МОБИЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ РЕМОНТА СКВАЖИН Российский патент 2005 года по МПК E21B19/22 

Изобретение относится к области эксплуатации и подземного ремонта нефтяных и газовых скважин с применением непрерывных стальных труб.

Известна установка для обслуживания нефтяных и газовых скважин, содержащая транспортное средство с монтажной базой, подъемным узлом, механизмом подачи, барабаном, кабиной оператора, трубоукладчиком, непрерывной стальной трубой, направляющей дугой, сальником-вертлюгом и трансмиссией (1). Подъемный узел выполнен из трех шарнирно связанных между собой рам, основная из которых имеет возможность поворота не только в вертикальной плоскости, но и в горизонтальной.

В известной установке подъемный узел предназначен только для установки механизма подачи (инжектора) на скважине. Установка дополнительного оборудования на скважине осуществляется с помощью специального оборудования, что требует дополнительного времени и дополнительных затрат.

Известна также буровая колтюбинговая установка на прицепе, состоящая из двух расположенных на расстоянии друг от друга параллельных рам и платформы, установленной между указанными рамами. Установка состоит из колтюбингового барабана, установленного с возможностью вращения на прицепе, инжектора, устройства для направления колтюбинговой трубы между барабаном и инжектором, а также мачтовой вышки, на которую крепится инжектор (2). Мачтовая вышка имеет возможность осевого вращения на задней части прицепа. На мачте с двух противоположных сторон расположены парные опоры, установленные на оси на задней части прицепа возле инжектора, который установлен на каретке для движения вдоль парных опор, которые складываются вдоль прицепа. Прицеп имеет опущенную центральную секцию, образующую нишу, которая расположена между двух противоположных сторон прицепа и в которой установлен колтюбинговый барабан. Направляющая дуга имеет пару шарниров для поворотного вращения составляющих его элементов. При складывании буровой установки каретка, с помощью которой производится перемещение инжектора, перемещается в самую нижнюю позицию вдоль параллельных опор, после чего опоры опускаются вниз на боковые рамы прицепа вдоль колтюбингового барабана с инжектором, совместно соединяемого с барабаном.

Известная установка обладает техническими возможностями, позволяющими из разложенного рабочего положения быстро складываться для транспортировки, и имеет в сложенном положении высоту, не превышающую установленные габаритные размеры для продвижения по автотрассе.

Недостатками известной установки являются ограниченные возможности использования мобильной установки (из-за крепления инжектора на каретке, перемещающейся по опорам мачты) при проведении вспомогательных работ на скважине, например при установке или демонтаже дополнительного оборудования (лестниц, площадок для обслуживания).

Наиболее близким техническим решением к заявляемой мобильной установке для ремонта скважин является агрегат для подземного ремонта нефтяных и газовых скважин с использованием колонны гибких труб, содержащий транспортную базу, на раме которой смонтирована рама агрегата, состоящая из продольных и поперечных элементов (3). На раме агрегата установлены кабина управления, трансмиссия, барабан для намотки гибкой трубы, ось которого перпендикулярна продольной оси транспортной базы, теплоизолирующее укрытие барабана, транспортер гибкой трубы, обеспечивающий ее принудительное перемещение, герметизатор устья, противовыбросовое оборудование и механизмы перевода узлов агрегата в рабочее положение. Механизм перевода узлов агрегата в транспортное положение выполнен в виде П-образной мачты, шарнирно соединенной в кормовой части рамой агрегата. В транспортном положении барабан и кабина управления агрегатом расположены между продольными элементами рамы и стойками мачты. Кабина снабжена быстроразъемным соединением с П-образной мачтой, а передняя стенка кабины выполнена трехгранной с остеклением верхней и нижней граней.

Недостатком известного устройства также являются отсутствие технических возможностей, позволяющих агрегату использовать П-образную мачту для проведения вспомогательных операций на скважине.

Задача, решаемая изобретением, - расширение технологических возможностей установки путем обеспечения возможности проведения вспомогательных операций на скважине при использовании простой в конструктивном исполнении установки, имеющей возможность быстро складываться и раскладываться, а также не превышающей в транспортном положении установленные габаритные размеры.

Поставленная задача достигается тем, что в мобильной установке для ремонта скважин с использованием непрерывных гибких труб, включающей транспортную базу, на раме которой смонтирована платформа, на которой расположены кабина оператора, барабан для намотки гибкой трубы, редуктор привода насосов и П-образная мачта, шарнирно соединенная в кормовой части с платформой, инжектор, направляющую дугу, герметизатор устья скважины и противовыбросовое оборудование, при этом барабан для намотки трубы и кабина оператора в транспортном положении расположены между стойками П-образной мачты, а инжектор установлен на площадке в нижней части П-образной мачты, в верхней части П-образной мачты расположен механизм центрирования, выполненный в виде двух направляющих и каретки с роликами, связанной с гидроцилиндром.

