ЛУБРИКАТОР Российский патент 2002 года по МПК E21B33/68 E21B33/03 

Заявляемое техническое решение относится к области эксплуатации нефтяных месторождений, в частности к оборудованию устья скважин на которых проводятся глубинные исследования и операции по ликвидации асфальтосмолистых и парафиногидратных отложений (АСПО).

Используемые в промышленной практике лубрикаторы для ввода различного типа приборов в скважины содержат, как правило, полный корпус с осевым каналом и соединительным фланцем, сальниковым уплотнением в крышке [1, 2, 3, 4] для прохода каротажного кабеля.

Основная масса известных и названных выше технических решений направлена на усовершенствование сальникововых устройств, обеспечивающих проход скребковой проволоки или каротажного кабеля. Для ликвидации АСПО наряду с механическими скребками заявлены и начинают использоваться устройства, не требующие подвеса на проволоке (ввод в скважину под собственным весом) [5].

Для их ввода в скважину наиболее пригодным из известных можно отнести лубрикатор [6]. Он содержит корпус, в котором установлена сальниковая головка со шлицами, крышкой и уплотнительным элементом его поджатия. К корпусу прикреплена с помощью кронштейна вертикальная вилка с направляющим роликом. После съема кронштейна с направляющим роликом лубрикатор пригоден для ввода в скважину, так называемых, термохимических зарядов (ТХЗ) под собственным весом. Последнее изобретение наиболее близко к заявленному и принято в качестве прототипа.

К недостаткам известного лубрикатора можно отнести то, что при его использовании затруднен ввод в скважину ТХЗ из-за зависания в устьевой арматуре.

Задачей, решаемой заявляемым изобретением, является расширение функциональных возможностей устройства и повышение надежности его работы.

Указанная цель достигается тем, что в лубрикаторе, содержащем корпус, сальниковую съемную головку с крышкой и уплотнительным элементом, связанным с механизмом его поджатия, и прикрепленную к корпусу вертикальную вилку с направляющим роликом, согласно изобретению в нижнем основании корпуса расположены центратор в виде шарового поворотного крана, проходное сечение которого обеспечивает свободный проход приборов, и патрубки для подачи и сброса жидкости, при этом лубрикатор укомплектован сменной сальниковой головкой с крышкой, выполненной в виде поплавкового клапана для стравливания газа. Кроме того, поплавковый клапан образован плоскостью крышки с отверстием и двуслойным поплавком в камере, ограничивающей продольно-поперечное перемещение поплавка, причем верхний слой поплавка выполнен из резины для обеспечения герметичности в верхнем положении поплавка, а нижний выполнен из материала малой плотности.

Сущность заявляемого технического решения состоит в том, что центратор в виде шарового поворотного крана обеспечивает сообщение полости корпуса лубрикатора с полостью НКТ, не допуская отклонения термохимического заряда от вертикали в процессе движения последнего. Ввод ТХЗ в НКТ при этом обеспечивается не только за счет действия силы тяжести, но и использования реактивной составляющей: клапан пропускает газ в момент его вытеснения жидкостью из лубрикатора и далее закрывается под действием архимедовой силы. Реактивная составляющая обязана своим происхождением термохимической реакции, которая начинается в момент контакта жидкости с активной массой. Если в данный момент избыточное давление в НКТ отсутствует или высокий газовый фактор требует длительного времени для подъема жидкости, воду вводят принудительно через дополнительный патрубок.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается новыми функциональными возможностями, наличием новых узлов и использование в своем составе известных по новому назначению. Сравнение устройства с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "изобретательский уровень".

Изобретение поясняется чертежом, на фиг.1 которого представлено поперечное сечение лубрикатора, на фиг.2 - сменная сальниковая головка с крышкой, выполненной в виде поплавкового клапана.

Лубрикатор содержит полый корпус 1, закрепленный жестко на фланце 4, ответном корпусу задвижки скважины. Центратор 10 в виде шарового крана с цилиндрическим проходным сечением, диаметр которого обеспечивает свободный проход прибора. Сменную сальниковую головку с крышкой 5 со стандартной резьбой и встроенным клапаном. Патрубки 2, 3 позволяют присоединить трубопроводы с запорной арматурой для подачи или сброса жидкости из полости лубрикатора. В сечении крышки представлены двухслойный поплавок-клапан 6, 7; дренажное отверстие 8 и камера 9, ограничивающая ход поршня-поплавка.

Предлагаемое лубрикаторное устройство может быть легко реализовано на основе серийных исследовательских лубрикаторов путем врезки дополнительных патрубков, комплектации сменной крышкой с встроенным клапаном и шаровым краном необходимого проходного сечения.

