленный,с возможностью схода одной ветви14 геофизического кабеля 15 по оси лубрибы- катора 2, а второй ветви 16 параллельно ей сам на установленный на устье 6 скважины отин, . тяжной ролик 13,. Использование изобретеи и ния повышает надежность за счетБ зи- центрации кабеля по оси лубрикатора, искна- лючающей изгибающие усилия, обеспечивэна ет устойчивость и исключает деформации зо- уплотнений и посадочных поверхностей при ав- стыковке лубрикатора с устьем. 2 ил. нное обьедине- Н М 7 (54) НЫ (57) чи н обсл нахо инст ческ деж лубр подь 854407/036.07.907,02,93. Бюл, М 5Научно-производствеСейсмотехника"А.Г.Асан-Джалалов, В.В,Макар,уков и В. И, Титоввторское свидетельство СССР7302, кл. Е 21 В 47/00, 1976.вторское свидетельство СССР8929, кл, Е 21 В 19/00, 1976.СТРОЙСТВО ДЛЯ СПУСКОПОДЪЕОПЕРАЦИЙзобретение относится к технике дофти и газа, в частности к процесживания нефтяных и газовых скважящихся под давлением, приборамументами, спускаемыми на геофим кабеле, и позволяет повыситьость за счет исключения нагрузоккатор. Сущность изобретения: грумный механизм 1 соединен с напр Ы 2 1793040 А 1Изобретение относится к технике добычи нефти и таза, в частности к процессам обслуживания нефтяных игазовых скважин, находящихся под давлением, приборами и инструментами, спускаемыми на геофизическом кабеле.Известно устройство для проведения спуско-подъемных операций, содержащее грузоподъемное устройство, выполненное в виде двух стоек, установленных в закрепленном на устье скважины переводном фланце, направляющий и оттяжной рОлики и смонтированный на переводном фланце лубрикатор, кинематически связанный с грузоподъемным устройством посредством установленной на лубрикаторе траверсы, выполненный с возможностью поворота в подшипниковых втулках, закрепленных на .стойках, Причем стойки установлены с возможностью восприятия усилия веса лубрикатора с заведенным в него прибором за счет установленных в отверстиях переходного фланца втулок, в которых выполнены с возможностью осевого йеремещения подпружиненные стаканы, жестко свяэаннье со стойками.Направляющий ролик жестко закреплен на лубрикаторе с возможностью схода одной из ветви геофизического кабеля на оси лубрикатора, а второй - параллельно ей на оттяжной ролик, установленный на устье скважины, содержащий буферную задвиж- ку.Устройство для проведения спускоподъемных операций работает следующим образом.Предварительно до монтажа лубрикатора на устье скважины производится заправка геофизического кабеля через направляющий ролик в лубрикатор, а на устье скважины крепится переводной фланец, содержащий отверстия под стаканы стоек,Затем на лубрикаторе устанавливается траверса, закрепленная в подшипниковых .узлах стоек вместе с сопряженными стаканами и втулками.С помощью дополнительного подъемного механизма вся указанная сборка устанавливается на устье. так, чтобы стаканы вошли в отверстия переводного фланца. После установки на устье вся сборка представляет собой портальную ферму, на осях которой установлен с возможностью поворота лубрикатор. В отклоненном положении в лубрикатор заводится прибор, который присоединяется к геофизическому кабелю. После чего лубрикатор приводится в вертикальное положение и крепится к переводному фланцу накидной гайкой или шпилечным соединением, При креплениилубрикатора производят смещение внизстаканов и осадку пружин.Открывается буферная задвижка и при 5 бор на кабеле спускается в скважину,По мере дальнейшего спуска происходит увеличение веса спущенного в скважинукабеля и увеличение силы его натяжения,которая воспринимается направляющим10 роликом и передается на лубрикатор, Приподъеме прибора натяжение уменьшаетсядо первоначального при заводе прибора влубрикатор. После подъема прибора закрывается буферная задвижка, раскрепляетсянакидная гайка и пружины приподнимаютсборку лубрикатора над устьем и поворачивают для проведения смены прибора илидемонтажа с использованием дополнительного грузоподьемногомеханизма.20 Недостатком данного устройства является низкая эффективность грузоподъемного устройства, не обеспечивающего полнуюразгрузку лубрикатора от осевых и изгибающйх нагрузок, вызванйых натяжением гео 25 физического кабеля, при этом жесткоекрепление направляющего ролика к лубрикатору не обеспечивает саморегулировкуветви геофизического кабеля, что приводитк скручиванию и изнОсу последнего, кромеЗ 0 того, для монтажа лубрикатора груэоподьемного устройства требуется дополнитель-.