Устройство для герметизации и ввода гибкого элемента в скважину,находящуюся под давлением

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕРМЕТИЗАЦИИ И ВВОДА ГИБКОГО ЭЛЕМЕНТА В СКВАЖИНУ, НАХОДЯЩУЮСЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМ, включающее полый цилиндрический корпус, в котором установлены гидравлический уплотнительный элемент, приводной поршень, связанный с телескопически установленным относительно корпуса подвижным штоком, внутри которого установлен гидравлический уплотнительный элемент, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения долговечности уплотнительного элемента за счет устранения проскальзывания гибкого элемента и исключения аварийного выброса гибкого элемента из скважины , оно снабжено установленными под каждым уплотнительным элементом верхним и нижним захватами с приводами, причем привод верхних захватов и гидравлические камеры уплотнительных элементов связаны с одним источником гидравлического давления, а приводы нижних захватов связаны с инди (Л видуальным источником гидравлического давления и выполнены в виде дифференциальных поршней, полости под нижними торцами которых связаны со скважинным пространством.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧНжИХ

РЕСПУБЛИН

В 33 03

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

l! !

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОтнРытий (21) 3309328/22- 03 . (22) 26.06.81 (46) 30.04.84. Бюл. В 16 (72) А.К. Шевченко и Н.Н. Блинков (71) Волгоградский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (53) 622.245.7(088.8) (56) 1. Петров А.И. Методы и техника измерений при промысловых исследованиях скважин. М., "Нефть", 1972, с. 239-241.

2 ° Авторское свидетельство СССР

У 994686, кл. E 21 В 33/03, 1980 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕРМЕТИЗАЦИИ

И ВВОДА ГИБКОГО ЭЛЕМЕНТА В СКВАШНУ, НАХОДЯЩУЮСЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМ, включающее полый цилиндрический корпус, в котором установлены гидравлический уплотнительный элемент, приводной поршень, связанный с телескопичес„,Я0„„1089238 A ки установленным относительно корпуса подвижным штоком, внутри которого установлен гидравлический уплотнительный элемент, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения долговечности уплотнительного элемента за счет устранения проскальзывания гибкого элемента и исключения аварийного выброса гибкого элемента из скважины, оио снабжено установленными под каждым уплотнительным элементом верхним и нижним захватами с приводами, причем привод верхних захватов и гидравлические камеры уплотнительных элементов связаны с одним источником гидравлического давления, а при- а воды нижних захватов связаны с индивидуальным источником гидравлического давления и выполнены в виде диф- ференциальных поршней, полости под С нижними торцами которых связаны со ! скважинным пространством.

1089238

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к устройствам для герметизации и ввода гибкого элемента в скважину и может быть использовано при спуске в фонтанирующую скважину приборов илн инструментов, подвешенных на проволоке, тросе, кабеле.

Известно устройство для герметизации и ввода гибкого элемента в 10 скважину, находящуюся под давлением, с механизмом принудительной протяжки гибкого элем"нта, состоящим из кииематически Связанных роликовшестерен и ручного привода (1 ).

Недостатками этого устройства являются большая трудоемкость ручной протяжки гибкого элемента, а главное - отсутствие надежного сцепления роликов-шестерен с поверхнос- 20 тью гибкого элемента из-за смачивания ее скважннной жидкостью.

Известно также устройство для герметизации и ввода гибкого элемента. в скважину, находящуюся под давлени- 25 ем, включающее полый цилиндрический корпус, в котором установлен гидравлический уплотнительный элемент, приводной поршень, связанный с телескопически установленным относитель- З0 но корпуса подвижным штоком, внутри которого установлен гидравлический уплонительный элемент <23.

Уплотнительный элемент при высоком давлении в скважине ке сможет одновременно выполнять две функции— захватывать с одновременной герметизацией гибкий элемент, поскольку последний, смоченный скважинной жидкостью, проскальзывает в уплотнитель. 40 ном элементе и быстро изнашивается.

