Агрегат подземного ремонта скважин с непрерывной колонной гибких труб

 

Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию, в частности к устройствам для выполнения подземного ремонта скважин с использованием колонны гибких труб. Сущность изобретения заключается в том, что ось вращения барабана для намотки колонны гибких труб параллельна оси транспортной базы, которая при рабочем положении агрегата проходит через ось скважины, что обеспечивает повышение долговечности гибкой колонны труб. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию, а именно к устройствам для выполнения подземного ремонта скважин с использованием колонны гибких труб, и служит для выполнения внутрискважинных работ - промывка скважин, удаление гидратных и парафиновых пробок и т. п.

Известна конструкция агрегата подземного ремонта с использованием колонны гибких труб, содержащего транспортную базу, на раме которой установлена кабина управления, трансмиссия, барабан для намотки гибкой трубы, трубоукладчик, эжектор, обеспечивающий принудительное перемещение гибкой трубы, механизмы перевода эжектора и кабины управления в рабочее положение, герметизатор устья [1].

Недостатком этой конструкции является низкая долговечность гибкой колонны труб, обусловленная, с одной стороны двукратным циклом изгиба трубы при ее спуске и извлечении из скважины. Первый цикл изгиба трубы имеет место при ее сматывании с барабана - труба из согнутого положения распрямляется. Второй цикл изгиба - при входе в эжектор, где труба из прямолинейной формы повторно изгибается, перед тем как попасть в эжектор. Помимо этого, взаимное расположение кабины оператора, барабана и устьевого оборудования исключает одновременный контроль за их функционированием.

Технической задачей, решаемой предлагаемым устройством, является увеличение долговечности гибкой колонны труб, основной причиной выхода из строя которой является малоцикловая усталость, обусловленная многократным деформированием трубы с образованием пластических деформаций.

Указанная задача решается за счет изгиба гибкой трубы в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Это достигается за счет того, что ось вращения барабана для намотки колонны гибких труб параллельна оси транспортной базы, которая при рабочем положении агрегата проходит через ось скважины. В вертикальной плоскости труба изгибается при выходе (входе) в эжектор, а во взаимно перпендикулярной ей вертикальной плоскости - при намотке на барабан. В результате зона максимальных пластических деформаций (а соответственно и напряжений) при первом изгибе не совпадает с зоной максимальных пластических деформаций при намотке на барабан. Это способствует увеличению долговечности трубы.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемое решение соответствует критерию "новизна".

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявленное решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "изобретательский уровень".

Схема агрегата подземного ремонта приведена на чертежах, где на фиг. 1 приведен общий вид агрегата в транспортном положении, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - показан агрегат в рабочем положении на скважине, вид сбоку; на фиг. 4 - то же, вид сверху; на фиг. 5 показан вариант исполнения агрегата, вид сбоку в рабочем положении.

Агрегат устроен следующим образом (фиг. 3). На раме 1 транспортной базы 2 установлена рама агрегата 3, в средней части которой установлен барабан 4 для колонны гибких труб 5. Для укладки трубы на барабан при наматывании и сматывании служит укладчик 6.

За кабиной водителя транспортной базы 2 располагается бак масляной системы 7, а рядом с ним (в, транспортном положении) находится кабина оператора 8 (фиг. 1). В рабочем положении кабина оператора 8 находится сбоку агрегата (фиг. 4). (На фиг. 3 кабина оператора условно не показана).

В кормовой части агрегата (фиг. 3) расположен эжектор 9, в верхней части которого установлено направляющее устройство 10. Под эжектором 9 располагается уплотнитель 11 гибкой трубы 5 и, при необходимости, узел превентора. Эжектор 9, направляющее устройство 10, уплотнитель 11 - располагаются над устьем скважины 12 с устьевым оборудованием 13 и закреплены на стойках 14.

Механизм установки эжектора 9 выполнен в виде двухзвенного шарнирного механизма, одно из звеньев 15 которого шарнирно закреплено на раме 3 агрегата, а на втором звене 16 шарнирно закреплен эжектор 9. Перемещение звеньев 15, 16 и эжектора 9 относительно друг друга обеспечивается приводными гидроцилиндрами, которые условно не показаны.

В рабочем положении рама 3 агрегата опирается на грунт посредством четырех аутригеров 17.

