Устройство для ликвидации прихвата

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к ударным устройствам, предназначенным для ликвидации прихватов аварийного оборудования в вертикальных, наклонных и горизонтальных скважинах. Устройство для ликвидации прихвата состоит из корпуса с узкой и широкими основной и дополнительной камерами, установленными соответственно ниже и выше узкой камеры. Внутри корпуса концентрично расположен полый шток с поршнем, который расположен в исходном положении в узкой камере корпуса. Внутреннее пространство корпуса заполнено рабочей жидкостью, а поршень снабжен дросселирующими каналами. Предлагаемое устройство для ликвидации прихвата просто и дешево в изготовлении и использовании, имеет небольшое количество деталей, благодаря чему оно надежно в работе.

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к ударным устройствам, предназначенным для ликвидации прихватов аварийного оборудования в скважинах.

Известен «Ясс гидромеханический» (патент RU №2145659, МПК Е 21 В 31/113, 31/107, опубл. Бюл. №5 от 20.02.2000 г.), содержащий корпус, средняя часть которого выполнена в виде цилиндра, полые штоки с уплотнениями, соединенные друг с другом поршнем, разделяющим цилиндр на надпоршневую и подпоршневую полости, нижнюю пару наковален, одна из наковален которой установлена в верхней части корпуса на внутренней его поверхности, обратный клапан и дросселирующую насадку, в верхней части цилиндра выполнена кольцевая проточка, при этом цилиндр заполнен рабочей жидкостью, причем он содержит верхнюю и нижнюю поперечные перегородки, отделяющие цилиндр от верхней и нижней частей корпуса, тягу, установленную в верхней части корпуса и жестко соединенную с полым штоком, цилиндрическую вставку, установленную в поршне с возможностью радиального ее перемещения, второй обратный клапан, верхнюю пару наковален, в нижней части цилиндра выполнена кольцевая проточка, при этом обратные клапаны встроены в поршень, причем один из них установлен с возможностью пропуска рабочей жидкости из надпоршневой полости в подпоршневую, а второй установлен с возможностью пропуска рабочей жидкости из подпоршневой полости в надпоршневую, дросселирующая насадка установлена на одном из обратных клапанов, на входе в кольцевые проточки, на поверхности цилиндра выполнены продольные пазы, верхняя пара наковален установлена в верхней части муфты, нижняя пара установлена в нижней части тяги.

Известен также «Гидравлический ясс двойного действия» (патент RU №2230880, МПК Е 21 В 31/113, 31/107, опубл. Бюл. №17 от 20.06.2004 г.), включающий полый цилиндрический корпус, в средней части которого образован рабочий цилиндр, телескопически установленный в корпусе и связанный с ним шлицевым соединением шток со сквозным осевым каналом и поршнем в средней части, размещенным в рабочем цилиндре и имеющем дросселирующий канал, соединяющий между собой надпоршневую и подпоршневую полости рабочего цилиндра, заполненные гидравлической жидкостью, кольцевые

разделительные поршни, подвижно установленные выше и ниже рабочего цилиндра между корпусом и штоком, и разрывное устройство, удерживающее шток от перемещения относительно корпуса, при этом рабочий цилиндр на длине хода поршня образован размещенной внутри корпуса цилиндровой гильзой, в средней части уплотненной относительно корпуса, а по обе стороны от уплотнения образующей с корпусом кольцевые полости, посредством торцевых зазоров соответственно с надпоршневой и подпоршневой полостями рабочего цилиндра, и имеющей в стенке по разные стороны от уплотнения сквозные радиальные отверстия.

Недостатками вышеперечисленных конструкций являются:

- сложность в изготовлении и обслуживании;

- большое количество сложных в изготовлении деталей;

- для обслуживания требуется использование высококвалифицированных специалистов;

- и, как следствие, высокая стоимость и низкая надежность.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является «Устройство для ликвидации прихвата» (а.с. SU №1330301, МПК Е 21 В 31/113, 31/03, опубл. Бюл. №30 от 15.08.1987 г.), включающее корпус с узкой и широкой камерами, телескопически установленный в нем с возможностью осевого перемещения полый шток с обратным клапаном и поршнем, расположенным в исходном состоянии в узкой камере корпуса, пакер с нажимной втулкой, связанной со штоком посредством срезных штифтов, при этом в поршне выполнены радиальные каналы, причем клапан полого поршня размещен под ними, нажимная втулка установлена с возможностью ограниченного осевого перемещения относительно корпуса, а широкая камера выполнена ниже узкой, при этом выше узкой камеры может быть выполнена дополнительная широкая камера.

Недостатками данной конструкции являются:

- дросселирование жидкости при движении вниз происходит по контакту поршня с узкой камерой внутрискважинной жидкостью, что приводит к быстрому износу этих деталей и снижению надежности;

- наличие неконтролируемого соединения нажимной втулки со штоком срезными штифтами приводит к разрыву соединения при гидроударах, что приводит к неэффективной работе пакера.

Технической задачей данного предложения является создание простой в изготовлении и обслуживании, дешевой и надежной конструкции устройства для ликвидации прихвата в скважине.

Устройство для ликвидации прихвата включает корпус с узкой и широкими основной и дополнительной камерами, установленными соответственно ниже и выше узкой

камеры, полый шток с поршнем, расположенным в исходном положении в узкой камере корпуса.

Новым является то, что внутреннее пространство корпуса заполнено рабочей жидкостью, а поршень снабжен дросселирующими каналами.

На фиг.1 изображено устройство для ликвидации прихвата в скважине в исходном положении.