Цель изобретения — повышение долговечности уплотнительного элемента за счет устранения проскальзывания гибкого элемента и исключения аварийного выброса гибкого элемента из скважины.

55

Поставленная цель достигается тем, что устройство для герметизации ввода гибкого элемента в скважину, находящуюся под давлением, включающее полый цилиндрический корпус, в котором установлены гидравлический уплотнительный элемент, приводной поршень, связанный с телескопически установленным относительно корпуса подвижным штоком, внутри которого установлен гидравлический уплотнительный элемент, снабжено установленными под каждым уплотнительHbIN элементом верхним и нижним зах\ ватами с приводами, причем привод верхних захватов н гидравлические камеры уплотнительных элементов связаны с одним источником гидравлического давления, а приводы нижних захватов связаны с индивидуальным источником гидравлического давления и выполнены в виде дифференциальных поршней, полости под нижними торцами которых связаны со скважинным пространством.

На фиг. 1 показано устройство, общий вид; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 — узел Х на фиг. 1.

Устройство для герметизации и ввода гибкого элемента в скважину состоит из полого корпуса 1, внутри которого помещен поршень 2, жестко связанный с полым штоком 3, в верхней части 4 .которого установлен гидравлический уплотнительный элемент.

Средняя часть 5 связана жестко с нижней частью 6 корпуса, которая в свою очередь связана с разделительной газовой камерой 7, в которой установлен сальник 8. Для обеспечения возвратно-поступательного движения полого штока 2 предусмотрен двухпозиционный кран 9, имеющий питательную напорную линию 10, выход в атмосферу 11 . линию 12, связывающую кран 9 с верхней камерой 13, и линию 14 связывающую кран 9 с нижней камерой 15. Трехпозиционный кран 16 имеет питательную напорную линию 17, выход в атмосферу-18 линию 19 с гибким высоко.нанорным 1плангом 20, связывающую через канал 21 кран 16 с камерой 22 эластичного гидравлического уплотнительного элемента 23 и с кольцевой камерой 24 верхнего захвата гибкого элемента и линию 25, связывающую через канал 26 кран 16 с камерой 27 эластичного уплотнительного элемента 28 и с кольцевой камерой 29 верхнего захвата гибкого элемента. Верхние захваты гибкого элемента имеют приводы, выполненные в виде трех поршней 30 (31), которые связаны с обжимными плашками 32 (33).

Для обеспечения функционирования нижних захватов гибкого элемента пре дусмотрен трехпозиционный кран 34, имеющий питательную напорную линию

1089238 нем нижнем положении. Давление газа в разделительной газовой камере 7 не ниже давления в скважине, а дав4 ление в гидролинии 52 снижено настолько, чтобы сальник 8 только слегка касался гибкого элемента 50 и не ь- препятствовал его осевым перемещениям, а служил бы только препятст" вием для попадания скважинной жид10 кости в полости устройства, расположенные выше сальника 8. н.- После этого открывают коренную задвижку для обеспечения свободного

- спуска гибкого элемента 50 и с npu1s бором в скважину. Краном 16 сбрасывается давление в линии 19, при этом эластичный уплотнительный элемент 23 и плашки 32 поршней 30 освобождают гибкий элемент 50.

Затем с помощью крана 9 в камере

15 создается давление, за счет чего полый шток 3 перемещается в крайнее верхнее положение. После этого с помощью крана 16 в линии 19 вновь

2S создается давление, которое обеспечивает зажим гибкого элемента 50 эластичным уплотнительным элементом

23 и плашками 32 поршней 30, а из .линии 25 давление сбрасывается, при этом эластичный уплотнительный эле- мент 28 и плашки 33 поршней 31 разжимаются, освобождая гибкий элемент

50, и обеспечивают проход газа под давлением из линии 51 к дифферен35 циальному поршню 40., перемещая его вверх и прижимая конические сегменты 46 к гибкому элементу 50. Одновременно с помощью крана 34 давление гидролинии 35 поступает в камеру 42, 40 за счет чего дифференциальный поршень .43 удерживается в крайнем нижнем положении, а конические сегменты 47 отжаты от гибкого элемента 50 разрезным упругим кольцом 49. Затем

45 с помощью крана 9 в камере 13 создается давление, за счет чего полый шток 3 вместе с подвижным гидропревентором и с зажатым в нем гибким элементом 50 перемещается в крайнее нижнее положение.

