СМАЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО, ПРЕДНАЗНАЧЕННОЕ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ С ИНЖЕКТОРОМ ГИБКИХ ТРУБ, И БУРОВОЙ АГРЕГАТ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫЙ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГИБКИХ ТРУБ Российский патент 2011 года по МПК E21B19/22 

ОБЛАСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к установке для выполнения операций бурения скважин в пласте с использованием гибких труб и обычного оборудования с верхним приводом. В конкретном варианте исполнения настоящее изобретение относится к смазочному устройству для установки, предназначенной для использования гибких труб.

ПРЕДПОСЫЛКИ К СОЗДАНИЮ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В находящихся одновременно на рассмотрении заявках на изобретения США №11/165931 от 24 июня 2005 г. на «БУРОВОЙ АГРЕГАТ С ВЕРХНИМ ПРИВОДОМ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГИБКИХ ТРУБ И СПОСОБ ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ» и №11/294036 от 5 декабря 2005 г. на «БУРОВОЙ АГРЕГАТ С ВЕРХНИМ ПРИВОДОМ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГИБКИХ ТРУБ И СПОСОБ ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ», включенных в настоящее описание путем ссылки, раскрыт универсальный буровой агрегат, с помощью которого можно выборочно выполнять операции с соединенными трубами, а также с гибкими трубами. Буровой агрегат, раскрытый в упомянутых выше заявках, содержит подъемную вышку, выступающую вверх от настила, или опоры, бурового агрегата, причем подъемную вышку можно перемещать из первого положения, в котором верхний привод, размещенный на подъемной вышке, можно располагать над скважиной и использовать, во второе положение, в котором инжектор гибких труб, размещенный на подъемной вышке, можно располагать над скважиной и использовать. В буровом агрегате, раскрытом в указанных заявках, установка для использования гибких труб обычно размещена на подъемной вышке, но, в общем, расположена таким образом, что ось инжектора гибких труб смещена относительно оси верхнего привода, который, при расположении подъемной вышки, в общем, в вертикальном положении, находится над устьевым оборудованием/стволом скважины.

Как указано в заявках, для того чтобы ось инжектора гибких труб была, в общем, совмещена с осью устьевого оборудования/ствола скважины, необходимо повернуть подъемную вышку по существу из вертикального положения в положение под углом к вертикали.

В определенных случаях может быть желательным, чтобы подъемную вышку можно было поддерживать по существу в вертикальном положении все время, несмотря на то, производят ли операции по бурению скважины в грунте с использованием верхнего привода или инжектора гибких труб, который, как сказано выше, имеет ось, не совмещенную с осью верхнего привода. Таким образом, при вертикальном положении подъемной вышки можно производить операции с использованием как верхнего привода, так и гибких труб.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Согласно изобретению создано смазочное устройство, предназначенное для использования с инжектором для гибких труб и содержащее продолговатый корпус, имеющий первый конец и второй конец, направляющую систему, расположенную в корпусе и предназначенную для направления гибкой трубы, проходящей через корпус, первый направитель, расположенный вблизи первого конца корпуса, имеющего первую ось, и предназначенный для направления гибкой трубы в первом направлении вдоль первой оси, и второй направитель, расположенный вблизи второго конца корпуса, имеющего вторую ось, и предназначенный для направления гибкой трубы во втором направлении вдоль второй оси, расположенной под углом относительно первой оси.

Смазочное устройство может содержать, по меньшей мере, один промежуточный направитель, расположенный между первым и вторым направителями и предназначенный для направления гибкой трубы к второму направлению.

Корпус может быть дугообразным.

Направляющая система может содержать первый комплект отстоящих друг от друга в продольном направлении внутренних направляющих роликов и второй комплект отстоящих друг от друга в продольном направлении наружных направляющих роликов, причем, по меньшей мере, некоторые из внутренних направляющих роликов и наружных направляющих роликов сгруппированы вдоль длины корпуса.

В другом варианте направляющая система может содержать множество отстоящих друг от друга в продольном направлении внутренних направляющих роликов и множество отстоящих друг от друга в продольном направлении наружных направляющих блоков, причем, по меньшей мере, некоторые из внутренних роликов и наружных направляющих блоков сгруппированы вдоль длины корпуса.

В еще одном варианте направляющая система может содержать множество отстоящих друг от друга в продольном направлении внутренних направляющих блоков и множество отстоящих друг от друга в продольном направлении наружных направляющих блоков, причем, по меньшей мере, некоторые из соответствующих внутренних и наружных направляющих блоков сгруппированы вдоль длины корпуса.

Продолговатый корпус может быть прямоугольным в поперечном сечении.

Корпус может быть присоединен его первым концом к универсальному соединению.

Корпус может быть по существу прямолинейным.

Направляющая система может содержать первый комплект отстоящих друг от друга в продольном направлении внутренних роликов и второй комплект отстоящих друг от друга в продольном направлении наружных роликов, причем, по меньшей мере, некоторые из внутренних и наружных роликов сгруппированы вдоль длины корпуса.

