E21B47 - Дослідження свердловин (регулювання тиску або потоку бурового розчину E21B 21/08; геофізичний каротаж G01V)
E21B33 / 03 - гирла свердловин; обладнання для цієї мети (клапанні пристрої для них E21B 34/02)
Власники патенту RU 2411343:
Товариство з обмеженою відповідальністю ТОВ "Георесурс" ВАТ "Газпром" (RU)
Лубрикатор відноситься до пристроїв, що забезпечує проведення геофізичних досліджень і робіт в нафтових і газових свердловинах приладами і інструментами на кабелі і дроті. Лубрикатор для дослідження нафтових і газових свердловин складається з превентора, приймальної камери і пристрої для контактної герметизації гнучкого елемента. Ущільнювача пристрій лубрикатора виконується у вигляді вузла, що містить контактний ущільнювач, натискну втулку, підпружинений поршень і різьбову втулку. Підпружинений поршень виконаний у вигляді перевернутого склянки з різьбовій втулкою як дна і одягнений на упор ущільнювача, розміщеного в порожнині склянки. Така конструкція лубрикатора забезпечує можливість здійснення поджима ущільнювача різьбовій втулкою або навантаження його за допомогою подпружиненного поршня незалежно один від одного. Технічний результат полягає в збільшенні ресурсу лубрікаторной установки, зменшенні витоку свердловинного флюїду в атмосферу, поліпшення екологічної обстановки і підвищення безпеки робіт. 1 мул.
Винахід відноситься до нафтової і газової промисловості, а саме до пристроїв, що забезпечує проведення геофізичних досліджень і робіт в нафтових і газових свердловинах приладами і інструментами на кабелі і дроті.
Відомий лубрикатор, що містить ущільнювальне пристрій для контактної герметизації каротажного кабелю, що включає корпус з встановленими в ньому контактним ущільнювачем і натискний втулкою, яка взаємодіє з різьбовій втулкою (Ю.В.Зайцев і ін. «Освоєння та ремонт нафтових і газових свердловин під тиском». М . Недра, 1982, стр.167-168).
Така конструкція ущільнювача пристрою дозволяє герметизувати гнучкий елемент (каротажний кабель або скребковий дріт) в процесі проведення спуско-підйомних операцій глибинних приладів в нафтових і газових свердловинах при надмірному тиску на гирлі.
У відомому пристрої герметизація створюється попередніми підтисканням ущільнювача, підтяжкою різьбової втулки і передачею зусилля затяжки на ущільнювач через натискну втулку.
Недоліком такого пристрою є те, що зміна ступеня впливу ущільнювача на гнучкий елемент для зниження витоків свердловинного флюїду можна виконати тільки при безпосередньому доступі оператора до різьбовій втулці. Це досить складно виконати, особливо при великій висоті лубрикатора або при роботі на свердловинах, продукція яких містить токсичні компоненти, такі як сірководень.
Відомий лубрикатор з пристроєм для контактної герметизації гнучкого елемента, що містить корпус з розміщеними в ньому контактним ущільнювачем і натискний втулкою, яка взаємодіє з підпружиненим поршнем, встановленим в гидроцилиндре, закріпленому на корпусі (Ю.В.Зайцев і ін. «Освоєння та ремонт нафтових і газових свердловин під тиском ». М. Недра, 1982, стр.167-168). Такий пристрій дозволяє забезпечити дистанційне регулювання навантаження ущільнювача подачею тиску в порожнину гідроциліндра.
Недоліком описаного даного пристрою є те, що для його роботи постійно потрібна наявність джерела високого тиску рідини, наприклад ручного плунжерного насоса, і лінії для з'єднання джерела високого тиску з гідроциліндром.
Відомий також лубрикатор, що містить пристрій для контактної герметизації гнучкого елемента, що включає корпус з розміщеними в ньому контактним ущільнювачем і натискний втулкою, яка взаємодіє з підпружиненим поршнем, встановленим в гидроцилиндре, який закріплений на корпусі; гідроциліндр додатково забезпечений різьбовій втулкою, встановленої з можливістю взаємодії з підпружиненим поршнем ( «General products catalog Hydrolex Inc. Easter Oil Tools Ptc. Ltd», стор.7). За допомогою цього пристрою навантаження ущільнювача або за рахунок попередньої підтяжки різьбової втулки, або шляхом подачі тиску в гідроциліндр, тобто реалізується можливість універсального застосування одного пристрою замість двох раніше згаданих.
