Устройство для эксплуатации насосно-компрессорных труб в газовой скважине

Изобретение относится к технике и технологии добычи газа из скважин, а именно к устройствам эксплуатации насосно-компрессорных труб в газодобывающей промышленности. Устройство для эксплуатации насосно-компрессорных труб в газовой скважине содержит корпус с пазами и зубчатыми кольцами, внутри которого в верхней его части размещен со срезной втулкой рычажный поршень, соединенный через рычаги и пазы в корпусе с зубчатыми рейками, которые входят в зацепление с зубчатыми кольцами, выполненными на наружной поверхности корпуса, верхнюю обойму зубчатых реек, конус, сопрягающийся подвижно с плашками, и нижнюю обойму, которая соединена с нижней частью корпуса левой резьбой. Между верхней обоймой и конусом на корпусе размещена в промежуточной обойме-упоре компенсационная цилиндрическая витая пружина или набор тарельчатых пружин. Повышается надежность контакта устройства с обсадной колонной. 1 ил.

 

Настоящее изобретение относится к технике и технологии добычи газа из скважин, а именно к устройствам эксплуатации насосно-компрессорных труб (НКТ) в газодобывающей промышленности.

Известно устройство для разгрузки веса колонны труб, содержащее корпус с пазами, внутри которого в верхней его части размещен поршень с седлом под шар, подпружиненные шлипсовые плашки [1].

Недостатком данного устройства является то, что его применение связано с дополнительными двумя спуско-подъемными операциями:

- извлечение верхней части устройства на поверхность, соединение НКТ с нижней частью устройства в скважине,

- извлечение, при необходимости, нижней части устройства на поверхность (подъем НКТ и спуск верхней части устройства).

Кроме того, в момент развинчивания верхней части устройства и навинчивания НКТ в нижнюю часть устройства не исключается нарушение контакта (зацепления) плашек устройства с обсадной колонной. Следовательно, поставленная цель может быть не достигнута.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство, содержащее корпус с пазами и зубчатыми кольцами, внутри которого в верхней части размещен рычажный поршень со срезной втулкой, зубчатые рейки, конус, плашки, обоймы, шарик [2].

Однако в известном устройстве возможна вероятность ненадежного контакта плашек со стенкой обсадной колонны после снятия избыточного давления на поршень (среза втулки).

Это может возникнуть тогда, когда скольжение (движение) зубчатых реек по зубчатым кольцам корпуса останавливается, а зацепление их зубьев еще не произошло, и после снятия давления на рычажный поршень зубчатые рейки амортизируют вверх до зацепления с предыдущим зубчатым кольцом корпуса, ослабляя осевое усилие на конус, и следовательно, радиальное усилие плашек на стенку обсадной колонны также ослабляется.

Это не исключает смещение инструмента вниз по обсадной колонне, особенно в глубоких скважинах, то есть не гарантируется разгрузка НКТ от собственного веса и поставленная цель не достигается.

Целью настоящего изобретения является повышение надежности контакта устройства с обсадной колонной при разгрузке НКТ в процессе их эксплуатации на любой глубине скважины.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве для эксплуатации насосно-компрессорных труб в газовой скважине, содержащем корпус с пазами и зубчатыми кольцами, внутри которого в верхней его части размещен со срезной втулкой рычажный поршень, соединенный через рычаги и пазы в корпусе с зубчатыми рейками, которые входят в зацепление с зубчатыми кольцами, выполненными на наружной поверхности корпуса, верхнюю обойму зубчатых реек, конус, сопрягающийся подвижно с плашками, и нижнюю обойму, которая соединена с нижней частью корпуса левой резьбой, согласно изобретению между верхней обоймой и конусом на корпусе размещена в промежуточной обойме-упоре компенсационная цилиндрическая витая пружина или набор тарельчатых пружин.

Наличие в предлагаемом изобретении компенсационной пружины и промежуточной обоймы упора позволяет после снятия давления в полости устройства исключить вероятность ослабления контакта плашек с обсадной колонной и обеспечить выполнение поставленной цели.

На чертеже изображен общий вид предлагаемого устройства в разрезе.

