Наружный механический ловитель полированного штока

 

Предложение относится к ловильным устройствам, применяемым для ликвидации аварий в скважинах с трубами, а именно к аварийным инструментам, применяемым для извлечения из скважины аварийных труб (например, оборванного полированного штока насосных штанг) путем их захвата за наружную поверхность.

Наружный механический ловитель полированного штока, включающий корпус с узлом захвата сверху, имеющий снизу обратную воронку, расположенную выше изнутри коническую поверхность, сужающуюся книзу, и запорные рифленые изнутри плашки, взаимодействующие снаружи с конической поверхностью. Корпус сверху снаружи снабжен ограничителем, выполненным с возможностью взаимодействия с устьевой арматурой при спуске в скважину. Конусная поверхность выполнена в виде фигуры вращения, а плашки сверху снабжены удлинителями, верхние концы которых расположены выше корпуса. Удлинители выполнены с возможность перемещения вверх с плашками относительно корпуса с извлечением из него или фиксации относительно корпуса в верхнем положении.

Предлагаемая конструкция наружного механического ловителя полированного штока проста, дешева, надежна и выполнена с возможностью отцепления для исключения аварийных ситуаций при подъеме.

1 н.п.ф, 1 ил. на 1 л.

Полезная модель относится к ловильным устройствам, применяемым для ликвидации аварий в скважинах с трубами, а именно к аварийным инструментам, применяемым для извлечения из скважины аварийных труб (например, оборванного полированного штока насосных штанг) путем их захвата за наружную поверхность.

Известен способ извлечения электродвигателя из скважины (патент RU 2250348, Е21В 31/00, опубл. 10.11.2003) путем захвата и подъема электродвигателя на поверхность с использованием ловильного инструмента, который включает в себя корпус с внутренней конусообразной поверхностью, сходящейся в сторону отверстия для введения вала, и с выступом для отведения вала от стенок колонны, три сухаря, размещенных в корпусе с возможностью перемещения по конусообразной поверхности и поджатые в сторону отверстия посредством пружины, и головку 10 одним концом соединенной с корпусом, а другой - с бурильными трубами, причем сухари имеют насечку на обращенных внутрь сторонах, выполненную с возможностью захвата и удержания вала электродвигателя.

Недостатками ловильного инструмента являются сложность изготовления, сборки и низкая надежность из-за наличия пружины сжатия, которая при наличии отложений в скважине легко выходит из строя, а также невозможность отцепления при превышении нагрузки выше допустимой, что может привести к аварийным ситуациям, например, к поломке тягового инструмента (вышки).

Известна также освобождающаяся механическая труболовка скважины (патент RU 2259463, Е21В 31/18, опубл. 27.08.2005), содержащая телескопический корпус с соединенными, с возможностью ограниченного осевого перемещения, внутренней частью и внешней частью с проточкой и упорным торцом, цангу, выполненную с возможностью упора во внутреннюю часть телескопического корпуса, два разжимных кольца, установленные соответственно на цанге и на внешней поверхности внутренней части корпуса в напряженном состоянии с возможностью упора в положении разжима первого в упорный торец, а второго - в проточку соответственно, отличающаяся тем, что внешняя и внутренняя части телескопического корпуса зафиксированы между собой автоотцепом, срабатывающим при критической нагрузке, при этом внизу внутренняя поверхность наружной части телескопического корпуса снабжена выборкой, ограниченной сверху конической поверхностью, причем в выборке расположено разжимное кольцо цанги до срабатывания автоотцепа.

Недостатками данного устройства являются сложность изготовления, сборки и высокая стоимость из-за наличия большого числа сложных, требующих точного изготовления и подгонки деталей, а так же низкая надежность из-за наличия трех элементов автоматики, которые должны сработать практически синхронно, чтобы труболовка вышла из зацепления.

Наиболее близкой по технической сущности является устройство для захвата и извлечения труб из скважины (патент на полезную модель RU 41330, Е21В 31/12, опубл. 15.06.2004), содержащее корпус, имеющий коническую поверхность и запорные тела, отличающееся тем, что конические поверхности корпуса снабжены пазами, а запорные элементы выполнены в виде рифленых плашек, установленных в эти пазы, с возможностью продольного перемещения по ним, при этом корпус снизу выполнен в виде обратной воронки.

Недостатками данного устройства являются сложность изготовления, сборки и высокая стоимость из-за наличия сложного и точного соединения между запорными элементами и конической поверхностью конуса, требующего точного изготовления и подгонки этих деталей, а также невозможность отцепления при превышении нагрузки выше допустимой, что может привести к аварийным ситуациям, например, к поломке тягового инструмента (вышки или крана).

Технической задачей полезной модели является создание простой, дешевой и надежной конструкции наружного механического ловителя полированного штока, выполненного с возможностью отцепления.

Эта задача решается наружным механическим ловителем полированного штока, включающим корпус с узлом захвата сверху, имеющий снизу обратную воронку, расположенную выше изнутри коническую поверхность, сужающуюся книзу, и запорные рифленые изнутри плашки, взаимодействующие снаружи с конической поверхностью.

Новым является то, что корпус сверху снаружи снабжен ограничителем, выполненным с возможностью взаимодействия с устьевой арматурой при спуске в скважину, конусная поверхность выполнена в виде фигуры вращения, а плашки сверху снабжены удлинителями, верхние концы которых расположены выше корпуса, причем удлинители выполнены с возможность перемещения вверх с плашками относительно корпуса с извлечением из него или фиксации относительно корпуса в верхнем положении.

На чертеже изображена конструктивная схема наружного механического ловителя полированного штока в продольном разрезе.