ный грузоподьемный механизм, чтозатрудняет монтажно-демонтажные операции и повышает громоздкость изделия,З 5 Известно устройство для спускоподъемных операций, содержащее грузоподъемный механизм, выполненный в видетелескопической стойки с ручкой-лебедкой,соединенной посредством грузового кана 40 та, перекинутого через закрепленный настойке ролик с лубрикатором, установленным на устье скважины. Лубрикатор содержит сальниковую головку, на которойустановлен поворотный корпус, жестко свя 45 занный посредством штока с направляющим роликом, расположенным свозможностью схода ветки геофизическогокабеляна оси лубрикатора. Причем лубрикатор содержит соединенную с сальниковой50 головкой приемную камеру для размещенияприбора или инструмента, в нижней частикоторой закреплен фланец с посадочной поверхностью, выполненной с возможностьюгерметичного соединения через уплотни 55 тельный элемент с устьем посредствомшпилечного соединения. Кроме этого, на ус-.тье скважины со стороны подачи кабеля установлен оттяжной ролик.Для перекрытия скважин устье оборудовано буферной задвижкой,1793040 ния геофизического кабеля, что потребует увеличения запаса прочности резьбовых соединений лубрикатора. Причем нагрузка от геофизического кабеля (без учета нагрузки растяжения) передается на грузовой канат и равняется 2 Р, на телескопическую Устройство для спускоподъемных опеий работает следующим образом.Предварительно до монтажа лубрикатона устье скважины производится заправгеофизического кабеля через равляющий ролик, сальниковуютоловку рац ра ка на в со риемную камеру лубрикатора, где кабельдиняется с прибором, К устью скважины крепят и приводят в стойку 4 Р, что требует соответственной прочности и устойчивости системы, а, следовательно, и материалоемкости (макс, наве ве ко ро то ка де лу ма руч на пр об етсклнасолЩИлубтрерикко.велско ра Ку пу ос ра пр щ со го гр на мо лу но те за кр ка пр ро на од о очее положение телескопическую стой- грузка Р для кабеля часто применяемого в ручной лебедкой, предварительно про геофизических исследованиях кабеля равтив через ролик стойки грузовой канат, няется 5,5 т. с.).ащенный захватом. Сборка лубрикато- Наиболее близким по технической представляющая собой одно целое с сущности и достйгаемому эффекту предлаемной камерой, фланцем, направляю- гаемому является устройство для спуском роликом, штоком и поворотным корпу подъемных операций(см. авт, свид, СССР М , установленным на сальниковой 768929;М.,кл, Е 21 В 19/00,опубл,07.1080), овке, соединяется с последней захватом содержащее грузоподъемный механизм, созового каната и ручной лебедкой, уста- единенный с ним направляющий и оттяжливается над устьем скважийы, С по- ной ролики геофизического кабеля и щью ручной лебедки опускают 20 смонтированный на устье скважины лубририкатор так, чтобы посадочная поверх- катор, снабженный подвижно установленть фланца соединялись через уплотни- ной опорой. Причем на опоре размещены ьный элемент с устьем скважины и вспомогательйыеролики,асамаопораустарепляется шпилечным соединением. От- новлена на сальниковой головке в подшипвается буферная задвижка и прибор;на 25 никах, позволяющих опоре свободно еле опускается в скважину, При атом на- вращаться вокруг оси лубрикатора и перевляющий ролик, закрепленный на пово- мещаться по ней до упора внутреннего торном корпусе под действием силы ца опоры о бурт сальниковой головки, а яжения доворачивается и становится в лубрикатор содержит соединенную с сальой плоскости с закрепленным на устье 30 никовой .головкой йриемную камеру для яжным роликом, размещения прибора или инструмента, в По мере спуска происходит увеличение нижней части которой закреплен фланец с а спущенного в скважину кабеля и соот-посадочной. поверхностью, выполненной с ственно увелйчение силы его натяжения, . возможностью герметичного соединения; орая воспринимается направляющим 35 черезуплотнительный элементсустьемпоиком и по штоку передается налубрика- средством шпилечного соединения, и телескопическую стойку,Кроме того, грузоподъемный механизм При подъеме прибора сила натяжения . содержитгрузовойканатскрюком,установеля уменьшается до минимума при заво- ленный через блок на грузовой стреле с воз 1 рибора в приемную камеру. 