Недоліком даного пристрою є те, що при попередньому навантаженні ущільнювача за допомогою різьбової втулки відбувається одночасне переміщення подпружиненного поршня пристрої, що зменшує робочий хід подпружиненного поршня і різко знижує ефективність ущільнювача при дистанційному навантаженні.
Таким чином, у відомих конструкціях лубрікаторних установок не представляється можливим при проведенні спуско-підйомних операцій компенсувати знос елементу ущільнювача за рахунок його попереднього стиснення. Це призводить до погіршення екологічної обстановки за рахунок підвищеного витоку свердловинного флюїду в атмосферу, створює необхідність превентивної заміни ущільнювача, що має невеликий знос, до початку свердловинних робіт.
Сутністю винаходу є підвищення надійності ущільнення гнучкого елемента в лубрикатори, зниження витоків свердловинного флюїду, зменшення витрат ущільнюючих елементів.
Це досягається тим, що ущільнювача пристрій для контактної герметизації гнучкого елемента лубрикатора виконується у вигляді конструкційного вузла, що містить контактний ущільнювач, натискну втулку, підпружинений поршень, встановлений в гидроцилиндре, і різьбову втулку, причому підпружинений поршень виконаний у вигляді перевернутого склянки з різьбовій втулкою як дна, який одягнений на закріплений в нижній частині гідроциліндра упор ущільнювача, розміщеного в порожнині склянки, в результаті чого забезпечується можливість про уществленія поджима ущільнювача різьбовій втулкою або навантаження його за допомогою подпружиненного поршня незалежно один від одного, що в кінцевому рахунку дозволяє здійснювати попередню компенсацію зносу ущільнювача в широких межах без обмеження ходу подпружиненного поршня.
При такому виконанні пристрою підтиск ущільнювача різьбовій втулкою або навантаження його за допомогою подпружиненного поршня здійснюється незалежно один від одного, у зв'язку з чим можна здійснювати попередню компенсацію зносу ущільнювача в широких межах без обмеження ходу подпружиненного поршня. Крім того, така конструкція істотно полегшує заміну ущільнювача, для чого необхідно лише вивернути з верхньої частини подпружиненного поршня різьбову втулку, витягти натискну втулку і ущільнювач.
При роботі ущільнювача пристрою в процесі забезпечення герметизації гнучкого елемента за рахунок навантаження ущільнювача за допомогою подпружиненного поршня навантаження на ущільнювач створюється при мінімальному терті об стінки корпусу, оскільки ущільнювач, розміщений в самому підпружиненому поршні, не має як нибудь істотного переміщення по відношенню до внутрішньої стінки подпружиненного поршня. Зона максимального стиснення ущільнювача, яка забезпечує герметизацію гнучкого елемента, створюється в нижній його частині на контакті з упором гідроциліндра, тобто з боку дії свердловинного флюїду. При цьому сили тертя переміщення ущільнювача щодо стінки подпружиненного поршня і щодо герметизируемой елемента спрямовані в протилежні сторони, що знижує нерівномірність контактних тисків між ущільнювачем і гнучким елементом. Це збільшує зносостійкість і герметичність ущільнювача, а також знижує опір при русі гнучкого елемента. При знятті навантаження з подпружиненного поршня зниженням керуючого тиску забезпечується більш надійна розгерметизація ущільнювача, який переміщається під дією свердловинного флюїду. Одночасно забезпечується утворення зазору між гнучким елементом і ущільнювачем за рахунок расклинивающего дії свердловинного флюїду. Це виключає ефект самозапиранням (схлопування) ущільнювача під дією високого тиску свердловинного флюїду. Таке явище має місце при роботі з відомими ущільнювачів пристроями на свердловинах з високим надлишковим тиском на гирлі.
Таким чином, використання запропонованого технічного рішення дозволяє значно підвищити ефективність роботи в пристроях для контактної герметизації гнучкого елемента.
Винахід було реалізовано при виготовленні та випробуванні лубрикатора в польових умовах для дослідження нафтових і газових свердловин.
На кресленні представлена схема пристрою в розрізі.
