Сваб

 

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано в установках для подъема жидкостей из скважины. Устройство содержит обратный клапан, корпус с кольцевыми буртиками, уплотнительные элементы и эластичную манжету с защитной втулкой. Уплотнительные элементы выполнены с боковыми прорезями и установлены на корпусе с возможностью радиального перемещения. В боковых прорезях установлены перемычки с боковыми выступами. Полость между манжетой и корпусом сообщена с надсвабным пространством. Перемычки дополнительно снабжены торцевыми выступами. Изобретение позволяет повысить надежность работы и расширить область применения. 2 ил.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано в установках для подъема жидкостей из скважин.

Известен сваб для очистки и освоения скважин (а.с. СССР N 1761941, МКИ E 21 В 37/00), содержащий цилиндрический корпус с осевым каналом и поперечными выступами на наружной поверхности, размещенными в кольцевых канавках рабочего органа, выполненного в виде связанных подвижно в радиальном направлении и подпружиненных относительно корпуса уплотнительных элементов, верхнюю и нижнюю поджимные ограничительные гайки и перекрыватель осевого канала.

Недостатком сваба является его невысокая долговечность вследствие повышенного износа уплотнительных элементов, так как они постоянно прижаты к стенкам труб как при рабочем ходе сваба вверх, когда это необходимо, так и при холостом ходе сваба вниз, когда это прижатие является бесполезным и затрудняет спуск сваба.

Наиболее близким по технической сущности является сваб (патент РФ N 2076244, МКИ F 04 В 47/02), содержащий обратный клапан, корпус с установленными на нем с возможностью радиального перемещения уплотнительными элементами, имеющими с боков прорези, в которых установлены перемычки. Между корпусом и уплотнительными элементами расположена эластичная манжета с защитной втулкой. Радиальное перемещение уплотнительных элементов ограничивается кольцевыми буртиками. Перемычки выполнены с боковыми выступами, за счет чего удерживаются между уплотнительными элементами на свабе.

Однако для обеспечения увеличенного радиального перемещения уплотнительных элементов, позволяющего работать свабу в колонне, собранной из труб с большими отклонениями от их номинального внутреннего диаметра, боковые выступы перемычек конструктивно могут иметь весьма ограниченные размеры и вследствие этого небольшую зону контакта с уплотнительными элементами. В процессе работы сваба многочисленные удары уплотнительных элементов о торцы труб в муфтовых соединениях приводят к увеличению люфта в местах контакта уплотнительных элементов с корпусом сваба, вследствие чего появляется возможность увеличения расстояния между соседними уплотнительными элементами на величину, достаточную для выхода одного из боковых выступов перемычки из зацепления с уплотнительным элементом. Это приводит к выпаданию перемычек, потере работоспособности сваба и возможности его заклинивания в колонне труб, что снижает надежность работы сваба.

Целью изобретения является повышение надежности работы сваба за счет исключения возможности выпадения перемычек и расширение области применения.

Указанная цель достигается тем, что в свабе, содержащем обратный клапан, корпус с кольцевыми буртиками, установленные на корпусе с возможностью радиального перемещения уплотнительные элементы, выполненные с боковыми прорезями, в которых установлены перемычки, выполненные с боковыми выступами, и эластичную манжету с защитной втулкой, полость между которой и корпусом сообщена с надсвабным пространством, перемычки дополнительно снабжены торцевыми выступами, расположенными в соответствующих выемках, выполненных в уплотнительных элементах.

Такое выполнение сваба исключает возможность выпадания перемычек в процессе эксплуатации, что повышает надежность его работы.

На фиг. 1 представлен сваб, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез.

Сваб содержит корпус 1, выполненный с осевым каналом 2, кольцевыми буртиками 3, и обратный клапан 4. На корпусе установлены с зазорами между собой и корпусом уплотнительные элементы 5, радиальное перемещение которых ограничивается вышеупомянутыми буртиками. Под верхним кольцевым буртиком расположены радиальные направляющие 6. Между манжетой и корпусом образована полость 9, сообщенная с надсвабной полостью 10 колонны труб 11. С боков уплотнительных элементов выполнены прорези 12, в которых установлены перемычки 13, выполненные с боковыми 14 и торцевыми 15 выступами, размещенными в соответствующих выемках, выполненных на уплотнительных элементах. Перемычки могут быть расположены на уплотнительных элементах как в один ряд (что представлено в данном примере), так и в несколько рядов. Присоединенный к тяговому органу и грузам (не показаны) сваб помещается в колонну труб.

Сваб работает следующим образом.

Сваб, помещенный в колонну труб, под действием веса грузов (не показаны) идет вниз. При ходе сваба вниз уплотнительные элементы 5 и расположенные между ними перемычки 13 без поджатия, а значит практически без износа, скользят по стенкам труб 11. В это же время жидкость перетекает через открытый обратный клапан 4 в надсвабную полость 10, при этом давление жидкости в колонне труб над и под свабом одинаково. Радиальность перемещений уплотнительных элементов при изменении диаметров труб колонны обеспечивается радиальными направляющими 6.

При ходе сваба вверх обратный клапан закрывается, давление в полости 10 колонны труб над свабом и в сообщенной с ней полостью 9 возрастает. Возникающий перепад давлений действует на внутреннюю поверхность эластичной манжеты 7 и передается через защитную втулку 8 на уплотнительные элементы 5, поджимая их к стенкам труб с усилием, достаточным для предотвращения утечек между ними и стенками труб.

Тяжелые условия работы сваба, большие нагрузки, высокое содержание механических примесей в поднимаемой жидкости, удары о торцы труб в муфтовых соединениях со временем неизбежно приводят к износу уплотнительных элементов, к увеличению люфтов в их соединениях с корпусом и к возможности увеличения расстояния между соседними уплотнительными элементами. Торцевые выступы 15, которыми дополнительно снабжены перемычки, при любых возможных в колонне труб при эксплуатации сваба перемещениях уплотнительных элементов относительно друг друга имеют гарантированную большую зону контакта с последними, что исключает возможность выпадания перемычек и повышает надежность его работы.

Использование описываемого сваба повышает надежность проведения работ, позволяет своевременно и в заданном режиме производить отбор жидкости из скважины, что увеличивает вероятность достижения желаемого технологического эффекта.

Конструкция устройства при соответствующем увеличении размеров составных частей может быть использована в качестве самоуплотняющегося пакера для перекрытия межтрубного пространства скважины, а также для проведения свабирования по эксплуатационной колонне скважины, что расширяет область применения сваба и повышает рентабельность проводимых работ по воздействию на призабойную зону продуктивного пласта.

Формула изобретения

Сваб, содержащий обратный клапан, корпус с кольцевыми буртиками, установленные на корпусе с возможностью радиального перемещения уплотнительные элементы, выполненные с боковыми прорезями, в которых установлены перемычки, выполненные с боковыми выступами, эластичную манжету с защитной втулкой и полость между манжетой и корпусом, сообщенную с надсвабным пространством, отличающийся тем, что перемычки дополнительно снабжены торцевыми выступами.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2