Корпус может содержать первый конец и второй конец и первую и вторую отстоящие друг от друга боковые стенки, первый направитель содержит первую внутреннюю направляющую и первую наружную направляющую, которые сгруппированы вблизи первого конца корпуса, а второй направитель содержит вторую внутреннюю направляющую и вторую наружную направляющую, которые сгруппированы вблизи второго конца корпуса, первая внутренняя направляющая расположена вблизи первой боковой стенки, первая наружная направляющая расположена вблизи второй боковой стенки, вторая внутренняя направляющая расположена дальше от первой боковой стенки, чем первая внутренняя направляющая, вторая наружная направляющая расположена ближе ко второй боковой стенки, чем первая наружная направляющая. Внутренние и наружные направляющие могут содержать ролики, или внутренние направляющие могут содержать ролики, а наружные направляющие могут содержать направляющие блоки, или внутренние и наружные направляющие могут содержать направляющие блоки.

Согласно изобретению создан буровой агрегат для избирательного введения в ствол скважины гибких труб или труб с резьбовым соединением, содержащий опору, подъемную вышку, выступающую вверх от опоры, верхний привод, размещенный на подъемной вышке для продольного перемещения вдоль нее и имеющий первую ось, проходящую через него, инжектор гибких труб, размещенный на подъемной вышке и имеющий вторую ось, смещенную от первой оси, и смазочное устройство по п.1, прикрепленное к инжектору гибких труб.

Инжектор гибких труб может быть жестко прикреплен к подъемной вышке посредством опорного кронштейна или прикреплен к подъемной вышке съемным образом.

Подъемная вышка может быть установлена с возможностью поворота относительно опоры.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 изображает вид сбоку предпочтительного варианта исполнения бурового агрегата согласно настоящему изобретению с верхним приводом, размещенным на подъемной вышке с возможностью продольного перемещения вдоль нее, с инжектором гибких труб, прикрепленным к подъемной вышке, имеющим ось, не совпадающим с осью верхнего привода и устьевого оборудования/ствола скважины, и со смазочным устройством согласно настоящему изобретению.

Фиг.2 - вид сбоку бурового агрегата, представленного на Фиг.1, в положении при транспортировке, но без смазочного устройства.

Фиг.3 - вид сбоку одного варианта исполнения смазочного устройства согласно настоящему изобретению;

Фиг.4 - поперечное сечение 4-4 на фиг.3 в увеличенном масштабе.

Фиг.5 - поперечное сечение в увеличенном масштабе другого варианта выполнения направляющей системы для использования в смазочном устройстве согласно настоящему изобретению.

Фиг.6 - поперечное сечение в увеличенном масштабе другого варианта выполнения направляющей системы для использования в смазочном устройстве согласно настоящему изобретению.

Фиг.7 - частичный вид сбоку, частично в разрезе, одного варианта исполнения смазочного устройства согласно настоящему изобретению.

Фиг.8 - частичный вид сбоку, частично в разрезе, другого варианта исполнения смазочного устройства согласно настоящему изобретению.

Фиг.9 - вид сбоку, частично в разрезе, другого варианта исполнения смазочного устройства согласно настоящему изобретению.

Фиг.10 - частичный вид сбоку, частично в разрезе, другого варианта исполнения смазочного устройства согласно настоящему изобретению.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ИСПОЛНЕНИЯ

На Фиг.1 показан буровой агрегат, по существу такой же, как и в указанных выше заявках США 11/165931 и 11/294036, который содержит основание 10 с рабочей платформой 12. На основании 10 установлена телескопическая, поворотная подъемная вышка 14, которая содержит верхнюю секцию 16 и нижнюю секцию 18 и установлена с возможностью поворота относительно шарнира 20, присоединенного к основанию 10. На секции 16 установлен с возможностью продольного перемещения вдоль нее верхний привод 22, прикрепленный к тросам 24, которые прикреплены к кронблоку 26 со шкивами 27 хорошо известным способом, причем тросы 24 присоединены к буровой лебедке 33. Следует понимать (хотя это не показано), что верхний привод 22 установлен на рельсах, направляющих и т.п. на подъемной вышке 14 таким образом, что его можно перемещать вертикально или вдоль вышки. Кроме того, следует понимать (хотя это не показано), что подъемная вышка 14, в общем, содержит пару отстоящих друг от друга продолговатых колонн или рамных элементов, и верхний привод расположен между колоннами. Таким образом, нижняя секция 18 может состоять из двух отстоящих друг от друга колонн и верхняя секция 16 может состоять из двух отстоящих друг от друга колонн, при этом колонны, составляющие верхнюю секцию 16, можно телескопически вводить в колонны, составляющие нижнюю секцию 18. Следует понимать, что подъемная вышка может быть единой, нетелескопической конструкцией.