Пристрій складається з гідроциліндра 1 з радіальним отвором 2. У гидроцилиндре 1 встановлений упор 3, на який одягнений підпружинений поршень 4, виконаний у вигляді склянки, підпирають знизу пружиною 5. У порожнині 6 подпружиненного поршня 4 встановлений ущільнювач 7 гнучкого елемента 8, нажимная втулка 9 і різьбова втулка 10. резьбовая втулка 10 є дном склянки, замикаючим порожнину 6. Між гідроциліндром 1 і поршнем 4 є кільцева щілина 11, яка повідомлена з штуцером 12, закріпленим в стінці гідроциліндра 1. На гидроцилиндре 1 встановлено пов ротний кронштейн 13, забезпечений підшипниками 14 і 15. Поворотний кронштейн 13 зафіксований від осьового переміщення вгору за допомогою кільця 16. На кронштейні 13 встановлена стійка 17 з поворотним блоком 18 і обмежувачем 19. У нижній частині гідроциліндра 1 є накидна гайка 20 для закріплення пристрою на трубах камери лубрикатора (не показана).
Робота пристрою полягає в наступному.
Пристрій монтується на верхній трубі камери лубрикатора за допомогою накидної гайки 20. Ущільнювач 7 з пропущеним через пристрій гнучким елементом 8 попередньо навантажується різьбовій втулкою 20. При цьому створюється навантаження на ущільнювач 7 через натискну втулку 9, що забезпечує поджатие ущільнювача 7 і вибірку зазору між ущільнювачем 7 і гнучким елементом 8. Після установки пристрою на трубах камери лубрикатора за допомогою накидної гайки 20 і пропуску ущільнюється елемента 8 через поворотний блок з обмежувачем 19 виробляють вирів Іван тиску в камері лубрикатора і в свердловині, після чого виконують спуск приладу, підвішеного на кабелі або дроті 8, в свердловину. В процесі спуску приладу в разі підвищеного пропуску свердловини середовища через зазор між ущільнювачем 7 і ущільнюються елементом проводиться підтиск поршня 4 робочою рідиною через штуцер 12 і кільцеву щілину 10. Поршень 4, рухаючись вниз, переміщує разом з собою різьбову втулку і натискну втулку 9, яка забезпечує деформування ущільнювача 7 на контакті з упором 3. Деформація ущільнювача 7 забезпечує перекриття зазору між ущільнювачем 7 і ущільнюються елементом 8 в нижній частині ущільнювача 7, що призводить до скорочення пропусків ск Важин середовища.
Поворотний блок 18, встановлений на поворотному кронштейні 13 з підшипниками 14 і 15, є Самоустановлювальні опорою ущільнюється елемента 8 і запобігає останній від зносу при проведенні спуско-підйомних операцій. Після спуску приладу на задану глибину тиск робочої рідини в кільцевої щілини 11 збільшують. Це викликає подальше опускання поршня 4 вниз і забезпечує повну деформацію ущільнювача 7, який перекриває зазор між ущільнюються елементом 8 і ущільнювачем 7 і забезпечує повне перекриття витоків свердловини середовища в атмосферу.
При відсутності необхідності повної ліквідації витоків свердловини середовища в процесі проведення робіт можна обмежитися попередніми поджатием ущільнювача 7, різьбовій втулкою 10 без застосування в подальшому гідравлічного управління.
Технічний результат виражається в підвищенні надійності ущільнення гнучкого елемента в лубрикатори, зниженні витоків свердловинного флюїду, зменшенні витрат ущільнюючих елементів.
Лубрикатор для дослідження нафтових і газових свердловин, що складається з превентора, приймальної камери і пристрої для контактної герметизації гнучкого елемента (каротажного кабелю або скребковий дроту), що містить ущільнювач, натискну втулку, підпружинений поршень, встановлений в гидроцилиндре, і різьбову втулку, що відрізняється тим, що підпружинений поршень виконаний у вигляді перевернутого склянки з різьбовій втулкою як дна, надягнутого на закріплений в нижній частині гідроциліндра упор ущільнювача, розміщеного в порожнині стакан , В результаті чого забезпечується можливість здійснення поджима ущільнювача різьбовій втулкою або навантаження його за допомогою подпружиненного поршня незалежно один від одного, що в кінцевому рахунку дозволяє здійснювати попередню компенсацію зносу ущільнювача в широких межах без обмеження ходу подпружиненного поршня.