устройство для ремонта эксплуатационных скважин

Формула изобретения

Устройство для ремонта эксплуатационных скважин, включающее полый цилиндрический корпус с установленным на нем фиксирующим элементом, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительными корпусами с фиксирующими элементами, каждый фиксирующий элемент включает плашки, плашкодержатель и центратор, каждый последующий нижерасположенный корпус смещен относительно вышерасположенного в горизонтальной плоскости на угол, определяемый из соотношения:

где - угол смещения, град;

n - количество корпусов с фиксирующими элементами,

при этом корпуса соединены между собой резьбовыми соединениями и зафиксированы винтами от саморазвинчивания.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для ремонта эксплуатационных скважин.

Известно устройство, применяемое для ремонта эксплуатационных скважин в случае обрыва в них труб, включающее полый цилиндрический корпус с установленным на нем фиксирующим элементом [а.с. СССР №1375793].

Недостатком устройства является сложность заведения внутрь оборвавшейся трубы ввиду отсутствия в конструкции устройства центрирующего элемента и недостаточная надежность захвата и удержания ловимых труб при их извлечении из скважины, приводящая к отсоединению и повторному обрыву ловимых труб из-за недостаточной грузоподъемности устройства по причине малой площади зацепления ловимых труб с фиксирующим элементом.

Известно устройство, применяемое для ремонта эксплуатационных скважин в случае обрыва в них труб, включающее полый цилиндрический корпус с установленным на нем фиксирующим элементом [пат. РФ №2146755].

Недостатком устройства является недостаточная надежность захвата и удержания ловимых труб при их извлечении из скважины, приводящая к отсоединению и повторному обрыву ловимых труб из-за недостаточной грузоподъемности устройства по причине малой площади зацепления ловимых труб с фиксирующим элементом.

Задача, стоящая при создании устройства, состоит в разработке надежного и безотказного в работе механизма, особенно в условиях мобильности капитального ремонта скважин.

Достигаемый технический результат, который получается в результате создания изобретения, состоит в повышении надежности захвата и удержания ловимых труб при извлечении их из скважины при минимальных затратах на монтаж и техническое обслуживание.

Технический результат достигается тем, что в известном устройстве для ремонта эксплуатационных скважин, включающем полый цилиндрический корпус с установленным на нем фиксирующим элементом, в отличие от прототипа оно снабжено дополнительными корпусами с фиксирующими элементами, каждый фиксирующий элемент включает плашки, плашкодержатель и центратор, каждый последующий нижерасположенный корпус смещен относительно вышерасположенного в горизонтальной плоскости на угол, определяемый из соотношения

где - угол смещения, град;

n - количество корпусов с фиксирующими элементами,

при этом корпуса соединены между собой резьбовыми соединениями и зафиксированы винтами от саморазвинчивания.

На фиг.1 показано заявляемое устройство (для примера показано с двумя фиксирующими элементами), на фиг.2. - вид А на фиг.1, на фиг.3 - вид Б на фиг.1 с указанием угла смещения , образованного между осями O₁-O₁ и О ₂-О₂, относящимися соответственно к (n-1) и n фиксирующим элементам.

Устройство состоит из ряда корпусов 1 с фиксирующими элементами, каждый из которых включает плашкодержатель 2, плашки 3 и центратор 4. К нижнему корпусу присоединен наконечник 5,

Корпус 1 представляет собой цилиндрическое тело с центральным или центрально-радиальным отверстием. В нижней части корпуса 1 на боковых поверхностях выполнены три наклонных плоскости с продольными выступами, на которых устанавливаются плашки 3 фиксирующего элемента вместе с плашкодержателем 2 и центратором 4. Каждый последующий нижерасположенный корпус 1 смещен относительно вышерасположенного в горизонтальной плоскости на угол, определяемый из соотношения

где - угол смещения, град;

n - количество корпусов с фиксирующими элементами.

Корпуса 1 соединены между собой, с наконечником 5 и с колонной бурильных труб резьбовыми соединениями.

Корпуса 1 устройства и наконечник 5 зафиксированы винтами 6 от саморазвинчивания.