40 можностью подъема сборки лубрикатора за Перекрывается буферная задвижка и из шарнирно связанную с направляющим рорикатора стравливается давление. Сни- ликом серьгу над устьем скважины, содертсяшпилечйое соединение с помощью жащей буферную задвйжку и устьевой кой лебедки; лубрикатор поднимается фланец.устьем и отводится в сторонудлясмены 45 . Устройство работает следующим обрабора или демонтажа, который ведется в зом.атной последовательности. Предварительно до монтажа лубрикатоНедостатками данйого устройства явля- ра на уСтье скважины геофизический кабель низкая надежность конструкции, не ис- заправляется через оттяжной и направляю- чающая изгибающих и осевых нагрузок 50 щий ролики, свльниковую головку в приемлубрикатор, передаваемых через кон- ную камеру лубрикатора; где соединяется с но закрепленный на нем направляю- . прибором или инструментом. Лубрикатор,ролик, т. к, для полной разгрузки содержащий прйемную камеру с фланцем и икатора грузоподъемным устройством сальникоаую головку, кинематйчески свяуется предварительная .растяжка луб эанную с направляющим роликом, соединятора грузовым канатом на величину,ется череЗ последний серьгой с крюком пенсирующую удлинение последнего и . грузоподьемного механизма и. вся сборка чину осевой деформации телескопиче- дубрикатора приподнимается, при этом стойкипримаксимальнойсиле.натяже- . опора перемещаетсяна сальниковой голо 1793040вке до упора внутреннего торца опоры о бурт сальниковой головки, после чего происходит подъем сборки лубрикатора над устьем скважины.Посредством грузового каната опускают лубрикатор так, чтобы посадочная поверхность фланца соединялась через уплотнительный элемент с устьевым фланцем и закрепляют шпилечным соединением на устье скважины, После установки сборки 5 10 лубрикатора и крепления его к устью с грузового каната снимается натяжение и опора смещается по сальнйковой головке вниз до тех пор, пока геофизический кабель не установится на оси лубрикатора, а направляю 15 щий ролик не займет положение, касательное к этой оси, Затем открывается на устье буферная задвижка и спускаютприбор в скважину. 20 При этом направляющий ролик, шарнирно связанный с корпусом под действием силы йатяжения геофизического кабеля доворачивается и становится в одной плоскости с отжимным роликом и осью По мере спуска происходит увеличение веса спущенного в скважину кабеля и, соответственно, увеличивается сила его натяжения, которая воспринимается 30 направляющим роликом и передается через серьгу на грузовой канат, Изменение натяжения грузового каната вызывает осевое перемещение корпуса и, следовательно, отклонения направляющего ролика и геофи 35 зического кабеля от оси лубрикатора Размещенные на опоре вспомогательные ролики компенсируют колебания геофизического кабеля, центрируя его по оси лубрикатора и воспринимая усилия его натяжения При подъеме прибора сила натяжения геофизического кабеля уменъшается до пер. воначального при заводе прибора в приемную камеру и оттяжной ролик становится в исходное положение, т. е. занимает положение, касательное к оси лубрикатора, перекрывается буферная задвижка и с лубрикатора стравливается давление. Грузоподъемным устройством выбирается грузовой канат на величину перемещения опоры на сальниковой головке до упора внутреннего торца опоры о бурт сальниковой головки, после чего снимается шпилечное соединение и сбора лубрикатора при помощи грузового каната приподнимается над устьем, и отводится в сторону для смены прибора или демонтажа, который ведется в обратной последовательности.Недостатками данного устройства являются следующие: 50 55 лубрикатора, 25- крайне затруднена визуальная центрация геофизического кабеля по оси лубрикатора, т. е. установка направляющегоролика по касательной к этой оси, что практически неосуществимо, т. к. в процессе спуско-подъема кабеля сила натяжения нагрузовой канат колеблется, что в конечномитоге приводит к децентрации кабеля и возникновению изгибающих усилий на лубрикатор, передаваемых черезвспомогательные ролики;- конструкция устройства не обеспечивает натяжку лубрикатора, необходимуюдля обеспечения устойчивости лубрикатораот собственного веса и внешних факторов(ветровая нагрузка, уклон устья скважины),что приводит к заваливанию лубрикатора навеличину хода опоры;- наличие жесткой связи в системе грузоподъемного устройства - лубрикатор может привести к деформации посадочныхмест и уплотнений при опускании лубрикатора на устье и, как следствие, к разгерметизации скважины.