ПОСАДОЧНЫЙ ИНСТРУМЕНТ Российский патент 1998 года по МПК E21B33/12 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к средствам и оборудованию для восстановления обсадных колонн скважин.

Известен посадочный инструмент (авт.св. N 1726730 AI, Пакер кл. 5 E 21 B 33/12, 1988), включающий клиновый дорн с опорой и, размещенный между ними, пластырь с уплотнением. Пакер спускается в скважину и приводится в действие посредством колонны насосно-компрессорных труб (НКТ).

Недостаток пакера в том, что в скважину его приходится спускать на колонне (НКТ), а это сложная и дорогостоящая операция.

Более близок предлагаемому посадочный инструмент (авт.св. N 1828489, Пакер кл. 5 E 21 B 33/12 1993), включающий корпус с разменными на нем шлипсами с клиновым приводом и уплотнительный элемент в виде манжеты, пакер размещают в скважине на канате.

Недостаток пакера, в том, что он полностью перекрывает сечение ствола скважины, не давая возможности проводить какие-либо работы в отсеченном участке.

Задача изобретения - создание посадочного инструмента для установки пластыря в скважине, спускаемого в скважину на канатной подвеске.

Поставленная задача решается созданием описываемого посадочного инструмента, включающего корпус с размещенными в нем рабочими шлипсами и толкающими клиньями и, выполненный с возможностью взаимодействия с ним, исполнительный механизм со штангой, рабочей головкой, уплотнителем и тяговым канатом. Новым является то, что он снабжен опорной втулкой, выполненной с возможностью взаимодействия с рабочей головкой и клиньями, жестко соединенным с корпусом гидроцилиндром, поршень которого соединен со штангой, выполненной с внутренней полостью, и поршневым насосом с всасывающим и нагнетательным клапанами, размещенными в полости штанги и связанным поршнем с тяговым канатом, при этом всасывающий и нагнетательный клапаны размещены с возможностью сообщения через них соответственно надпоршневой полости гидроцилиндра с его подпоршневой полостью при возвратно-поступательных перемещениях поршня поршневого насоса.

Исследования патентной и научно-технической литературы показали, что подобная совокупность существенных признаков является новой и ранее не использовались, а это, в свою очередь, позволяет сделать заключение о соответствии технического решения критерию "новизна".

На чертеже изображена схема посадочного инструмента.

Посадочный инструмент содержит корпус 1 с размещенными в его окнах рабочими шлипсами 2 и толкающими их клиньями 3, причем наклонная поверхность шлипсов 2 и ответная поверхность клина 3 снабжены подвижным соединением типа "ласточкин хвост". Вдоль центральной оси корпуса 1, с возможностью взаимодействия с ним выполнен исполнительный механизм со штангой 4, заканчивающейся рабочей головкой 5 дорна. Коническая поверхность дорна, являющаяся уплотнителем, выполнена с уклоном в 3^o с корпусом 1, со стороны, противоположной выходу из него рабочей головки 5 дорна жестко соединен гидроцилиндр 6, поршень 7 которого соединен со штангой 4. Во внутренней полости штанги 4 размещен поршневой насос, цилиндром его являются стенки штанги, поршень 8 поршневого насоса подпружинен пружиной 16 и соединен в верхней своей части (см. чертеж) с тяговым канатом 10. Всасывающий клапан 11 поршневого насоса и нагнетательный клапан 12 размещены с возможностью сообщения через них соответственно надпоршневой полости гидроцилиндра с его подпоршневой полостью. Это обеспечивается при возвратно-поступательных перемещениях поршня поршневого насоса. В рабочем положении клинья 3 удерживает опорная втулка 13, выполненная с возможностью взаимодействия с упором 14 рабочей головки дорна 5 и клиньями 3. Количество шлипс 2 и парных им клиньев 3 определяют исходя из производственной необходимости и условий симметрии.

Посадочный инструмент перед работой снабжают, размещенными между рабочей головкой 5 дорна и корпусом 1, пластырем 15 с уплотнением 9, и размещают в расчетном месте обсадной колонны.

В зависимости от производственной необходимости, пластырь в нижней своей части, может быть снабжен стаканом, перекрывающим сечение скважины, либо посадочным местом, служащим для последующей установки требуемого оборудования.