Увеличение числа корпусов с фиксирующими элементами и смещение их относительно друг друга в горизонтальной плоскости под оптимальным углом позволяет увеличить площадь зацепления и равномерность захвата плашек 3 фиксирующих элементов устройства с ловимыми трубами, с одной стороны, и осуществлять, с другой стороны, сцепление плашек 3 фиксирующих элементов не в одной, а в разных вертикальных плоскостях. Это особенно важно при имеющейся конструктивной и приобретенной в процессе обрыва овальности ловимых труб. Размещение плашек 3 фиксирующих элементов в разных вертикальных плоскостях, помимо прочего, снижает вероятность повторного обрыва ловимых труб, так как при скольжении зубьев плашек 3 верхнего фиксирующего элемента, в случае размещения плашек 3 нижнего фиксирующего элемента в той же плоскости, скольжение зубьев плашек 3 верхнего фиксирующего элемента по образованной полосе скольжения неизбежно, а в случае размещения плашек 3 нижнего фиксирующего элемента в другой плоскости, скольжения зубьев плашек 3 верхнего фиксирующего элемента по образованной полосе скольжения не будет и позволит предотвратить повторный обрыв ловимых труб.

Устройство работает следующим образом.

На поверхности собирают заявленное устройство из n-числа корпусов 1. Количество корпусов 1 зависит от глубины расположения ловимых труб и веса оборванной колонны труб. При сборке устройства нижерасположенные корпуса 1 последовательно смещают относительно вышерасположенного корпуса в горизонтальной плоскости на величину угла, приведенного в формуле изобретения, и фиксируют в этих положениях винтами 6, предотвращающих самопроизвольное их раскручивание.

После этого на колонне бурильных труб устройство без вращения опускают в скважину, осторожно вводят в ловимую трубу (не показано), продолжают спуск до требуемой глубины. Центраторы 4 фиксирующих элементов скользят по стенке эксплуатационной колонны наклонной скважины и центрируют устройство относительно оси скважины, а наконечник 5, служащий направляющей, не позволяет устройству упереться в торец ловимой трубы. При входе устройства в ловимую трубу центраторы 4 фиксирующих элементов центрируют устройство относительно оси ловимой трубы. Вращением вправо освобождают плашки 3 фиксирующих элементов вместе с плашкодержателем 2 из верхнего фиксирующего положения, создаваемого путем зацепления выступов на задних сторонах плашки 3 фиксирующих элементов с выступами на наклонных плоскостях на корпусах 1. Под действием собственного веса плашки 3 фиксирующих элементов по наклонным плоскостям корпусов 1 спускаются вниз. В результате они выступают за габариты корпусов 1 и заклиниваются между корпусами 1 и внутренней стенкой ловимых труб. Последующим натяжением колонны бурильных труб вверх происходит дальнейшая врезка зубьев плашек 3 фиксирующих элементов в тело ловимой трубы. Для надежного зацепления плашек 3 фиксирующих элементов с внутренней стенкой ловимых труб и удержания труб при извлечении из скважины нижерасположенные корпуса 1 с фиксирующими элементами смещены относительно друг друга в горизонтальной плоскости на величину угла, приведенного в формуле изобретения.

С увеличением числа корпусов с фиксирующими элементами возрастает площадь и равномерность зацепления плашек 3 фиксирующих элементов с ловимой трубой, повышается надежность извлечения ловимых труб из скважины, увеличивается грузоподъемность извлекаемых из скважины труб.

Предлагаемое устройство обеспечивает надежный захват и извлечение ловимых труб из скважины, обладает несложной конструкцией, удобно при монтаже и обслуживании. Оно может ловить трубы как за внутреннюю поверхность верхнего конца, так и за участок, расположенный ниже, или за внутреннюю поверхность любой из следующей неповрежденной трубы. Предлагаемое устройство позволяет значительно повысить надежность захвата и удержания ловимых труб, увеличить грузоподъемность и массу извлекаемых из скважины труб и, в конечном итоге, обеспечить надежность ремонта эксплуатационных скважин за счет сокращения времени их простоя в случае аварии.