Устройство для герметизации внутреннего пространства колонны насосно-компрессорных труб при спуске(подъеме) в скважину под давлением

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и используется для перекрытия внутреннего канала колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) при аварийных работах по подъему колонны НКТ из скважины под давлением на нефтегазопромыслах. Устройство содержит корпус, элементы фиксации корпуса внизу колонны НКТ, которые размещены в радиальном отверстии корпуса и в пазах кольцевой втулки, подпружинены и имеют возможность радиального перемещения. На корпусе в верхней его части установлены герметизирующие элементы. Кольцевая втулка подпружинена и имеет возможность осевого перемещения относительно корпуса. Устройство снабжено составной муфтой-ловителем, которая соединена резьбой с нижней трубой колонны НКТ. Во внутреннем канале муфты-ловителя выполнена цилиндрическая расточка с образованием уступа на ее торцах. Под расточкой внутренний канал сужен с образованием конусной фаски. Ниже фаски имеется посадочное отверстие. Муфта-ловитель позволяет достигнуть надежной герметизации между корпусом устройства и трубой НКТ за счет уплотнения кольцевого цилиндрического зазора между нижней частью корпуса устройства и посадочным отверстием в нижней части муфты-ловителя. 4 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и используется для перекрытия внутреннего канала колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) при аварийных работах по спуску (подъему) колонны НКТ в скважину под давлением на нефтегазопромыслах.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство для герметизации внутритрубного пространства колонны насосно-компрессорных труб, Патент Украины на полезную модель 157 К, содержащее корпус, элементы фиксации корпуса относительно трубы и герметизирующие элементы корпуса относительно трубы. Это устройство не является достаточно надежным по причине недостаточно стабильной герметичности между корпусом и трубой НКТ при низком давлении в скважине.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования устройства, в котором за счет введения в конструкцию муфты-ловителя достигается надежность герметизации и фиксации корпуса устройства относительно трубы.

Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве для герметизации внутреннего пространства колонны НКТ при спуске (подъеме) в скважину под давлением, содержащем корпус, элементы фиксации корпуса внизу колонны насосно-компрессорных труб и герметизирующий элемент, новым является то, что устройство снабжено составной муфтой-ловителем, которая соединена резьбой с нижней трубой колонны НКТ, во внутреннем канале муфты-ловителя выполнена цилиндрическая расточка с образованием уступа на ее торцах, под расточкой внутренний канал сужен с образованием конусной фаски, ниже конусной фаски внутренний канал образует посадочное отверстие, устройство снабжено подпружиненной кольцевой втулкой, которая установлена на корпусе устройства с возможностью осевого перемещения, на наружной поверхности втулки в нижней ее части выполнена конусная фаска, в корпусе устройства выполнено радиальное отверстие, в кольцевой втулке выполнены пазы, в радиальном отверстии корпуса и в пазах кольцевой втулки размещены с возможностью радиального перемещения подпружиненные в радиальном направлении элементы фиксации корпуса внизу колонны НКТ.

Муфта-ловитель позволяет достигнуть надежной герметизации между корпусом устройства и трубой НКТ за счет уплотнения кольцевого цилиндрического зазора между нижней частью корпуса устройства и посадочным отверстием в нижней части муфты-ловителя уплотнительными кольцами круглого или O-образного сечения, которые, как известно, обеспечивают высокую степень герметичности.

На фиг.1 изображено устройство в исходном положении, продольный разрез; на фиг.2 - устройство в рабочем положении, продольный разрез; на фиг.3 - вид А по фиг.1; на фиг.4 - вид Б по фиг.2.