Устройство состоит из корпуса 1 с узкой 2 и широкими основной 3 и дополнительной 4 камерами, установленными соответственно ниже и выше узкой камеры 2.

Внутри корпуса 1 установлен полый шток 5, жестко соединенный с поршнем 6, который расположен в исходном положении в узкой камере 2 корпуса 1. Внутреннее пространство корпуса 1 заполнено рабочей жидкостью 7 (например, минеральным маслом), а поршень 6 снабжен дросселирующими каналами 8. Полый шток 5 имеет возможность ограниченного возвратно-поступательного перемещения в корпусе 1.

Несанкционированные перетоки рабочей жидкости 7 в устройстве предотвращаются уплотнительными кольцами 9 и 10.

Устройство для ликвидации прихвата работает следующим образом.

Перед началом работ по ликвидации прихвата в скважине внутреннее пространства корпуса 1 сверху и снизу заполняют рабочей жидкостью 7 посредством заливных отверстий, герметично закрываемых пробками (на фиг. не показано), при этом полый шток 5 с поршнем 6 находятся в исходном положении в узкой камере корпуса 1, как показано на фигуре.

После этого на устье скважины снизу посредством присоединительной резьбы 11 к устройству присоединяют ловильный инструмент (на фиг. не показано), а сверху устройство через муфту 12 присоединяют к рабочей колонне 13 согласно схеме и плану работ на ликвидацию прихвата в скважине.

Рабочую колонну 13 в сборе с устройством для ликвидации прихвата и ловильным инструментом спускают скважину (на фиг. не показано) в интервал, где находится прихваченное оборудование.

Далее производят захват прихваченного оборудования (на фиг. не показано) с помощью ловильного инструмента.

После захвата прихваченного оборудования начинают поднимать рабочую колонну 13 вверх, причем полый шток 5 с поршнем 6, находящиеся в исходном положении в начале узкой камеры 2, начинают медленно двигаться вверх, при этом происходит перетекание рабочей жидкости 7 из надпоршневой полости (то есть из узкой камеры 2, находящейся выше поршня 6 и широкой основной камеры 3) в подпоршневую полость (то

есть в узкую камеру 2, находящуюся ниже поршня 6 и широкую дополнительную камеру 4), благодаря дросселирующим каналам 8, выполненным в поршне 6 с расчетным диаметром d и обладающими большим гидравлическим сопротивлением, при этом поршень 6 находится в контакте с внутренней стенкой корпуса 1 на всем протяжении узкой камеры 2. Это позволяет увеличивать натяжение рабочей колонны 13 вплоть до его допустимого значения. Пройдя узкую камеру 2, полый шток 5 с поршнем б попадают в широкую основную камеру 3, при этом рабочая жидкость 7 свободно перетекает из надпоршневой полости в подпоршнеую полость. Давление жидкости в надпоршневой полости резко падает, усилие удерживающее рабочую колонну 13 в растянутом состоянии становится не значительным и полый шток 5 с поршнем 6 под воздействием упругого растяжения рабочей колонны 13 перемещаются в крайнее верхнее положение, при этом поршень 6 своим верхним торцом резко ударяет внутри по верхнему торцу корпуса 1. Этот удар через корпус 1 и ловильный инструмент передается нижерасположенному прихваченному оборудованию.

Если прихваченное оборудования не освободилось, то инструмент тут же разгружают, в результате чего полый шток 5 с поршнем б быстро перемещаются вниз, при этом происходит свободное перетекание рабочей жидкости 7 из подпоршневой полости (то есть узкой 2 и широкой дополнительной камеры 4, а также широкой основной камеры 3, находящейся ниже поршня 6) в надпоршневую полость (то есть в широкую основную камеру 3, находящуюся выше поршня 6).

Как только полый шток 5 с поршнем 6 попадают в узкую камеру 2, скорость их движения резко снижается, при этом дальнейшее перетекание рабочей жидкости 7 из подпоршневой полости в надпоршневую полость на протяжении всей длины узкой камеры 2 происходит благодаря дросселирующим каналам 8 в поршне б, оказывающим перетоку рабочей жидкости большое гидравлическое сопротивление.

В подпоршневой полости создается давление пропорциональное сжимающему усилию. Усилие сжатия накапливается в виде энергии упругой деформации сжатия рабочей колонны 13.

Когда полый шток 5 с поршнем 6 попадают в широкую дополнительную камеру 3, происходит свободное перетекание рабочей жидкости 13 из подпоршневой полости 4 в надпоршневую полость 3 и быстрое перемещение вниз полого штока 5 с поршнем 6. Давление жидкости в подпоршневой полости резко падает, а энергия упругого сжатия рабочей колонны 13 трансформируется в удар нижнего торца поршня 6 о нижний торец корпуса 1. Этот удар через корпус 1 и ловильный инструмент передается нижерасположенному прихваченному оборудованию.

При необходимости нанесения повторных ударов, если прихваченное оборудования все же не освободится, весь вышеописанный процесс повторяют.

Предлагаемое устройство для ликвидации прихвата просто и дешево в изготовлении и использовании, имеет небольшое количество деталей, благодаря чему оно надежно в работе.

Устройство для ликвидации прихвата, включающий корпус с узкой и широкими основной и дополнительной камерами, установленными соответственно ниже и выше узкой камеры, полый шток с поршнем, расположенным в исходном положении в узкой камере корпуса, отличающееся тем, что внутреннее пространство корпуса заполнено рабочей жидкостью, а поршень снабжен дросселирующими каналами.