Наружный механический ловитель полированного штока, включающий корпус 1 с узлом захвата 2 (например: скобой под крюк или резьбой для прикрепления труб - на черт. не показана) сверху, имеющий снизу обратную воронку 3, расположенную выше изнутри коническую поверхность 4, сужающуюся книзу, и запорные рифленые изнутри плашки 5, взаимодействующие снаружи с конической поверхностью 4. При этом корпус 1 сверху снаружи снабжен ограничителем 6, выполненным с возможностью взаимодействия с устьевой арматурой (на черт. не показана) при спуске в скважину (на черт. не показана), конусная поверхность 4 выполнена в виде фигуры вращения, а плашки 5 сверху снабжены удлинителями 7, верхние концы которых расположены выше корпуса 1. Удлинители 7 выполнены с возможность перемещения вверх с плашками 5 относительно корпуса 1 с извлечением из него или фиксации относительно корпуса 1 в верхнем положении.

Наружный механический ловитель полированного штока работает следующим образом.

Предварительно определят глубину, на которой находится оборванный конец 8 колонны труб, колоны штанг или полированного штока (показано условно). Исходя из этого, подбирают длину корпуса 1 с ограничителем 6 и длину удлинителей 7, которые жестко соединяют с плашками 5 (например: при помощи запрессованных штифтов 9 или винтов 9 - показано на черт. условно).

Пример 1.

В корпус 1 вставляют плашки 5 с удлинителями 7, фиксируя их от выпадения пружинным кольцом 10. Корпус 1 при помощи узла захвата 2 соединят с подъемным механизмом (например: с подъемным краном, геофизической вышкой или т.п. - на черт. не показан) и спускают в скважину. При помощи обратной воронки 3 корпус 1 надевается на оборванный конец 8, а ограничитель 6 упирается сверху на устьевую арматуру. После чего на все верхние концы удлинителей 7 давят вниз (например: через лист металла весом кувалды), при этом плашки 5, взаимодействуя с конусной поверхностью 4 и сжимая пружинное кольцо 10, сходятся и своими рифлениями 11 взаимодействуют с оборванным концом 8. При этом подъемный механизм за узел захвата 2 подымает корпус 1, а плашки 5 рифлениями 11 за счет взаимодействия с конусной поверхностью 4 надежно удерживают оборванный конец 8 до его полного извлечения из скважины. После замены поврежденных участков колонн труб, штанг или полированного штока скважину снова запускают в работу. В случаях, когда нагрузки на подъем (определяют по устьевому индикатору веса - на черт. не показан) оборванного конца 8 приближаются к максимально допустимым нагрузкам для используемого подъемного механизма, подъем прекращают корпус 1 опускают до взаимодействия ограничителя с устьевой арматурой, при этом плашки 5, зафиксированные рифлениями 11 на оборванном конце 8, приподнимаются по конусной поверхности 4 и разжимаются пружинным кольцом 10 с фиксацией в верхнем положении и выходом из зацепления с оборванным концом 8. После чего корпус 1 за узел захвата извлекается из скважины. После чего операции повторяются с использованием более мощного подъемного механизма для извлечения оборванного конца 8 из скважины.

Пример 2.

Корпус 1 при помощи узла захвата 2 соединят с подъемным механизмом (например: с подъемным краном, геофизической вышкой или т.п. - на черт. не показан) и спускают в скважину. При помощи обратной воронки 3 корпус 1 надевается на оборванный конец 8, а ограничитель 6 упирается сверху на устьевую арматуру. После чего плашки 5 на удлинителях 7 спускают корпус 1 до взаимодействия с конусной поверхностью 4 и своими рифлениями 11 с оборванным концом 8. подъемный механизм за узел захвата 2 подымает корпус 1, а плашки 5 рифлениями 11 за счет взаимодействия с конусной поверхностью 4 надежно удерживают оборванный конец 8 до его полного извлечения из скважины. После замены поврежденных участков колонн труб, штанг или полированного штока скважину снова запускают в работу. В случаях, когда нагрузки на подъем (определяют по устьевому индикатору веса - на черт. не показан) оборванного конца 8 приближаются к максимально допустимым нагрузкам для используемого подъемного механизма, подъем прекращают корпус 1 опускают до взаимодействия ограничителя с устьевой арматурой. При этом при этом плашки 5, зафиксированные рифлениями 11 на оборванном конце 8, приподнимаются по конусной поверхности 4, но остаются взаимодействовать с оборванным концом 8. Затем плашки 5 приподнимают при помощи удлинителей 7, которые фиксируют в верхнем положении (например: при помощи зажимов - не показаны, или отверстий 12 металлическими прутами - не показаны) или полностью извлекаю вместе с плашками 5 из корпуса 1. После чего корпус 1 за узел захвата извлекается из скважины. После чего операции повторяются с использованием более мощного подъемного механизма для извлечения оборванного конца 8 из скважины.

Предлагаемая конструкция наружного механического ловителя полированного штока проста, дешева, надежна и выполнена с возможностью отцепления для исключения аварийных ситуаций при подъеме.

Наружный механический ловитель полированного штока, включающий корпус с узлом захвата сверху, имеющий снизу обратную воронку, расположенную выше изнутри коническую поверхность, сужающуюся книзу, и запорные рифленые изнутри плашки, взаимодействующие снаружи с конической поверхностью, отличающийся тем, что корпус сверху снаружи снабжен ограничителем, выполненным с возможностью взаимодействия с устьевой арматурой при спуске в скважину, конусная поверхность выполнена в виде фигуры вращения, а плашки сверху снабжены удлинителями, верхние концы которых расположены выше корпуса, причем удлинители выполнены с возможностью перемещения вверх с плашками относительно корпуса с извлечением из него или фиксации относительно корпуса в верхнем положении.



 

Наверх