Устройство работает следующим образом. Предварительно его устанавливают на ответный фланец центральной задвижки скважины. К патрубку 3 подсоединяют трубопровод для сброса жидкости, а к патрубку 2 трубопровод подачи раствора. Перед термохимической обработкой скважины с целью удаления АСПО проводят шаблонирование скважины и другие геофизические измерения с использованием сальникового уплотнения с обычной крышкой лубрикатора и направляющим роликом. После проведения необходимых измерений и определения режима удаления АСПО с лубрикатора снимают направляющий ролик и сальниковую головку. Термохимические заряды (ТХЗ) имеют цилиндрическую форму, опускаются при снятой сальниковой головке в лубрикатор и при закрытом шаровом кране - центраторе. После ввода ТХЗ наворачивают сменную сальниковую головку с встроенным клапаном. При открытой центральной задвижке открывают шаровой кран - центратор 10. Жидкость из скважины или раствор из патрубка 2 вытесняет газ из полости лубрикатора через дренажное отверстие 8 и по заполнении полости поднимают поршень - поплавок 6, 7 и перекрывают дренажное отверстие, обеспечивая герметичность. Активная масса ТХЗ, открытая для взаимодействия с раствором с верхнего торца вступает в реакцию с жидкостью, обеспечивая дополнительный реактивный импульс для ускоренного движения заряда по стволу скважины. При повторных вводах термохимических зарядов не требуется перекрывания центральной задвижки. Кран - центратор не требует усилий и времени для проведения загрузки и, кроме того, обеспечивает ввод ТХЗ строго по центру проходного сечения устьевой арматуры без зависания зарядов.

Заявляемое лубрикаторное устройство позволит в полной мере проявить возможности нового технического направления в области эксплуатации нефтегазовых месторождений - термохимические заряды на основе щелочных металлов и их соединений. С его использованием может быть реализован наиболее экономичный режим удаления АСПО из скважин. По предварительным данным один час простоя скважины в зависимости от дебита, района добычи и ценности нефтепродуктов оценивается от 5 до 50 долларов в час.

Источники информации
1. А.С. СССР 1126688, Е 21 В 47/00, БИ 44, 1984, с.95.

2. А.С. СССР 1174560, Е 21 В 47/00, БИ 31, 1985, с.123.

3. А.С. СССР 1191556, Е 21 В 47/00, БИ 42, 1985, с.120.

4. А.С. СССР 1252476, Е 21 В 33/03, БИ 31, 1986, с.133.

5. "Устройство для удаления АСПО" гос.рег.94043626 от 22.12.94.

6. А.С. СССР 1348494, Е 21 В 33/03, БИ 40, 1987, с.132.

Предназначен для глубинных исследований скважин и различных операций по ликвидации асфальтосмолистых и парафиногидратных отложений. Содержит корпус, в нижнем основании которого расположены центратор в виде шарового поворотного крана и патрубки для подачи и сброса жидкости. Сменная сальниковая головка имеет крышку, выполненную в виде поплавкового клапана для стравливания газа. Уплотнительный элемент сальниковой съемной головки связан с механизмом его поджатия. К корпусу прикреплена вертикальная вилка с направляющим роликом. Проходное сечение шарового крана обеспечивает проход приборов. Поплавковый клапан образован плоскостью крышки с отверстием и двухслойным поплавком в камере. Верхний слой поплавка выполнен из резины, нижний - из материала малой плотности. Преимуществом данной конструкции являются многофункциональные возможности, небольшие габариты, простота конструкторского решения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Лубрикатор, содержащий корпус, сальниковую съемную головку с крышкой и уплотнительным элементом, связанным с механизмом его поджатия, и прикрепленную к корпусу вертикальную вилку с направляющим роликом, отличающийся тем, что в нижнем основании корпуса расположены центратор в виде шарового поворотного крана, проходное сечение которого обеспечивает свободный проход приборов, и патрубки для подачи и сброса жидкости, при этом лубрикатор укомплектован сменной сальниковой головкой, с крышкой, выполненной в виде поплавкового клапана для стравливания газа. 2. Лубрикатор по п. 1, отличающийся тем, что поплавковый клапан образован плоскостью крышки с отверстием и двухслойным поплавком в камере, ограничивающей продольно-поперечное перемещение поплавка, причем верхний слой поплавка выполнен из резины для обеспечения герметичности в верхнем положении поплавка, а нижний выполнен из материала малой плотности.