Целью изобретения является повышение-надежности за счет исключения нагрузок на лубрикатор.Указанная цель достигается за счет того, что устройство для спускоподъемныхопераций с гибким элементом, содержащеегрузоподъемный механизм, лубрикатор сосвободно вращающейся опорой в верхнейчасти с фланцем в нижней части для присоединения к устьевому оборудованию, направляющий ролик, шарнирно связанныйсвоей серьгой с талевой системой грузоподъемного механизма и стойкой - с опорой, и оттяжной ролик, снабженовертикальной направляющей с верхней инижней крышками с боковым продольнымпазом, жестко закрепленной на опоре, ипружиной сжатия, стойка выполнена в виде.штока с сухарем в средней части, пропущенного через верхнюю и нижнюю крышки иустановленного в направляющей с возможностью ограниченного осевого перемещения при этом пружина сжатия установлена.в направляющей между сухарем и верхнейкрышкой, сухарь размещен в продольномпазу, а оттяжной ролик закреплен на устьевом оборудовании с возможностью обеспечения схода одной ветви гибкого элемента,огибающего направляющий ролик, параллельно его ветви, проходящей по оси лубрикатора.На фиг. 1, 2 приведено предлагаемоеустройство,Устройство для спуско-подъемных операций содержит грузоподъемный механизм1 и лубрикатор 2 с установленной в его веркека оо нзвго ще по же ля кр по 12 чер уст ще пру ющ рем што бок нуюгосалЩИнуюуплобо вев рац вар уст уст правка ге правляющ в приемн рибором 2 офизичеий ролик 50 ую каме 8. Сборприемную ковую голо 55 ског кабеля 15 через н 9, са ьниковую головку ру 27, где соединяется с ка лубрикатора 2, сод камеу 27 с фланцем 5 вк 3 с поворотным кор сал усо.и м 18, направля; подпружиненным штоком 24 и вляющим роликом 9 соединяется чеследний серьгой 10 с крюком 33 груъемного механизма 1 и днимается над устьем 6. При этом лубУ юще напр рез и зопо прип й части сальниковой головкой 3, Лубрир 2 содержит свободно вращающуюсяору 4 и установленный в нижней части ф анец 5 для присоединения к устьевомуорудованию 6, имеющему буферную за в жку 7 для герметизации скважины 8, Наавляющий ролик 9 шарнирно связан е ьгой 10 с талевой системой 11 грузоподьного механизма 1 и имеет стойку 12, устао ленную в опоре 4, Оттяжной ролик 13 10 а реплен на устьевом оборудовании 6 с о можностью схода одной ветви 14 гибколемента геофизического кабеля 15, огиа щего нап равляющий ролик 9, а аллельно другой его ветви 16, проходяпо оси 17 лубрикатора 2. Опора 4 вынена в виде поворотного корпуса 18 с тко закрепленной вертикальной направщей 19 с верхней крышкой 20 и нижней шкой 21. В поворотном корпусе 18 вы нен боковой продольный паз 22, Стойка ыполнена в виде подпружиненного пруи ой сжатия 23 штока 24, пропущенного з верхнюю 20 и нижнюю 21 крышки и новленного в направляющей 19 с воз о ностью ограниченного осевого перемеия посредством упора 25, при этомина сжатия 23 установлена в направляй 19 между верхней крышкой 20 и суха 26, расположенным в средней части 30 ка 24 с возможностью перемещения ввом продольном пазу 22,убрикатор 2 содержит также прием- камеру 27 для размещения скважиннорибора 28, установленную между 35 никовой головкой 3 и фланцем 5, имею- посадочную поверхность 29,выполненс возможностью соединения через тнительный элемент 30 к устьевому удованию 6 посредством шпилечного 40 единения 31, Лубрикатор 2 удерживается етикальном полокении посредством тао системы 11, содержащей грузовой кат 2 с крюком 33,стройство для спускоподъемных опе ий работает следующим образом. Пред- и ельно до монтака лубрикатора 2 на ь вое оборудование 6 (в дальнейшем - ь 6) производится заа рикатор 2 перемещается вниз относительно направляющего ролика 9 и штока 24, на величинусжатия пружин 23, обусловленную весом лубрикатора 2, с пропущенным через сальниковую головку 3 кабелем 15 и размещенным в приемной камере 27 прибора 28, а