СЛИВНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2000 года по МПК E21B34/06 

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к выполнению подземного ремонта скважин для слива жидкости из колонны насосно-компрессорных труб.

Известно устройство для слива жидкости из колонны насосно-компрессорных труб, содержащее корпус с элементами для связи с колонной труб и размещенную в корпусе боковую камеру, имеющую канал для слива жидкости, над которым установлен затвор, шарнирно соединенный с рычагом, выступающим из боковой камеры, узел для открытия затвора с элементами для связи с колонной штанг, установленный с возможностью взаимодействия со свободным концом рычага. При этом боковая камера над затвором заполнена вязкоупругим полиакриламидом, а узел для открытия затвора выполнен в виде двух разрезных колец, расположенных друг над другом в диаметрально противоположных направлениях и закреплены пластинчатыми пружинами на колонне штанг (а.с. СССР 1587177, кл. E 21 B 34/06, 1990).

Недостатком известного устройства является низкая эксплуатационная надежность. При обрыве штанг выше установленного клапана не произойдет открытие сливного канала и насосно-компрессорные трубы будут подняты на поверхность с жидкостью.

Наиболее близким к предлагаемому является сливное устройство, включающее насосно-компрессорные трубы, глубинный насос, срезной элемент в виде стержня с глухим отверстием и выступающим концом и срезающее приспособление (А.А. Богданов. Погружные центробежные электронасосы для добычи нефти. М.: Недра, 1968, с. 54).

Недостаток этого клапана состоит в том, что его нельзя применять в скважинах, оборудованных штанговыми насосами. Кроме того, в парафинистых скважинах с погружными насосами его применение тоже затруднено, так как металлический стержень, предназначенный для отламывания конца штуцера, застревает в парафине и насосные трубы поднимают с жидкостью, а во избежание загрязнения рабочего места при их разборке применяют ограждения против разбрызгивания жидкости.

Техническим результатом изобретения является расширение технологических возможностей устройства.

Технический результат от использования изобретения выражается в возможности применения устройства в скважинах, оборудованных штанговыми насосами, а также в повышении надежности его срабатывания в скважинах, оборудованных другими насосами.

Указанный технический результат достигается тем, что сливное устройство, включающее насосно-компрессорные трубы, глубинный насос, срезной элемент в виде стержня с глухим отверстием и выступающим концом и срезающее приспособление имеет полый со ступенчатой наружной поверхностью ствол, на одном конце которого со стороны соединения его с глубинным насосом на ступени с большим диаметром выполнены через некоторый угол друг от друга два продольных паза - короткий и длинный, соединенные между собой секторной выемкой, муфту, установленную на другом конце ствола и связанную с насосно-компрессорными трубами, и шлипсовый узел, содержащий головку с фиксатором, выполненным с возможностью скольжения последовательно по короткому пазу, секторной выемке и длинному пазу, и шлипсодержатель с охваченными обоймой подпружиненными шлипсами, закрепленный на головке, а срезной элемент выполнен в виде стрежня с фланцем на конце, выступающим в затрубное пространство, и установлен на муфте, при этом срезающее приспособление выполнено в виде полого цилиндра и расположено в средней части ствола на ступени с меньшим диаметром и возможностью свободного хода торца ступени с большим наружным диаметром, причем конец цилиндра со стороны шлипсового узла выполнен коническим и предназначен для взаимодействия со шлипсами при скольжении фиксатора по длинному пазу, а другой конец предназначен для взаимодействия со срезным элементом и его среза.

На фиг. 1 показан общий вид устройства, на фиг. 2 - сечение по плоскости А-А.

Сливное устройство состоит из полого ствола 1, имеющего ступенчатую наружную поверхность, один конец которого снабжен муфтой 2 с шаблонирующим фланцем 3, соединяющей ствол с колонной насосно-компрессорных труб. В центральной части муфты выполнено радиальное отверстие и в нем размещен срезной элемент, выполненный в виде стержня с внутренним отверстием муфты. Стержень посредством фланца удерживается в отверстии ниппелем 5. Герметичность обеспечивается прокладкой. Другой конец ствола выполнен с шаблонирующим фланцем 6 и с возможностью соединения с глубинным насосом, а перед фланцем на ступени ствола с большим диаметром находятся через некоторый угол друг от друга два продольных паза - короткий 7 и длинный 8, которые соединены между собой секторной выемкой 9 в ближней к фланцу части. Там же на стволе размещен шлипсовый узел, содержащий головку 10 и закрепленный в ней винтами 11 шлипсодержатель 12 с пазами для подпружиненных шлипсов 13, охваченных обоймой 14. Головка имеет радиальное отверстие с резьбой для размещения фиксатора 15, связывающего шлипсовый узел со стволом и установленного с возможностью скольжения по продольным пазам ствола и секторной выемке. На ступени ствола с меньшим наружным диаметром расположено срезающее приспособление - цилиндр 16 с внутренней полостью, конец которого со стороны шлипсового узла выполнен коническим. Цилиндр предназначен для среза выступающего в затрубное пространство конца стержня и установлен с возможностью свободного хода от торца ступени наружного диаметра до взаимодействия со стержнем.

