Противовыбросовое устройство

 

Изобретение относится к области нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано при удалении гидратопарафиновых образований, геофизических исследованиях и других работах на кабеле для предотвращения аварийного выброса приборов нефтяной или газовой струей. Обеспечивает возрастание торможения при увеличении скорости аварийного перемещения вплоть до остановки устройства. Сущность изобретения: устройство содержит прибор, кабель, кабельную головку и элемент тормозящего взаимодействия с колонной или насосно-компрессорной трубой. Этот элемент выполнен в виде стержня. Он имеет срез в нижней части для вхождения в зазор между кабельной головкой и внутренней поверхностью колонны или насосно-компрессорной трубы и заклинивания устройства. Он закреплен верхней частью на кабеле выше прибора. Длина стержня выбрана из условия прогиба кабеля на участке стержня в период выброса прибора. В центральной части стержня выполнен выступ, контактирующий с кабелем для создания начального прогиба кабеля. На кабельной головке выполнена оппозитная стержню фаска с обеспечивающим поверхностный контакт углом, большим угла трения. 1 ил.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано при удалении гидратопарафиновых образований из колонны насосно-компрессорных труб (НКТ), при геофизических исследованиях и других работах на кабеле для предотвращения аварийного выброса приборов нефтяной или газовой струей, вырвавшейся из пласта, из-под гидратопарафиновой пробки или образовавшейся в результате взрывных работ в скважине и в тому подобных случаях.

Наиболее близким аналогом изобретения является противовыбросовое устройство для нефтяных и газовых скважин, содержащее прибор, кабель, кабельную головку и элемент для тормозящего взаимодействия с колонной насосно-компрессорных труб (в момент аварийного выброса приборов на кабеле нефтяной или газовой струей) - см., например, патент РФ 2143556 от 27.12.1999.

Недостатком известного устройства является то, что хотя устройство имеет элемент торможения, однако полной остановки устройства не происходит.

Задачей предложенного изобретения является устранение указанного недостатка. Техническим результатом, достигаемым при использовании изобретения, является возрастание торможения при увеличении скорости аварийного перемещения вплоть до остановки устройства.

Указанный технический результат достигается тем, что в противовыбросовом устройстве для нефтяных и газовых скважин, содержащем прибор, кабель, кабельную головку и элемент тормозящего взаимодействия с колонной или насосно-компрессорной трубой, согласно изобретению элемент тормозящего взаимодействия с колонной или насосно-компрессорной трубой выполнен в виде стержня, имеющего срез в нижней части, для вхождения в зазор между кабельной головкой и внутренней поверхностью колонны или насосно-компрессорной трубы и заклинивания устройства, и закрепленного верхней частью на кабеле выше прибора, длина стержня выбрана из условия прогиба кабеля на участке стержня в период выброса прибора, а в центральной части стержня выполнен выступ, контактирующий с кабелем для создания начального прогиба кабеля, при этом на кабельной головке выполнена оппозитная стержню фаска с обеспечивающим поверхностный контакт углом, большим угла трения.

Выбранная длина стержня и наличие в его центральной части выступа, контактирующего с кабелем, а значит, создающего его начальный прогиб, обеспечивают дальнейший прогиб кабеля при выбросе прибора, в результате чего стержень и кабельная головка сближаются и входят в контакт срезом и оппозитной фаской соответственно. Скользя по фаске кабельной головки, стержень входит в зазор между кабельной головкой и внутренней поверхностью колонны или насосно-компрессорной трубы 10 и расклинивает их, а при возрастании скорости скольжения и силы трения - заклинивается.

Выполнение среза стержня и фаски кабельной головки с углами, большими угла трения, позволяет стержню и кабельной головке отойти друг от друга в исходное положение после окончания выброса и начала подъема кабеля.

Предложенное устройство показано на чертеже и содержит кабель 1, прибор 2, стержень 3 с верхней частью 4, закрепленной на кабеле 1, и нижней частью 5 со срезом 6. В центральной части стержня 3 имеется выступ 7, контактирующий с кабелем 1 и задающий кабелю 1 начальный прогиб. На кабельной головке 8 выполнена фаска 9, оппозитная срезу 6, имеющая углы, обеспечивающие их поверхностный контакт. Величина угла выбрана больше угла трения, который, как известно, составляет 16^o для условий сухого трения. Длина стержня 3 выбрана из условия прогиба кабеля 1 на участке стержня 3 в период выброса прибора 2. Для работы устройство опускают в колонну или насосно-компрессорную трубу 10.

Устройство работает следующим образом.

Собранное, как показано на чертеже (фиг.1), противовыбросовое устройство опускают для работы в скважину в колонну или насосно-компрессорную трубу 10. Прибор 2, например нагреватель, растопляет гидратопарафиновые образования и опускается вниз. После прохождения пробки нагревателем скопившиеся под ней газы выбрасывают прибор 2 вверх. Участок кабеля 1 в районе стержня 3 прогибается от движения прибора 2 и кабельной головки 8, а также от предварительной деформации кабеля 1 выступом 7. Благодаря тому, что стержень 3 стоит на месте, кабельная головка 8 фаской 9 входит в контакт со срезом 6 в нижней части 5 стержня 3. Продвигаясь дальше, кабельная головка 8 и стержень 5 расклиниваются в колонне или насосно-компрессорной трубе 10, прилегая к ее стенкам. Чем больше давление газов на прибор 2 и выше его скорость, тем больше силы трения и силы расклинивания головки 8 и стержня 3, которые при достижении порогового значения остановят продвижение прибора 2.

После падения давления газов прибор 2 снова опускается в исходное состояние, так как углы фаски 9 и среза 6 выполнены большими угла трения, в связи с чем заклинивания в зоне контакта фаски 9 и среза 6 не происходит.

Точно также подъем кабеля 1 разъединяет контакт поверхностной фаски 9 и среза 6, если прибор остановился, например, при контакте с пробкой в процессе спуска прибора 2.

Надежность работы противовыбросового устройства обеспечивает повышение производительности скважинных работ.

Формула изобретения

Противовыбросовое устройство для нефтяных и газовых скважин, содержащее прибор, кабель, кабельную головку и элемент тормозящего взаимодействия с колонной или насосно-компрессорной трубой, отличающееся тем, что элемент тормозящего взаимодействия с колонной или насосно-компрессорной трубой выполнен в виде стержня, имеющего срез в нижней части, для вхождения в зазор между кабельной головкой и внутренней поверхностью колонны или насосно-компрессорной трубы и заклинивания устройства, и закрепленного верхней частью на кабеле выше прибора, длина стержня выбрана из условия прогиба кабеля на участке стержня в период выброса прибора, а в центральной части стержня выполнен выступ, контактирующий с кабелем для создания начального прогиба кабеля, при этом на кабельной головке выполнена оппозитная стержню фаска с обеспечивающим поверхностный контакт углом, большим угла трения.

РИСУНКИ

Рисунок 1