Посадочный инструмент выполнен со всеми необходимыми уплотнениями (чертежи не нумерованы) и технологическими разъемами.

Посадочный инструмент работает следующим образом.

Перед спуском подпоршневую полость гидроцилиндра 6 заполняют жидкостью (например, нефтью), подвешивают посадочный инструмент на тяговый канат 10, при этом пружина 16 перейдет в сжатое состояние, а поршень 8 будет находиться в крайнем верхнем положении.

На тяговом канате 10 посадочный инструмент спускают в скважину на расчетную глубину, при этом шлипсы 2 скользят по обсадной и не препятствуют перемещению вниз (см. чертеж). При необходимости в установке пластыря тяговый канат дергают вверх, при этом шлипсы 2 надвигаются на клинья 3 и выдвигаются в радиальном направлении притормаживая перемещение вверх. Далее увеличивают усилие на тяговом канате 10, это вызывает перемещение клиньев 3 вверх и дополнительное выталкивание шлипсов 2. Таким образом, чем выше прилагаемое усилие к тяговому канату 10, тем сильнее шлипсы 2 впиваются а обсадную колонну. В момент прекращения перемещения шлипсов 2 (упрутся в обсадную колонну) резко возрастает усилие на тяговом канате 10, что служит командой к переходу к следующей операции.

Начинают попеременно снимать и прилагать усилие к тяговому канату, при этом поршень 8 совершает возвратно-поступательные перемещения и перекачивает жидкость из надпоршневой полости гидроцилиндра 6 в подпоршневую. Поршень 7 гидроцилиндра 6 перемещается вверх, передавая усилие дорну 5, он начнет перемещаться вверх, раздавая пластырь 15, который, за счет уплотняющего материала плотно прижимается к обсадной колонне 17. После выхождения дорна 5 из пластыря 15 (окончание дорнирования) упор 14 упрется в опорную втулку 13 и переместит ее вверх, при этом клинья 3 лишаться опоры и сдвинутся во внутрь, освобождая шлипсы 2. Затем устройство извлекают.

Применение устройства для установки пластыря в скважине позволит ремонтировать обсадные колонны скважины без дорогостоящих операций по спуску и подъему колонн насосно-компрессорных труб и без использования насосного агрегата, что в 4-5 раз ускоряет и удешевляет процесс.

Использование: в нефтедобывающей промышленности, а именно в средствах и оборудовании для восстановления обсадных колонн скважин. Обеспечивает создание посадочного инструмента для установки пластыря в скважине, спускаемого в скважину на канатной подвеске. Сущность изобретения: устройство включает корпус с размещенными в нем рабочими шлипсами и толкающими клиньями. С возможностью взаимодействия с ним предусмотрен исполнительный механизм со штангой, рабочей головкой, уплотнителем и тяговым канатом. Устройство имеет также опорную втулку. Она выполнена с возможностью взаимодействия с рабочей головкой и клиньями. С корпусом жестко соединен гидроцилиндр. Его поршень соединен со штангой, выполненной с внутренней полостью, и поршневым насосом с всасывающим и нагнетательным клапанами. Они размещены в полости штанги. Всасывающий и нагнетательный клапаны размещены с возможностью сообщения через них соответственно надпоршневой полости гидроцилиндра с его подпоршневой полостью при возвратно-поступательных перемещениях поршня поршневого насоса. 1 ил.

Посадочный инструмент, включающий корпус с размещенными в нем рабочими шлипсами и толкающими клиньями и выполненный с возможностью взаимодействия с ним исполнительный механизм со штангой, рабочей головкой, уплотнителем и тяговым канатом, отличающийся тем, что он снабжен опорной втулкой, выполненной с возможностью взаимодействия с рабочей головкой и клиньями, жестко соединенным с корпусом гидроцилиндром, поршень которого соединен со штангой, выполненной с внутренней полостью, и поршневым насосом с всасывающим и нагнетательным клапанами, размещенными в полости штанги и связанными поршнем с тяговым канатом, при этом всасывающий и нагнетательный клапаны размещены с возможностью сообщения через них соответственно надпоршневой полости гидроцилиндра с его подпоршневой полостью при возвратно-поступательных перемещениях поршня поршневого насоса.