Направляющая дуга жестко связана с инжектором и выполнена в виде двух секций, шарнирно соединенных между собой, при этом секции снабжены гидроприводом, что обеспечивает их поворот относительно друг друга и позволяет складываться при транспортировании.

Размещение инжектора на площадке, которая одними концами шарнирно закреплена на стойках П-образной мачты, а другими через тягу связана с кормовой частью рамы, позволяет одновременно с подъемом П-образной мачты переводить инжектор из наклонного (транспортного) в вертикальное (рабочее) положение. Наличие механизма центрирования, установленного перпендикулярно инжектору в верхней части П-образной мачты позволяет производить центрирование инжектора относительно устья скважины в поперечном направлении.

Отсутствие жесткого крепления инжектора на стойках П-образной мачты в задней части установки и наличие механизма центрирования со съемными грузозахватными приспособлениями позволили расширить технологические возможности мобильной установки за счет использования П-образной мачты не только для установки инжектора на скважине, но и для вспомогательных работ: монтаж и демонтаж площадок обслуживания фонтанной арматуры, дополнительного устьевого оборудования (крестовин, задвижек, превенторов).

Выполнение направляющей дуги, жестко связанной с инжектором, из двух секций, шарнирно соединенных между собой с возможностью складывания, позволяет уменьшить габаритные размеры установки в транспортном положении.

Конкретный пример выполнения мобильной установки для ремонта скважин поясняется чертежами, где:

на фиг.1 изображен общий вид установки сбоку в транспортном положении;

на фиг.2 - общий вид сверху в транспортном положении;

на фиг.3 - общий вид сбоку в промежуточном положении;

на фиг.4 - общий вид сбоку в рабочем положении;

на фиг.5 - вид А фиг.1;

на фиг.6 - разрез Б-Б фиг.5.

Мобильная установка для ремонта скважин содержит транспортную базу 1, на раме которой смонтирована платформа 2 с расположенными на ней кабиной 3 оператора, барабаном 4, трубоукладчиком 5, гибкой непрерывной трубой 6, намотанной на барабан 4, редуктором привода насосов 9 и П-образной мачтой 12, шарнирно соединенной в кормовой части с платформой. Мобильная установка для ремонта скважин содержит также инжектор 7, установленный на площадке 27, направляющую дугу 8, герметизатор устья скважины 10, блок превенторов 11. Привод инжектора 7, барабана 4 и вспомогательных устройств осуществляется от гидравлической насосной станции, установленной на редукторе 9 привода насосов. Привод редуктора 9 привода насосов осуществляется от раздаточной коробки шасси через карданную передачу (на чертежах не показаны). Кабина 3 оператора установлена с возможностью вертикального подъема в рабочее положение под действием гидроцилиндров 13.

Самоподъемная П-образная мачта 12 состоит из двух стоек 14 и верхней перекладины 15. Стойки 14 П-образной мачты 12 шарнирно закреплены в кормовой части платформы 2 в проушинах 16 на осях 17 и поднимаются в рабочее положение с помощью гидроцилиндров 18, закрепленных одним концом на стойках 14 П-образной мачты 12, а другим концом - на платформе 2 около проушин 16. В транспортном положении П-образная мачта 12 укладывается вдоль установки, при этом кабина 3 оператора и барабан 4 для намотки трубы с гибкой непрерывной трубой находятся между стойками 14 П-образной мачты 12, а перекладина 15 П-образной мачты 12 расположена над кабиной оператора.

В верхней части П-образной мачты 12, параллельно перекладине 15, на осях 19 шарнирно установлен механизм центрирования инжектора 7 на устье скважины, выполненный в виде двух направляющих 20 из труб квадратного сечения, расположенных между щеками 21, по которым с помощью гидроцилиндра 22, закрепленного на одной из щек, перемещается на роликах 23 каретка 24. На каретке 24 закреплена система блоков 25 с крюковой подвеской 26, на которую подвешивается инжектор 7.

В нижней части П-образной мачты 12 установлена площадка 27, закрепленная одним концом на стойках 14 на осях 28 с возможностью поворота относительно П-образной мачты 12. Вторые концы площадки 27 через тяги 29 соединены с задней балкой платформы 2. В транспортном положении на площадке 27 установлен инжектор 7. Такое крепление площадки 27 позволяет переводить инжектор 7 из наклонного (транспортного) в вертикальное (рабочее) положение. Направляющая дуга 8 жестко закреплена в верхней части инжектора 7 и состоит из двух шарнирно соединенных между собой частей, между которыми установлен гидроцилиндр 30. В нижней части инжектора 7 закреплен герметизатор 10 устья скважины и блок превенторов 11. Закрепление герметизатора 10 устья скважины и блока превенторов 11 на инжекторе 7 стационарно позволяет выполнять переезд между скважинами, не доставая трубу 6 из инжектора 7, и таким образом сократить время для перевода мобильной установки для ремонта скважин из транспортного положения в рабочее за счет исключения операции по заправке трубы 6 в инжектор 7 и сборки компоновки противовыбросового оборудования.