Вариант исполнения агрегата (фиг. 5) предусматривает выполнение механизма установки эжектора 9 в виде гидравлического подъемника, состоящего из стоек 18, шарнирно соединенных с рамой агрегата 3 и служащих направляющими для подвижной площадки 19, на которой смонтирован эжектор 9. Перемещение площадки 19 относительно стоек 18 осуществляется гидравлическими цилиндрами, которые на рисунке условно не показаны. В рабочем положении под заднюю кромку площадки 19 устанавливаются две стойки 14. В нижней части стойки 18 имеется аутригер 20.

В рабочем положении агрегата стойки 18 устанавливаются вертикально, а в транспортном - горизонтально.

Для нагнетания технологической жидкости в колонну гибких труб в процессе проведения операций подземного ремонта, агрегат оборудован насосом 21 (винтовым или многоступенчатым центробежным): расположенным вдоль борта транспортной базы и имеющим гидропривод. Питание исполнительных органов гидропривода обеспечивается блоком насосов 22, приводимым в действие от коробки отбора мощности ходового двигателя транспортной базы.

Разворачивание агрегата на скважине перед проведением подземного ремонта осуществляется следующим образом. В транспортном положении кабина 8 располагается между кабиной водителя 2 транспортной базы и барабаном 4 (см. фиг. 1 и 2). В процессе подготовки к работе стрела, на которой смонтирована кабина 8 поворачивается вокруг оси примерно на 90^o и занимает положение, показанное на фиг. 4.

Затем включается механизм подъема эжектора (независимо от варианта его исполнения), который обеспечивает его подъем на высоту, определяемую высотой устья скважины 12 и оборудования 13 смонтированного на нем.

После подъема эжектора окончательно корректируется положение агрегата относительно устья скважины и выдвигаются аутригеры 17 (20), устанавливаются стойки 14.

Положение кабины при работе агрегата (см. фиг. 4) обеспечивает оператору хороший обзор и барабана 4 с наматываемой (сматываемой) гибкой трубой 5, взаимодействующей с укладчиком 6, и зоны устья скважины 12. Минимальный угол обзора, необходимый оператору при работе показан на фиг. 4 и обозначен "A".

Сворачивание агрегата после выполнения операций подземного ремонта выполняется в обратном порядке.

В процессе работы агрегата гибкая труба с барабана 4 через укладчик 5 направляется на направляющую 10 эжектора 9 и подается последним через герметизатор 11 в полость скважины 12. При подъеме трубы укладчик 5 обеспечивает равномерную намотку трубы 5 на барабан 4. При этом происходит изгиб трубы 5 в двух взаимно перпендикулярных плоскостях при сматывании (наматывании) с барабана и при входе (выходе) в эжектор. Это способствует увеличению срока службы трубы. Этому так же способствует хороший обзор за работой укладчика, свободным участком трубы 5 между укладчиком 6 и направляющей 10.

Источник информации 1. А.С. СССР N 1439197, E 21 B 19/00, 19/22, 1988.

Формула изобретения

1. Агрегат подземного ремонта скважин с использованием непрерывной колонны гибких труб, содержащий транспортную базу, на раме которой установлена кабина управления, трансмиссия, барабан для намотки гибкой трубы, эжектор, обеспечивающий принудительное перемещение гибкой трубы, механизмы перевода эжектора и кабины управления в рабочее положение, герметизатор устья, отличающийся тем, что ось вращения барабана для намотки колонны гибких труб параллельна оси транспортной базы, которая при рабочем положении агрегата проходит через ось скважины.

2. Агрегат подземного ремонта скважин по п.1, отличающийся тем, что кабина оператора выполнена подвижной и установлена на консоли, ось вращения которой расположена у заднего по ходу движения транспортной базы торца барабана для намотки труб.

3. Вариант исполнения агрегата по п.1, отличающийся тем, что механизм установки эжектора выполнен в виде двухзвенного шарнирного механизма, одно из звеньев которого шарнирно закреплено на раме агрегата, а на втором звене шарнирно закреплен эжектор, причем перемещение звеньев и эжектора относительно друг друга обеспечивается приводными гидроцилиндрами.

4. Агрегат подземного ремонта скважин по п.1, отличающийся тем, что механизм установки эжектора выполнен в виде гидравлического подъемника, в рабочем положении установленного вертикально, а в транспортном - горизонтально, причем подъемник снабжен аутригерами, которые при рабочем положении воспринимают рабочую нагрузку от эжектора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5