закрепленный на штоке 24 сухарь 26, перемещаясь по пазу 22, обеспечивает стабильное положение направляющего ролика 9, касательное к оси 17 лубрикатора 2,Для соединения с устьем 6 сборка лубрикатора 2 приспускается грузоподъемным механизмом 1 до образования зазорамекду устьем 6 и фланцем 5, не превышающего запаса хода 1 подпружиненного штока 24, т, е. расстояния от нижней крышки 21 до упора 25 (регламентировать зазорможно калибром, выбранным исходя из веса лубрикатора). Устанавливается шпилечное соединение 31, посредством которого фланец 5 приемной камеры 27 плавно опускается на устье 6 и посадочная поверхность 29 фланца 5 герметично соединяется через уплотнительный элемент 30 с устьем 6, при этом происходит перемещение вниз корпуса 18 с направляющей 19 относительно штока 24 и дальнейшее сжатие пружины 23 на величину . На устье 6 со стороны подачи геофизического кабеля 15 устанавливается оттяжной ролик 13, через который пропускается геофизический кабель 15 и путем натяженил выбирают его слабину. При этом корпус 18, связанный посредством направляющей 19, подпружиненного штока 24 с направляющим роликом 9 доворачивается на величину, обеспечивающую сход ветви 14 геофизического кабеля 15 параллельно оси 17 лубрикатора 2. Открывается буферная задвижка 7 на устье 6, прибор 28 на кабеле 15 опускается в скважину 8. По мере дальнейшего спуска происходит увеличение веса спущенного в скважину геофизического кабеля 15 и увеличение силы его натяжения, передающееся на направляющий ролик 9, связанный посредством серьги 10 и крюка 33 с грузовым канатом 32, Причем усилие (ра вня ющееся двойному усилию на кабель 15) передается йа грузовой канат 32, что приводит к его удлинению на величину обусловленную упругостью грузового каната 32, но не превышающего длины .При подъеме прибора 28 сила натяжения геофизического кабеля 15, передающаяся через направляющий ролик 9, уменьшается до минимума, а подпружиненный шток 24 занимает первоначальное положение при заводе прибора 28 в приемную камеру 27. Перекрывается буферная задвижка 7 и из лубрикатооа 2 стравливается давление, Снимается шйилечное соедине.Ф о р м у л а и з о б р е т е н й ядольным пазом, жестко закрепленной наУстройство для спускоподъемных: опе- опоре; и пружиной сжатия, стойка выполнерацийс гибким элементом,содержащее гру- на в виде штока с сухарем в средней части зоподъемный механизм, лубрикатор с пропущенногочерез верхйюю и нижйюю фланцем в нижней части для присоедине крышки и установленного в направляющей ния к устьевому оборудованию и свободно: с возможностью ограниченного осевого певращающейся опорой в верхней части; на-ремещения при этом:пружина сжатия устаправляющий ролик, шарнирно" евязаннцй новлена в йаправляющей между сухарем и своей серьгой с талевой Системой грузо- верхней крышкой, сухарь размещен в боко- подъемного механизма истойкой с опорой; вом йродолъйомпазу, а оттяжной ролик эаи оттяжной ролик; отл ича ющеес я тем. креплен на устьевом оборудовании с что, с целью йовышения надежности за счет - возможностью обеспечения .схода одной исключения нагрузок на лубрикатор, оноветви гибкого элемента, огибающего наснабжено вертикальной йаправляющей с правляющий ролик, параллельно другой его верхней и нижней крышками с боковым про- ветви. проходящей по оси лубрикатора. ние 31, и лубрикатор 2 под действием пружины 23 плавно поднимается над устьем 6, и его отводят в сторону для смены прибора 28 или демонтажа, который ведется в обратной последовательности.Устройство для спускоподъемных операций имеет повышенную надежность за счет:- центрации кабеля по оси лубрикатора, исключающей изгибающие усилия,- обеспечения устойчивости лубрикатора от действия. внешних Факторов (ветровая нагрузка, уклон устья) и веса самого лубрикатора;- исключения деформаций уплотненийи посадочных поверхностей при стыковке 5 лубрикатора с устьем, т. е. исключение разгерметизации скважин;а также позволяет повысить производительность за счет исключения задействования грузоподъемного устройства при 10 проведении монтажно-демонтажных работ,связанных со сменой прибора.Составитель В. ТитовТехред М.Моргентал Тираж Подписноесударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 одственно-издательский комбйнат "Патент"., г, У