К подъемной вышке 14 прикреплен, с возможностью съема, инжектор 28 гибких труб, прикрепленный к подъемной вышке 14 с помощью кронштейна 29 (Фиг.2), который можно удерживать штифтами, захватами или другими фиксирующими приспособлениями таким образом, чтобы обеспечивалась возможность выборочного прикрепления инжектора 28 к подъемной вышке 14 и съема его. Инжектор 28 гибких труб также содержит направляющую, или «гусиную шею», содержащую первую и вторую секции 30 и 32, прикрепленные одна к другой с возможностью поворота. В положении, показанном на фиг.2, секция 32 направляющей не выведена с помощью гидроцилиндра 34, так как на фиг.2 изображена частично процедура подъема. Однако, как хорошо известно в данной области, когда секция 32 выведена с помощью гидроцилиндра 34, она составляет плавно скругленную дугу (что лучше всего показано на фиг.1), для минимизации изгиба гибкой трубы при ее сматывании с катушки 50 и подачи в инжектор 28 гибких труб. Следует иметь в виду, что под термином «инжектор гибких труб» или под сходными терминами при ссылке на инжектор гибких труб, понимают любое механизированное оборудование для перемещения гибких труб в буровую скважину или из нее для бурения, капитального ремонта скважины или для других целей.

Как описано более полно ниже, инжектор 28 гибких труб присоединен к смазочному устройству 36.

Под термином «верхний привод» в настоящем описании понимают не только обычные верхние привода, известные специалистам в данной области, но также и приводные вертлюги, приводные трубные ключи, и другое оборудование, обычно используемое, обычно со столом бурового ротора, для выполнения соединения (резьбового) трубчатых элементов для использования при бурении и/или техническом обслуживании нефтяных и газовых скважин.

На фиг.2 изображена подъемная вышка 14 в частично опущенном положении, в котором верхняя секция 16 телескопически введена в нижнюю секцию 18. Следует понимать (хотя это не показано на фиг.2), что когда систему не используют, секцию 16 телескопически опускают в секцию 18, и подъемную вышку 14 располагают, в общем, в горизонтальном положении. На фиг.2 подъемная вышка 14 показана в несколько поднятом положении таким образом, чтобы можно было прикрепить инжектор 28, как это описано ниже. Для подъема и опускания подъемной вышки 14 предусмотрен механизм 38, состоящий из поршня и гидроцилиндра, шарнирно присоединенный в точке 40. В полностью опущенном положении подъемная вышка 14 расположена на платформе 42 и составляет часть основания 10.

Как показано на фиг.2, инжектор 28 гибких труб установлен на трейлере 44, имеющем колеса 46 и выступ 48, с помощью которого трейлер 44 можно буксировать грузовым автомобилем и т.п. На трейлере 44 также транспортируют катушку 50 гибких труб 52. Таким образом, следует понимать, что до прикрепления инжектора 28 гибких труб к подъемной вышке 14 подъемная вышка 14 может располагаться по существу горизонтально на платформе 42. Когда трейлер 44, несущий инжектор 28 и катушку 50 гибких труб подвозят к месту, где располагают основание 10, подъемную вышку 14 следует поднять с помощью поворотного гидроцилиндра 38 в положение, при котором подъемная вышка 14 находится под небольшим углом к горизонту, как показано на фиг.2. Трейлер 44 может быть при этом расположен вблизи основания 10. В этом положении инжектор 28 должен находиться вблизи подъемной вышки 14, и с помощью кронштейна или опоры 29 его можно прикрепить, с возможностью съема, к подъемной вышке 14. Для этого с помощью гидроцилиндра 56, установленного на трейлере 44, поднимают инжектор 28 гибких труб в место его прикрепления к подъемной вышке 14. Следует понимать, что при транспортировке инжектор 28 должен располагаться на платформе 45 трейлера 44. После прикрепления инжектора к подъемной вышке 14 подъемную вышку 14 можно поднимать, переводя в вертикальное положение, и верхнюю секцию 16 можно телескопически выводить вверх на ее полную длину, при которой положение инжектора 28 будет таким, как показано на фиг.1.

Как хорошо известно специалистам в данной области, обычно с инжекторами гибких труб используют смазочное устройство, если гибкие трубы задействуют при бурении или выполнении других операций, например капитального ремонта. Смазочное устройство является продолговатым трубчатым элементом или корпусом, имеющим нижний конец, который может быть прикреплен к верху устьевого оборудования скважины, например фонтанному устьевому оборудованию, ПВУ и т.д. буровой скважины таким образом, чтобы инструментальные средства гибких труб и т.д. можно было ввести в буровую скважину под давлением. Обычное смазочное устройство содержит верхний узел, снабженный инжекционной секцией для подачи смазки под высоким давлением и уплотнительными элементами. Кроме того, смазочное устройство обычно содержит телескопические секции, расположенные внизу, которые присоединяют к устьевому оборудованию. В действительности смазочное устройство является уплотненным корпусом, находящимся под давлением, через который пропускают гибкие трубы. Известные смазочные устройства по существу являются прямолинейными, т.е. не содержащими каких-либо криволинейных трактов, так как при их использовании в сочетании с обычными системами гибких труб, их можно располагать так, чтобы их продольной ось была совмещена с осевой линией устьевого оборудования. Таким образом, при прикрепленной верхней части смазочного устройства к инжектору гибких труб гибкую трубу, выпускаемую из инжектора, проводят по существу вдоль прямой линии через смазочное устройство и устьевое оборудование, а затем - в буровую скважину.