Устройство состоит из корпуса 1, срезной втулки 2, рычажного поршня 3, зубчатых реек 4, верхней обоймы 5, прижимной пружины 6, промежуточной обоймы-упора 7, компенсационной пружины 8, конуса 9, плашек 10, нижней обоймы 11, стопорного кольца 12, шара 13, муфт 14 и 15.

Герметизация системы устройства обеспечивается уплотнительными элементами 16. Для предотвращения преждевременного контакта плашек 10 с обсадной колонной 17 при спуске устройства в скважину на насосно-компрессорных трубах (НКТ) служит срезной штифт 18.

Корпус 1 выполнен с пазами для движения рычажного поршня 3 и зубчатыми кольцами на наружной его поверхности для зацепления с зубчатыми рейками 4.

Подвижное сопряжение конуса 9 с плашками 10 обеспечивается по "ласточкиному хвосту".

Насосно-компрессорные трубы с устройством спускают в скважину в заданный интервал, затем в полость насосно-компрессорных труб (НКТ) бросают шар 13, который становится в седло срезной втулки 2 и перекрывает канал связи (или шар оставляют в устройстве сразу при спуске).

Затем создают избыточное гидравлическое давление в полость НКТ на рычажный поршень 3, который, перемещаясь вниз своими рычагами, перемещает зубчатые рейки 4 по зубчатым кольцам корпуса 1. Зубчатые рейки 4 давят на верхнюю обойму 5, компенсационную пружину 8 и промежуточную обойму-упор 7, перемещая конус 9, который передает радиальное перемещение плашкам 10 до их контакта с обсадной колонной 17. При этом прижимная пружина 6 обеспечивает зацепление зубчатой пары (реек с корпусом).

Затем при увеличении давления срезается втулка 2 и вместе с шаром 13 падает в зумпф (на забой), освобождая канал связи в устройстве.

В момент среза втулки 2 компенсационная пружина 8 способствует зацеплению зубчатой пары, предотвращая возможность возврата конуса 9 вверх, обеспечивая надежный контакт устройства с обсадной колонной.

Насосно-компрессорные трубы (НКТ) разгружаются полностью или до заданной величины по ГИВу и готовы к эксплуатации.

Освобождение плашек 10 от контакта с обсадной колонной при необходимости подъема инструмента на поверхность обеспечивается за счет наличия левой резьбы в нижней обойме 11 и корпусе 1 вращением НКТ вправо, или, как вариант, срезом штифтов, предусмотренных в нижней обойме, натяжением талевой системы подъемного агрегата. Момент освобождения плашек от контакта с обсадной колонной фиксируется по показаниям ГИВа до величины веса инструмента (НКТ).

Предотвращение выхода плашек 10 из корпуса 9 после их освобождения от контакта с обсадной колонной обеспечивается ходом нижней обоймы 11 до торца муфты 15 или предусматривается дополнительная втулка соответствующего по высоте размера, которая размещается на корпусе между нижней обоймой 11 и муфтой 15.

При необходимости сохранения срезной втулки 2 и шара 13 может быть предусмотрен ловильный узел в нижней части устройства.

Использование предлагаемого изобретения позволит повысить надежность контакта устройства с обсадной колонной при разгрузке насосно-компрессорных труб (НКТ) в процессе их эксплуатации на любой глубине скважины.

Источники информации:

1. A.C. СССР №1520234, кл. Е 21 В 23/00, 1989 г.

2. Заявка на изобретение №2000121103, кл. 7 Е 21 В 23/00, опубл. 2002 г., БИ №19.

Устройство для эксплуатации насосно-компрессорных труб в газовой скважине, содержащее корпус с пазами и зубчатыми кольцами, внутри которого, в верхней его части, размещен со срезной втулкой рычажный поршень, соединенный через рычаги и пазы в корпусе с зубчатыми рейками, которые входят в зацепление с зубчатыми кольцами, выполненными на наружной поверхности корпуса, верхнюю обойму зубчатых реек, конус, сопрягающийся подвижно с плашками, и нижнюю обойму, которая соединена с нижней частью корпуса левой резьбой, отличающееся тем, что между верхней обоймой и конусом на корпусе размещена в промежуточной обойме-упоре компенсационная цилиндрическая витая пружина или набор тарельчатых пружин.