Сливное устройство работает следующим образом.

Устройство устанавливают между глубинным насосом и колонной насосно-компрессорных труб и спускают в скважину. При спуске подпружиненные шлипсы 13, находящиеся в шлипсодержателе 12, который закреплен винтами 11 в головке 10, охваченные обоймой 14, упираются в стенки обсадных труб и фиксатор 15 головки проскальзывает по короткому продольному пазу 7 ствола 1 до верхнего края этого паза, и шлипсовый узел приближается к цилиндру 16, но во время всего спуска шлипсы с цилиндром не соприкасаются. В таком положении шлипсовый узел находится до окончания спуска и остается неподвижен в рабочем режиме насоса за счет силы трения между шлипсами и стенками обсадных труб. Так как насосно-компрессорные трубы во время работы насоса сокращаются и удлиняются вследствие гидравлических нагрузок, то и короткий паз ствола также приподнимается и опускается, а фиксатор шлипсового узла при этом скользит по короткому пазу, длина которого рассчитана на шаг этого колебания.

Перед началом подземного ремонта колонну насосно-компрессорных труб, а вместе с ней и ствол сливного устройства, приподнимают и фиксатор оказывается в нижней части короткого паза. Затем колонну поворачивают на некоторый угол, обеспечивая скольжение фиксатора по секторной выемке 9 и его переход в длинный паз 8. Далее всю колонну опускают и фиксатор скользит по длинному пазу опускающегося ствола. При этом шлипсы вступают во взаимодействие с цилиндром, расклиниваются, цилиндр поднимается по стволу, упирается в выступающий в затрубное пространство конец стержня 4, зажатого ниппелем 5 в муфте 2, и срезает его, открывая отверстие, по которому жидкость из труб перетекает в затрубное пространство скважины.

Шаблонирующие фланцы 3, 6 препятствуют повреждению срезного элемента при спуске и подъеме.

Предлагаемое сливное устройство надежно в работе при любых условиях эксплуатации скважин.

Использование: изобретение предназначено для выполнения подземного ремонта скважин, конкретно, для слива жидкости из насосно-компрессорных труб. Обеспечивает расширение технологических возможностей устройства. Сущность изобретения: сливное устройство включает срезной элемент и срезающее приспособление. Оно имеет полый со ступенчатой наружной поверхностью ствол. На одном конце ствола на ступени с большим диаметром выполнены два продольных паза - короткий и длинный, соединенные между собой секторной выемкой, и размещен шлипсовый узел. Он содержит шлипсодержатель, закрепленный на головке с фиксатором, ограничивающим движение шлипсового узла по стволу. Он установлен с возможностью скольжения по короткому пазу, секторной выемке и длинному пазу. На другом конце ствола установлена муфта. Она связывает устройство с насосно-компрессорными трубами и содержит срезной элемент с глухим отверстием. Он выполнен в виде фланцевого стержня с выступающим в затрубное пространство концом. В средней части ствола на ступени с меньшим диаметром расположено срезающее приспособление в виде полого цилиндра. Он установлен с возможностью свободного хода. Конец цилиндра со стороны шлипсового узла выполнен коническим. Другой конец предназначен для взаимодействия с выступающим в затрубное пространство концом стержня и его среза, 2 ил.

Сливное устройство, включающее насосно-компрессорные трубы, глубинный насос, срезной элемент в виде стержня с глухим отверстием и выступающим концом и срезающее приспособление, отличающееся тем, что устройство имеет полый со ступенчатой наружной поверхностью ствол, на одном конце которого со стороны соединения с большим диаметром выполнены через некоторый угол друг от друга два продольных паза - короткий и длинный, соединенные между собой секторной выемкой, муфту, установленную на другом конце ствола и связанную с насосно-компрессорными трубами, шлипсовый узел, содержащий головку с фиксатором, выполненным с возможностью скольжения последовательно по короткому пазу, секторной выемке и длинному пазу, и шлипсодержатель с охваченными обоймой подпружиненными шлипсами, закрепленными на головке, а срезной элемент выполнен в виде стержня с фланцем на конце, выступающим в затрубное пространство, и установлен на муфте, при этом срезающее приспособление выполнено в виде полого цилиндра и расположено в средней части ствола на ступени с меньшим диаметром и возможностью свободного хода торца ступени с большим наружным диаметром, причем конец цилиндра со стороны шлипсового узла выполнен коническим и предназначен для взаимодействия со шлипсами при скольжении фиксатора по длинному пазу, а другой конец предназначен для взаимодействия со срезным элементом и его среза.