Ось А, проходящая через инжектор 28 (фиг.1), расположена под углом к оси В, проходящей через верхний привод 22. Более конкретно ось В совмещена с осью устьевого оборудования 54 скважины, тогда как ось А не совмещена с ней. Таким образом, в условиях, показанных на фиг.1, можно выполнять операции в стволе скважины с использованием верхнего привода 22, но не с использованием инжектора 28 гибких труб. Для решения этой задачи, как это раскрыто в вышеуказанных патентных заявках США, подъемную вышку 14 можно переместить в направлении стрелки С, по существу поворачивая вокруг шарнира 20 до тех пор, пока ось А ни совместится с осью, проходящей через устьевое оборудование 54 скважины/ствол скважины. Как указано выше, в определенных случаях было бы желательным, чтобы подъемную вышку 14 можно было поддерживать в положении, показанном на фиг.1, и можно было выполнять обе операции с использованием верхнего привода 22 и инжектора 28 гибких труб. На фиг.1 показано смазочное устройство 36, которое проходит от инжектора 28 гибких труб до места, расположенного прямо над устьевым оборудованием 54 скважины/стволом скважины. Устройство 36 имеет дугу или изгиб таким образом, что гибкую трубу 52, выпускаемую из инжектора 28, направляют с помощью смазочного устройства 36 таким образом, что на выходе из нижней части устройства 36 она находится на оси, совмещенной с осью В, которая в свою очередь совмещена с устьевым оборудованием 54 скважины/стволом скважины.

Таким образом, корпус смазочного устройства согласно настоящему изобретению в одном варианте исполнения не является прямолинейным, как обычные смазочные устройства, а содержит небольшой изгиб, дугу или радиус, например радиус длиной 300 футов, и выполнено таким образом, чтобы можно было использовать универсальный буровой агрегат, показанный на фиг.1 и описанный в вышеуказанных заявках. Как отмечено в данных заявках, инжектор 28 гибких труб прикрепляют к подъемной вышке таким образом, чтобы ось инжектора 28 была расположена под углом к оси верхнего привода 22 и, что более важно, под углом к оси устьевого оборудования 54 скважины/ствола скважины. В соответствии с этим, как это раскрыто в указанных заявках, для совмещения оси инжектора гибких труб с осью устьевого оборудования 54 скважины/ствола скважины необходимо отклонить или повернуть подъемную вышку таким образом, чтобы ось инжектора гибких труб (ось А) была совмещена с осью устьевого оборудования 54 скважины, что означает, что ось верхнего привода (ось В) находится под углом к оси устьевого оборудования 54 скважины/ствола скважины. При применении смазочного устройства согласно настоящему изобретению обеспечивается возможность поддержания подъемной вышки 14 в вертикальном, не наклоненном положении, но при этом обеспечивают возможность того, чтобы гибкая труба 52, выпускаемая из конца смазочного устройства, входила в устьевое оборудование 54 скважины вдоль оси, совмещенной с осью устьевого оборудования 54 скважины, т.е. совмещенной с осью В, когда подъемная вышка расположена вертикально.

Смазочное устройство 36 в соответствие с одним вариантом исполнения настоящего изобретения показано на фиг.3-7 более подробно. Смазочное устройство 36 (как это лучше всего показано на фиг.3) содержит продолговатый трубчатый корпус 70, который обычно имеет прямоугольную форму, но может иметь любую конфигурацию поперечного сечения. Корпус 70 (как это также показано на фиг.3 и 7) содержит небольшой изгиб или небольшую дугу, определенную радиусом, который, в показанном варианте исполнения, может составлять 300 футов (как показано стрелкой D). Следует понимать, что радиус в 300 футов является просто примерным, и смазочное устройство 36 может иметь дуги, выполненные с меньшим или большим радиусом в зависимости от относительного положения устьевого оборудования 54 скважины и инжектора 28 гибких труб, т.е. чем больше расстояние между инжектором 28 и устьевым оборудованием 54 скважины, тем больше должен быть радиус и меньше кривизна смазочного устройства 36. Таким образом, степень кривизны или дугообразности смазочного устройства 36, независимо от того, является ли дуга дугой окружности или какой-либо другой криволинейной линии, очень существенна для постепенного изменения положения осевой линии гибкой трубы от первого положения или направления, когда ее выпускают из инжектора 28, где она не совмещена с осью устьевого оборудования 54 скважины, ко второму положению или направлению, когда ее выпускают из нижнего конца смазочного устройства 36, где она совмещена с осью устьевого оборудования 54 скважины.

Смазочное устройство 36 снабжено универсальным соединением 72 вблизи его верхнего конца, чтобы его можно было перемещать, совмещая или выводя из совмещения с осью устьевого оборудования 54 скважины. Смазочное устройство 36 может быть прикреплено к инжектору 28 посредством резьбового соединения или другого такого соединения, хорошо известного специалистам в данной области. Соединитель между смазочным устройством 36 и инжектором 28 может содержать уплотнительный узел и инжекционную систему подачи смазки под высоким давлением, что также известно специалистам в данной области. У нижнего конца корпуса 70 расположена одна или несколько телескопических секций 74, которые, как хорошо известного специалистам в данной области, могут быть прикреплены к устьевому оборудованию скважины, например устьевому оборудованию 54 скважины. Телескопическую секцию (секции) 74 присоединяют к тросу 76 лебедки, который проходит к лебедке 78, прикрепленной к кронштейну 29, который в свою очередь прикреплен к подъемной вышке 14. Соответствующим образом, хорошо известным специалистам в данной области, лебедку 78 в сочетании с тросом 76 лебедки можно использовать для подъема или опускания телескопической секции (секций) 74. В этом отношении, сразу после расположения смазочного устройства 36 над устьевым оборудованием 54 скважины, телескопическую секцию (секции) 74 опускают под действием ее силы тяжести для сопряжения с устьевым оборудованием 54 скважины. Следует понимать, что, как хорошо известно специалистам в данной области, телескопическая секция (секции) 74 может быть снабжена уплотнениями для повышенного давления для обеспечения того, чтобы, при использовании обычных уплотнений для повышенного давления в верхней части смазочного устройства, можно было бы воспринимать внутреннее давление, создаваемое в стволе скважины, т.е. смазочное устройство представляет собой корпус, который должен работать под давлением.