Устройство содержит корпус 1. На корпусе 1 в верхней его части установлены герметизирующие элементы 2 манжетного типа, разделенные дистанционными втулками 3. В нижней части корпуса на его наружной цилиндрической поверхности установлены уплотнительные кольца 4 круглого сечения. Выше колец 4 на корпусе 1 установлена кольцевая втулка 5, подпружиненная вниз пружиной сжатия 6, установленной на корпусе 1 устройства над кольцевой втулкой 5. В нижней части втулки 5 на ее наружной поверхности выполнена конусная фаска 7. В радиальном отверстии корпуса 1 размещены фиксаторы 8, выполненные в виде штифтов. Фиксаторы 8 подпружинены между собой в радиальном направлении пружиной сжатия 9. На концах фиксаторов 8 выполнены лыски (см. фиг.3), которые входят в ответную часть фигурных пазов 10, выполненных в кольцевой втулке 5. При этом фиксаторы 8 находятся в сведенном утопленном в отверстии корпуса 1 положении в исходном положении устройства. На нижний конец колонны НКТ навинчена составная муфта-ловитель 12. Во внутреннем канале муфты-ловителя 12 выполнена цилиндрическая расширительная расточка 13. Ниже расточки 13 внутренний канал муфты-ловителя 12 имеет сужение с образованием конусной фаски 14, ниже конусной фаски 14 внутренний канал образует посадочное отверстие под нижнюю цилиндрическую часть корпуса 1 с уплотнительными кольцами 4.

Устройство работает следующим образом.

Перед спуском колонны НКТ 11 на ее нижний конец навинчивают составную муфту-ловитель 12 и спускают колонну в скважину. Пробку в виде корпуса 1 в сборе с герметизирующими элементами 2, разделительными дистанционными втулками 3, уплотнительными кольцами 4, кольцевой втулкой 5 и фиксаторами 8 через лубрикатор вводят во внутренний канал НКТ 11. При этом кольцевая втулка 5 поджата пружиной 6 вниз. Подпружиненные посредством пружины 9 фиксаторы 8 своими лысками входят в ответную часть фигурных пазов 10 кольцевой втулки 5 и таким образом зафиксированы в сведенном утопленном в корпусе 1 положении. Корпус 1 устройства при этом герметизируется во внутреннем канале НКТ 11 посредством герметизирующих элементов 2 манжетного типа. После этого во внутреннем канале НКТ 11 над пробкой создают избыточное давление, в результате чего пробка перемещается вниз и попадает в муфту-ловитель 12. Нижняя цилиндрическая часть корпуса 1 попадает в посадочное отверстие муфты-ловителя 12 и надежно герметизирует внутренний канал колонны НКТ 11 посредством уплотнительных колец 4 круглого сечения. При движении пробки вниз кольцевая втулка 5 наезжает своей конусной фаской 7 на ответную конусную фаску 14 муфты-ловителя 12 и отжимается по корпусу 1 вверх. При этом фигурный паз 10 втулки 5 съезжает с лысок фиксаторов 8, последние попадают в расширенную часть фигурного паза 10 и под действием пружины 9 раздвигаются в радиальном направлении до касания своими торцами стенки цилиндрической расширительной расточки 13 муфты-ловителя 12. Таким образом, происходит надежная фиксация корпуса 1 устройства в муфте-ловителе 12 в загерметизированном положении от перемещения вверх при действии скважинного давления.

Формула изобретения

Устройство для герметизации внутреннего пространства колонны насосно-компрессорных труб при спуске(подъеме) в скважину под давлением, содержащее корпус, элементы фиксации корпуса внизу колонны насосно-компрессорных труб и герметизирующий элемент, отличающееся тем, что устройство снабжено составной муфтой-ловителем, которая соединена резьбой с нижней трубой колонны насосно-компрессорных труб, во внутреннем канале муфты-ловителя выполнена цилиндрическая расточка с образованием уступа на ее торцах, под расточкой внутренний канал сужен с образованием конусной фаски, ниже конусной фаски внутренний канал образует посадочное отверстие, устройство снабжено подпружиненной кольцевой втулкой, которая установлена на корпусе устройства с возможностью осевого перемещения, на наружной поверхности втулки в нижней ее части выполнена конусная фаска, в корпусе устройства выполнено радиальное отверстие, в кольцевой втулке выполнены пазы, в радиальном отверстии корпуса и в пазах кольцевой втулки размещены с возможностью радиального перемещения подпружиненные в радиальном направлении элементы фиксации корпуса внизу колонны насосно-компрессорных труб.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4