35, выход в атмосферу 36, линию 37 с гибким высоконапорным шлангом 38, связывающую напорную камеру 39 дифференциального поршня 40 с краном 3 и линию 41, связывающую кран 34 с напорной камеро. 42 дифференциально

ro поршня 43. При этом дифференциал ные поршни 40 и 43 имеют каналы 44 и 45 для связи с атмосферой, а на верхних концах этих поршней располо жены непосредственно захваты, выпол ненные в виде трех конических сегме тов 46 (47), имеющих на внутренних поверхностях насечку, соответствующую по форме и направлению профилю и направлению проволочек навивки, подпружиненных изнутри разрезным упругим кольском 48 (49).

Для предотвращения попадания скважинкой жидкости на поверхность контакта рабочих узлов устройства с гибким элементом в процессе спуска гибкого элемента 50 в скважину, к разделительной газовой камере 7 и к сальнику 8 подведены соответственно высоконапорная газовая питательная линия 51 и питательная линия 52 для гидрообжима сальника 8 °

Устройство работает следующий образом.

Гибкий элемент 50 сматывается с лебедки, пропускается через устройство и присоединяется к опускаемому в скважину прибору или инструмен ту. Последний опускается затем в ка меру лубрикатора, установленную над аварийным плашечным превентором (ус ловио не показаны). При этом коренная задвижка (условно не показана) установленная под превентором, закрыта. Затем устройство закрепляетс на камере лубрикатора, обвязывается пневмогидролиниями, После проверки и. опрессовки всех соединений, в линиях 10 17, 52 и 5 последовательно создаются давления жидкости и газа, в результате чего эластичные уплотни ельные элементы и 28 и сальник 8 плотно обжимают гибкий элемент 50. Одновременно плашки 32 и 33 поршней 30 и 31 захватывают гибкий элемент 50, а давление газа, поступавшего из линии 51, действует на дифференциальный поршень 43, перемещая его вверх и прижимая конические сегменты 47 к гибкому элементу 50. При этом поршень 2 полого штока 3 зафиксирован в крайТаким образом, за один цикл (ход полого штока 3 вверх — вниз) происходит спуск гибкого элемента 50 в скважину, находящуюся под избыточным давлением, на величину, равную длине хода полого штока 3.

Манипулируя кранами 9, 16 и 34 в указанной последовательности, осу5 10892 ществляется спуск гибкого элемента в скважину с избыточным давлением на необходимую глубину.

Устройство позволит опускать в скважину под высоким давлением гибкий элемент с надежным его перехватом в гидропревенторах, устраняя трение в традиционном сальнике и исключая тяжелый ручной труд.

Фиксирование гибкого элемента дву-10 мя видами захватов происходит одновременно или раздельно в зависимости от конкретных условий спуска или подьема первого в скважину. И хотя оба вида захватов предназначены для фиксирования гибкого элемента, второй (нижний) захват начинает выпол38 Ь нять эту функцию только в критической (аварийной) ситуации, когда выталкивающие усилия скввжинного давления превосходят силы сопротивления, вызванные обжимом гибкого элемента первым (верхним) захватом и гибкий элемент начинает здесь проскальзывать. В этот момент включается в работу второй (нижний) захват, т.е.. при движении гибкого элемента вверх, он увлекает конические сегменты этого захвата и происходит его заклинивание.

Экономический эффект возникает, от повьппения долговечности работы уплотнительных элементов устройства.

1089238

3089238 л-А

Составитель И. Кепке

Редактор Е. Лушникова Техред В.Далекорей Корректор А. Ференц

Заказ 2890/29 Тираж 564 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4