Вблизи верхнего конца 83 и изнутри корпуса 70 расположена пара сгруппированных направляющих роликов 80, 81, которыми направляют гибкую трубу 52 на впуске в корпус 70. Аналогичным образом, у нижнего конца 85 корпуса 70 расположена другая пара сгруппированных направляющих роликов 82, 87, которыми направляют гибкую трубу 52 на выпуске из конца смазочного устройства 36 по направлению к устьевому оборудованию 54 скважины. По существу, корпус 70 у его верхнего конца 83 имеет первую ось, тогда как у его нижнего конца 85 корпус 70 имеет вторую ось, причем первая и вторая оси расположены под углом друг к другу. В данном варианте исполнения целью является перемещение гибкой трубы, выпускаемой из инжектора 28, из первого направления, т.е. от первой оси, ко второму направлению, т.е. ко второй оси. Другими словами, посредством смазочного устройства 36 перемещают гибкую трубу из направления, в общем, вдоль оси А на Фиг.1 в направление, в общем, вдоль оси В на фиг.1. Множество роликовых пар сгруппировано вдоль длины корпуса 70, в том смысле, что ролики сгруппированных пар расположены относительно близко друг к другу и с противоположных сторон гибкой трубы 52 при ее прохождении через корпус 70. В действительности посредством роликов обеспечивают направляющую систему в корпусе 70, суммарное действие которой заключается в направлении гибкой трубы 52, выпускаемой из инжектора 28, по дуге корпуса 70, т.е. от оси А (фиг.,1) к оси В. Следует понимать, что число сгруппированных пар роликов в корпусе 70 и их относительное расстояние вдоль корпуса 70 зависит от размера гибкой трубы, толщины ее стенки и т.д. Очевидно, что при пропуске более гибкой трубы меньшего размера требуется меньшее число сгруппированных пар роликов, чем для гибкой трубы большего диаметра и/или с большей толщиной стенки. Однако, в общем, пары роликов должны отстоять друг от друга на существенно близком расстоянии таким образом, чтобы гибкая труба не терлась о внутренние стенки корпуса 70, что вызывало бы ненужный ее износ.

Средняя часть смазочного устройства 36 в варианте исполнения, показанном на фиг.3, более подробно представлена на фиг.7. Корпус 70 (фиг.7 в сочетании с Фиг.3 и 4) имеет, в общем, прямоугольную форму и содержит первую и вторую отстоящие друг от друга боковые стенки 70А и 70В, соединенные первой и второй отстоящими друг друга боковыми стенками 70С и 70D. Промежуточные ролики 84, а также любые из роликов, рассмотренных выше, установлены с возможностью вращения в корпусе 70 на осях 100, проходящих сквозь боковые стенки 70С и 70D, удерживаемых колпачковыми гайками или подобными средствами 102. Корпус 70 (Фиг.7) содержит низкую сторону, обозначенную стрелкой L, и высокую сторону, обозначенную стрелкой Н. По причине того, что перемещение гибкой трубы 52 от оси А (фиг.1) к оси В выполняют за счет криволинейности, или дугообразности, корпуса 70, группы направляющих роликов могут быть, в общем, равномерно отведены от их соответствующих боковых стенок, т.е. с их помощью может быть определена дуга, или изгиб, аналогичная дуге корпуса 70. Таким образом, как показано на Фиг.7, ролики с высокой стороны Н корпуса 70 все по существу одинаково отстоят от стенки 70А, составляющей низкую сторону L корпуса 70. Аналогичным образом, ролики 89, наиболее близко расположенные к низкой стороне L корпуса 70, одинаково отстоят от стенки 70А, составляющей низкую сторону L корпуса 70. Таким образом, имеет место (фиг.7) сочетание дугообразной, или изогнутой, формы корпуса 70 с группами роликов, с помощью которых поддерживают гибкую трубу 52 вдоль этого дугообразного, или изогнутого, тракта, в результате чего изменяют направление гибкой трубы 52 от первой оси (оси А) на входе корпуса 70 ко второй оси (оси В) на выходе корпуса 70.

В дополнение к роликам можно использовать различные другие направляющие элементы в варианте исполнения, представленном на фиг.7. Таким образом, как показано на фиг.5, направляющая система может содержать ролики 84, расположенные вблизи низкой стороны L корпуса 70, и направляющие блоки 104, расположенные вблизи высокой стороны Н корпуса 70, или наоборот.