При монтаже оборудования на скважине П-образную мачту 12 переводят в рабочее положение гидроцилиндрами 18. Стойки 14 устанавливают в определенном положении по высоте и углу наклона над устьем скважины, обеспечивая вертикальное положение инжектора 7 (фиг.3). При достижении инжектором 7 вертикального положения направляющую дугу 8 с помощью гидроцилиндра 30 устанавливают в рабочее положение, т.е. происходит соединение двух частей направляющей дуги 8. Затем инжектор 7 с помощью крюковой подвески 26 снимают с площадки 27 и устанавливают на устье скважины дальнейшим поворотом П-образной мачты 12 гидроцилиндрами 18. Регулирование установки инжектора 7 на скважине в поперечном направлении осуществляют механизмом центрирования при помощи гидроцилиндра 22, который передвигает каретку 24 по направляющим 20. Перемещение каретки 24 гидроцилиндром 22 позволяет в случае несовпадения продольной оси установки с осью скважины установить инжектор 7 на устье скважины в пределах хода гидроцилиндра 22, который выбирается исходя из ширины инжектора и внутреннего расстояния между стойками П-образной мачты. В задней части платформы 2 установлены выдвижные аутригеры 31, которые в рабочем положении упираются в землю, обеспечивая устойчивое положение мачты на любом грунте.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет расширить технологические возможности мобильной установки для ремонта скважин за счет использования П-образной мачты не только для установки инжектора, но и для вспомогательных работ на скважине: монтажа и демонтажа площадок обслуживания фонтанной арматуры, установки дополнительного устьевого оборудования (крестовин, задвижек, превенторов). Мобильная установка для ремонта скважин в транспортном положении имеет общую высоту, не превышающую требуемые габаритные размеры для движения по автотрассе, а также возможность быстро складываться и раскладываться для работы на скважине при переезде с одной скважины на другую.

Источники информации

1. Патент РФ №2078902, М. Кл. Е 21 В 19/22, опубл. 10.05.1997.

2. Заявка РСТ WO №00/34620, М. Кл. Е 21 В 19/22, опубл. 15.06.2000 г.

3. Заявка на изобретение РФ №2000103293, М. Кл. Е 21 В 19/22, опубл. 10.12.2001 г. - прототип.

Мобильная установка для ремонта скважин относится к области эксплуатации и подземного ремонта нефтяных и газовых скважин с применением непрерывных стальных труб. Задача, решаемая изобретением, - расширение технологических возможностей установки путем обеспечения возможности проведения вспомогательных операций на скважине. Мобильная установка для ремонта скважин содержит транспортную базу на раме которой смонтирована платформа. На платформе расположены кабина оператора, барабан для намотки гибкой трубы, инжектор, направляющая дуга, редуктор привода насосов, герметизатор устья скважины, противовыбросовое оборудование, П-образная мачта, шарнирно соединенная в кормовой части с платформой. Барабан для намотки трубы и кабина оператора в транспортном положении расположены между стойками П-образной мачты, а инжектор установлен на площадке, расположенной в нижней части П-образной мачты. Площадка одними концами шарнирно закреплена на стойках мачты, а другими связана через тяги с кормовой частью платформы. В верхней части мачты расположен механизм центрирования с крюковой подвеской, выполненный в виде двух направляющих и каретки с роликами, связанной с гидроцилиндром. Направляющая дуга жестко связана с инжектором и выполнена в виде двух секций, шарнирно соединенных между собой, при этом секции снабжены гидроприводом, что обеспечивает их поворот относительно друг друга и позволяет складываться при транспортировании. 6 ил.

1. Мобильная установка для ремонта скважин с использованием непрерывных гибких труб, включающая транспортную базу, на раме которой смонтирована платформа, на которой расположены кабина оператора, барабан для намотки гибкой трубы, инжектор, направляющая дуга, редуктор привода насосов, герметизатор устья скважины, противовыбросовое оборудование, П-образная мачта, шарнирно соединенная в кормовой части с платформой, при этом барабан для намотки трубы и кабина оператора в транспортном положении расположены между стойками П-образной мачты, отличающаяся тем, что инжектор установлен на площадке, расположенной в нижней части П-образной мачты и шарнирно закрепленной одними концами на стойках мачты, а другими связанную через тяги с кормовой частью платформы, а в верхней части мачты расположен механизм центрирования с крюковой подвеской, выполненный в виде двух направляющих и каретки с роликами, связанной с гидроцилиндром.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что направляющая дуга жестко связана с инжектором и выполнена в виде двух секций, шарнирно соединенных между собой, при этом секции снабжены гидроприводом, что обеспечивает их поворот относительно друг друга и позволяет складываться при транспортировании.