В еще одном варианте исполнения направляющей системы, показанной на фиг.6, можно использовать пары сгруппированных направляющих блоков 106 и 108. При использовании пар групп роликов, как это показано на фиг.3, 4 и 7, так как дугообразную форму корпуса 70 используют в сочетании с любой из направляющих систем, показанных на фиг.5 или 6, гибкая труба 52 направляется от одной оси к другой оси, используют равные расстояния, в том смысле, что, относительно Фиг.5, ролики 84 все по существу расположены на одинаковом расстоянии от нижней стороны L, и блоки 104 все расположены на одинаковом расстоянии от высокой стороны Н. То же справедливо для блоков 106 и 108, показанных на Фиг.6.

Материал конструкции направляющих блоков, являющихся по существу изнашиваемыми прокладками, выбирают таким образом, чтобы минимизировать любой износ гибкой трубы 52 при пропуске ее через смазочное устройство 36, и материал может быть пластиком, например: найлоном, полиуретаном, поликарбонатами, специально разработанными пластиками и т.д., но в любом случае он должен быть достаточно твердым, чтобы блоки не изнашивались слишком легко. Кроме того, направляющие блоки, например, блоки 104, 106 и 108, могут быть изготовлены из бронзы или других относительно мягких металлов, которые опять-таки не вызывали бы чрезмерного износа гибких труб 52 при пропуске через смазочное устройство 36. Хотя ролики, например ролики 84, могут быть изготовлены из тех же материалов, их можно также изготавливать из более твердых металлов, так как их сопряжение с гибкой трубой 52 представляет собой трение качения скорее, чем трение скольжения, как в случае направляющих блоков. В случае варианта исполнения, представленного на фиг.3 и 7, несмотря на тип используемой направляющей системы, например, содержащей ролики, направляющие блоки или их сочетания, целью является направление гибкой трубы вдоль дуги или изгиба корпуса 70.

Хотя до сих пор смазочное устройство 36 описано, как содержащее изогнутый или дугообразный корпус, или продолговатый трубчатый элемент, изобретение не ограничено этим. На Фиг.8-10 показаны другие варианты исполнения смазочного устройства согласно настоящему изобретению, в которых корпус является по существу прямолинейным, т.е. корпус 70 не содержит каких-либо дуг или изгибов. Таким образом, как это описано ниже, гибкую трубу 52 направляют от оси А (фиг.1) к оси В с помощью внутренней направляющей системы, посредством которой можно постепенно изменять дугу или направление гибкой трубы по мере ее перемещения через корпус. В действительности в таком смазочном устройстве с прямолинейным корпусом с помощью внутренней направляющей системы изменяют направление гибкой трубы 52, выпускаемой из инжектора 28 от оси А по существу к оси В.

На Фиг.8 показан другой вариант исполнения смазочного устройства 36А согласно настоящему изобретению, содержащего по существу прямолинейный корпус 200, который, как и корпус 70, может иметь прямоугольное поперечное сечение или в данном случае любую другую конфигурацию поперечного сечения. В данном варианте исполнения используемая направляющая система представлена последовательностью роликов 120 и направляющих блоков 122, соответствующие группы которых отстоят друг от друга вдоль длины корпуса 200. Корпус 200 содержит первую боковую стенку 202 и отстоящую от нее вторую боковую стенку 204, которые по существу параллельны друг другу. Хотя ролики 120, как это показано на чертеже, по существу такие же по размерам, направляющие блоки 122А, 122В, 122С, 122D имеют переменный размер по ширине, где направляющий блок 122А у верхнего конца 201 корпуса 200 имеет больший размер по ширине при измерении от боковой стенки 204, чем средние направляющие блоки 122В или 122С. У нижнего конца 205 корпуса 200 размер по ширине направляющих блоков снова увеличен в направлении от боковой стенки 204. Таким образом, направляющий блок 122D, расположенный в смазочном устройстве 36А ниже направляющего блока 122С, выступает в поперечном направлении от боковой стенки 204 больше, чем направляющий блок 122А или, в данном случае, чем направляющий блок 122В. Другими словами, направляющими блоками 122А, 122В, 122С, 122D определен дугообразный, или криволинейный, тракт, вдоль которого пропускают гибкую трубу 52. В аналогичном варианте исполнения направляющие ролики 120А, 120В, 120С, 120D расположены вдоль корпуса 200 таким образом, что чем ближе к верхнему концу 201 корпуса 200, тем относительно ближе ролики к боковой стенке 202, тогда как в средней секции корпуса 200 направляющие ролики 200В и 200С дальше отстоят от боковой стенки 202. Однако, как частично показано на фиг.8, ближе к нижнему концу корпуса 200 направляющий ролик 120D расположен таким образом, что он ближе к боковой стенке 202 и таким образом рисунок <расположения> направляющих роликов образует дугообразный, или криволинейный, тракт, через который пропускают гибкую трубу 52. Таким образом, гибкую трубу 52 постепенно направляют от первой оси А (фиг.1) ко второй оси В через плавный переход, определенный положением групп роликов-направляющих блоков в корпусе 200.

На фиг.9 показан другой вариант исполнения смазочного устройства согласно настоящему изобретению. Смазочное устройство 36В аналогично смазочному устройству на Фиг.8, за исключением того, что вместо использования групп роликов/направляющих блоков, в варианте исполнения на Фиг.9 используют группы роликов, отстоящие друг от друга вдоль корпуса 300 смазочного устройства 36В. В данном варианте, как и в варианте исполнения, показанном на фиг.8, ролики 205, расположенные рядом со стенкой 208, смещены один относительно другого в шахматном порядке по ширине от стенки 208 таким, образом, что образован дугообразный тракт для пропуска гибкой трубы 52. Аналогичным образом ролики 207, находящиеся ближе к боковой стенке 210, расположены таким образом, что они образуют дугообразный, или изогнутый, тракт, через который пропускают гибкую трубу 52.

На фиг.10 показан еще один вариант исполнения смазочного устройства согласно настоящему изобретению. В смазочном устройстве 36С, показанном на Фиг.10, в отличие от смазочного устройства 36А или 36В, не используют направляющие ролики, а используют только направляющие блоки. Корпус 211 содержит первую и вторую отстоящие друг от друга противоположные боковые стенки 212 и 214. Из последовательности направляющих блоков 216А, 216В, 216С, 216D, выступающих в поперечном направлении наружу от боковой стенки 214 на различные расстояния по ширине, образуют изогнутый, или дугообразный, тракт, по которому пропускают гибкую трубу 52. Аналогичным образом, направляющие блоки 218А, 218В, 218С, 218D расположены в поперечном направлении наружу от боковой стенки 212 таким образом, что образуют изогнутый, или дугообразный, тракт, по которому пропускают гибкую трубу 52 при ее перемещении через корпус 211.

В случаях, когда используют смазочное устройство с прямолинейным корпусом, подобным показанному на Фиг.8, 9, 10, для прикрепления смазочного устройства у его нижнего конца к устьевому оборудованию, может быть установлен угловой фланец, что должно быть вполне понятно специалистам в данной области.

Для расположения нижнего конца смазочного устройства 36 над устьевым оборудованием 54 скважины, к основанию 10 может быть прикреплен соответствующий гидроцилиндр (хотя он не показан), с помощью которого можно попеременно перемещать смазочное устройство 36 из положения над устьевым оборудованием 54 скважины в положение, при котором его действительно выводят в поперечном направлении так, чтобы его ось не была параллельна вдоль оси подъемной вышки 14. В этом отношении следует отметить, что из-за того, что смазочное устройство 36 присоединено к инжектору 28 гибких труб с помощью универсального соединения 72, такое перемещение не вызывает какого-либо изгиба трубчатой секции 70.

Для прикрепления любого из смазочных устройств к инжектору 28 гибких труб, можно использовать несколько способов. Если подъемная вышка 14 находится в ее выдвинутом положении, в котором она, в общем, вертикально выставлена относительно основания 10, как это показано на Фиг.1, то смазочное устройство может быть поднято и прикреплено к инжектору 28 хорошо известным способом путем использования лебедки 78. В альтернативном варианте исполнения смазочное устройство 36 можно транспортировать на трейлере 44 и его можно прикрепить, используя лебедку 78 и ручное манипулирование, к инжектору 28, если подъемная вышка 14 была в опущенном положении, как показано на Фиг.2, после чего инжектор 28, подъемную вышку 14 и смазочное устройство поднимают в вертикальное положение. В альтернативном варианте исполнения, можно использовать отдельный консольный кран, чтобы манипулировать смазочным устройством. Следует отметить, что, как раскрыто в патентной заявке США 11/165931, инжектор гибких труб может быть жестко прикреплен к подъемной вышке или, как сказано в заявке 11/294036, инжектор гибких труб может быть прикреплен к подъемной вышке с возможностью съема.

Следует понимать, что трейлер 44 может быть любым колесным несущим средством либо с собственным приводом, либо его можно буксировать, и он может также быть выполнен в форме салазок. Аналогичным образом, предполагается, что основание 10 выполнено в виде любой конструкции, на которой может быть установлен и/или можно нести подъемную вышку 14, и она может также содержать колесную конструкцию, которая может также быть самодвижущейся. Предполагается также, что основание 10 и трейлер 44 могут быть выполнены как одно целое.

Хотя смазочное устройство согласно настоящему изобретению представлено в связи с буровым агрегатом, как раскрыто в указанных заявках, т.е. где ось инжектора гибких труб и ось верхнего привода расположены под углом друг к другу, его также можно использовать в других так называемых универсальных буровых агрегатах, в которых имеются и верхний привод, и инжектор гибких труб. Например, его можно использовать в так называемых универсальных буровых агрегатах, показанных в Канадском патенте №2425448.

Как показано выше, с помощью смазочного устройства или универсального бурового агрегата согласно настоящему изобретению можно легко производить переключение с работы с применением верхнего привода и с использованием соединенных или свинченных труб на работу с использованием гибких труб при минимальных манипуляциях.

Изобретение относится к буровому оборудованию, в частности к устройствам для направления гибких непрерывных труб в скважину. Техническим результатом является повышение производительности и надежности при работе с гибкими трубами. Смазочное устройство для использования с инжектором для гибких труб содержит продолговатый корпус и направляющую систему, расположенную в корпусе. Направляющая система включает ролики, расположенные вблизи первого конца корпуса и предназначенные для направления гибкой трубы по первой траектории, и ролики, расположенные вблизи второго конца корпуса и предназначенные для направления гибкой трубы по второй траектории. Буровой агрегат содержит опору, подъемную вышку, верхний привод, размещенный на подъемной вышке для продольного перемещения вдоль нее и имеющий первую ось, инжектор, размещенный на подъемной вышке и имеющий вторую ось, смещенную относительно первой оси, и смазочное устройство, прикрепленное к инжектору. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Смазочное устройство, предназначенное для использования с инжектором для гибких труб и содержащее продолговатый корпус, имеющий первый конец и второй конец, направляющую систему, расположенную в корпусе и предназначенную для направления гибкой трубы, проходящей через корпус, первый направитель, расположенный вблизи первого конца корпуса, имеющего первую ось, и предназначенный для направления гибкой трубы в первом направлении вдоль первой оси, и второй направитель, расположенный вблизи второго конца корпуса, имеющего вторую ось, и предназначенный для направления гибкой трубы во втором направлении вдоль второй оси, расположенной под углом относительно первой оси.

2. Смазочное устройство по п.1, которое содержит, по меньшей мере, один промежуточный направитель, расположенный между первым и вторым направителями и предназначенный для направления гибкой трубы к второму направлению.

3. Смазочное устройство по п.1, в котором корпус является дугообразным.

4. Смазочное устройство по п.1 или 3, в котором направляющая система содержит первый комплект отстоящих друг от друга в продольном направлении внутренних направляющих роликов и второй комплект отстоящих друг от друга в продольном направлении наружных направляющих роликов, причем, по меньшей мере, некоторые из внутренних направляющих роликов и наружных направляющих роликов сгруппированы вдоль длины корпуса.

5. Смазочное устройство по п.1 или 3, в котором направляющая система содержит множество отстоящих друг от друга в продольном направлении внутренних направляющих роликов и множество отстоящих друг от друга в продольном направлении наружных направляющих блоков, причем, по меньшей мере, некоторые из внутренних роликов и наружных направляющих блоков сгруппированы вдоль длины корпуса.

6. Смазочное устройство по п.1 или 3, в котором направляющая система содержит множество отстоящих друг от друга в продольном направлении внутренних направляющих блоков и множество отстоящих друг от друга в продольном направлении наружных направляющих блоков, причем, по меньшей мере, некоторые из соответствующих внутренних и наружных направляющих блоков сгруппированы вдоль длины корпуса.

7. Смазочное устройство по п.1, в котором продолговатый корпус является прямоугольным в поперечном сечении.

8. Смазочное устройство по п.1, в котором корпус присоединен его первым концом к универсальному соединению.

9. Смазочное устройство по п.1, в котором корпус является, по существу, прямолинейным.

10. Смазочное устройство по п.9, в котором направляющая система содержит первый комплект отстоящих друг от друга в продольном направлении внутренних роликов и второй комплект отстоящих друг от друга в продольном направлении наружных роликов, причем, по меньшей мере, некоторые из внутренних и наружных роликов сгруппированы вдоль длины корпуса.

11. Смазочное устройство по п.9, в котором корпус содержит первый конец и второй конец и первую и вторую отстоящие друг от друга боковые стенки, первый направитель содержит первую внутреннюю направляющую и первую наружную направляющую, которые сгруппированы вблизи первого конца корпуса, а второй направитель содержит вторую внутреннюю направляющую и вторую наружную направляющую, которые сгруппированы вблизи второго конца корпуса, первая внутренняя направляющая расположена вблизи первой боковой стенки, первая наружная направляющая расположена вблизи второй боковой стенки, вторая внутренняя направляющая расположена дальше от первой боковой стенки, чем первая внутренняя направляющая, вторая наружная направляющая расположена ближе ко второй боковой стенки, чем первая наружная направляющая.

12. Смазочное устройство по п.11, в котором внутренние и наружные направляющие содержат ролики.

13. Смазочное устройство по п.11, в котором внутренние направляющие содержат ролики, а наружные направляющие содержат направляющие блоки.

14. Смазочное устройство по п.11, в котором внутренние и наружные направляющие содержат направляющие блоки.

15. Буровой агрегат для избирательного введения в ствол скважины гибких труб или труб с резьбовым соединением, содержащий опору, подъемную вышку, выступающую вверх от опоры, верхний привод, размещенный на подъемной вышке для продольного перемещения вдоль нее и имеющий первую ось, проходящую через него, инжектор гибких труб, размещенный на подъемной вышке и имеющий вторую ось, смещенную от первой оси, и смазочное устройство по п.1, прикрепленное к инжектору гибких труб.

16. Буровой агрегат по п.15, в котором инжектор гибких труб жестко прикреплен к подъемной вышке посредством опорного кронштейна.

17. Буровой агрегат по п.15, в котором инжектор гибких труб прикреплен к подъемной вышке съемным образом.

18. Буровой агрегат по п.15, в котором подъемная вышка установлена с возможностью поворота относительно опоры.