Многофункциональный комплект для защиты кондуктора с технической колонной труб в подводной скважине Российский патент 2019 года по МПК E21B33/35 E21B33/43 

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, а именно к многофункциональному комплекту, содержащему инструмент-пробку и защитную втулку, в совокупности, для защиты кондуктора с технической колонной труб при строительстве и эксплуатации подводных скважин.

Известен способ герметизации межколонного пространства устья Нефтегазодобывающей скважины между кондуктором и эксплуатационной колонной, RU №2249093 C1, Е21В 33/04, 27.03.2005.

Известны инструменты различного назначения, используемые при эксплуатации подводных скважин, RU №2627778 С2, Е21В 47/09, 11.08.2017; RU №2598259 С2, Е21В 23/04, Е21В 23/06, 20.09.2016; RU №2463448C2, E21B 44/00, Е21В 41/00, 10.10.2012.

Известны инструменты с различными функциональными возможностями, используемые при испытании подводных установок в нефтегазовых скважинах, US 2017/0241230 A1, Е21В 33/064, Е21В 34/04, Е21В 47/00, 24.08.2017; US 9470082 B1, Е21В 47/00, Е21В 33/064 18.10.2016; US 2015/0292315 A1, E21B 47/01, 15.10.2015.

Известны защитные втулки, пробки для устья подводных нефтегазовых скважин, US 2015/0034338 A1, Е21В 34/02, 05.02.2015; US 2013/0213661 A1, E21B17/10, E21B 33/043, 22.08.2013.

В известных устройствах признаков тождественных заявляемому изобретению не обнаружено.

В основу настоящего изобретения положено решение задачи, позволяющей создать новый комплект для защиты кондуктора, с установленной в нем технической колонной труб, при строительстве и эксплуатации подводной скважины, повысить функциональность и расширить возможности использования комплекта в целом и его устройств.

Технический результат настоящего изобретения заключается:

- в создании комплекта, содержащего инструмент-пробку и защитную втулку, в совокупности, для защиты кондуктора с технической колонной труб;

- в выполнении комплекта в целом с высокой функциональностью, а именно с обеспечением защиты при установке защитной втулки, а также герметизаций пространства с кондуктором;

- в выполнении в комплекте устройства в виде инструмента-пробки, с возможностью использования в качестве инструмента при спуске и подъеме защитной втулки, а также с возможностью использования в качестве пробки для герметизаций пространства с кондуктором;

- в выполнении в комплекте устройства в виде защитной втулки, с возможностью использования в качестве защиты кондуктора, а также в качестве опорного уступа, препятствующего осевому перемещению инструмента-пробки;

- в использовании для защиты кондуктора с технической колонной труб инструмента и защитной втулки при строительстве подводных скважин, а также в использовании для защиты кондуктора с технической колонной труб пробки и защитной втулки при эксплуатации подводных скважин с целью возможности проведения гидравлических испытаний.

Согласно изобретению многофункциональный комплект для защиты кондуктора с технической колонной труб в подводной скважине состоит из инструмента-пробки и защитной втулки. Кондуктор выполнен с пазами.

Причем инструмент-пробка комплекта содержит корпус и направляющую с упором, размещенную в корпусе.

Корпус выполнен с подпружиненными пальцами, уплотнителем с крышкой, поворотным кольцом и гайкой с пазом.

А на направляющей установлен клапан.

Клапан ограничен от осевого перемещения по направляющей посредством упора и выполнен с уплотнениями.

Уплотнения взаимодействуют с направляющей и с корпусом, соответственно.

И также на направляющей установлена пружина сжатия. А защитная втулка комплекта выполнена с проточкой и пазом и содержит срезной винт.

При этом в пазе установлены упругое разрезное кольцо с уступом и металлические разрезные кольца.

А паз гайки имеет возможность взаимодействия со срезным винтом защитной втулки.

Кроме того, поворотное кольцо на корпусе выполнено с возможностью поворота его оси и удерживания подпружиненных пальцев внутри корпуса, в том числе и с возможностью поворота до 45 градусов для удерживания подпружиненных пальцев в проточке защитной втулки.

А уступ упругого разрезного кольца имеет возможность удерживания защитной втулки при размещений в пазу кондуктора с перемещением срезного винта защитной втулки в паз гайки.

При этом инструмент-пробка имеет возможность использования в качестве инструмента для спуска и установки защитной втулки и для съема и подъема ее.

А также инструмент-пробка имеет возможность использования в качестве пробки для герметизации кондуктора с участием пружина сжатия, и в этом случае защитная втулка является опорным уступом, препятствующим осевому перемещению к забою инструмента-пробки.

Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «новизна».

За счет реализации отличительных признаков изобретения (в совокупности с признаками, указанными в ограничительной части формулы) достигаются важные новые свойства объекта.

Обеспечение защиты кондуктора с технической колонной труб установкой защитной втулки.

Использование инструмента-пробки в качестве инструмента и в качестве пробки.

Использование защитной втулки в качестве защиты кондуктора и в качестве опорного уступа.

Использование комплекта при строительстве подводных скважин для защиты кондуктора и одновременно при эксплуатации подводных скважин с целью проведения гидравлических испытаний.

Заявителю не известны какие-либо публикации, которые содержали бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат. В связи с этим, по мнению заявителя, можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображены:

На фиг. 1 - «Многофункциональный комплект», инструмент-пробка и защитная втулка, в сборе;

На фиг. 2 - «Многофункциональный комплект», инструмент-пробка, разрез;

На фиг. 3 - «Многофункциональный комплект», узел А на фиг. 1, спуск защитной втулки;

На фиг. 4 - «Многофункциональный комплект», узел А на фиг. 1, подъем защитной втулки.

На фиг. 1-4 изображено:

Кондуктор - 1,

- пазы (в кондукторе 1) - 2.

Техническая колонна труб (в кондукторе 1) - 3.

Инструмент-пробка - 4.

Направляющая (Инструмента-пробки 4) - 5,

- упор (на направляющей 5) - 6.

Корпус (инструмента-пробки 4) - 7,

- подпружиненные пальцы (в корпусе 7) - 8.

Уплотнитель (корпуса 7) - 9,

- крышка (уплотнителя 9) - 10.

Клапан (в корпусе 7 на направляющей 5) - 11,

- уплотнение (для клапана 11, взаимодействующее с направляющей 5) - 12,

- уплотнение (для клапана 11, взаимодействующее с корпусом 7) - 13.

Пружина сжатия (между корпусом 7 и клапаном 11 на направляющей 5) - 14.

Защитная втулка (между кондуктором 1 и инструментом-пробкой 4) - 15,

- проточка (во втулке 15) - 16,

- паз (во втулке 15) - 17.

Срезной винт (во втулке 15) - 18.

Поворотное кольцо (на корпусе 7 с возможностью размещения в проточке 16) - 19.

Упругое разрезное кольцо (с размещением в пазе 17) - 20,

- уступ (кольца 20) - 21.

Металлические разрезные кольца (с размещением в пазе 17) - 22.

Гайка (инструмента-пробки 4) - 23,

- паз (в гайке 23 для взаимодействия со срезными винтами 18) - 24. См. фиг. 1:

Многофункциональный комплект для защиты кондуктора 1 с технической колонной труб 3 в подводной скважине состоит из инструмента-пробки 4 и защитной втулки 15.

Кондуктор 1 выполнен с пазами 2.

См, фиг. 2:

Инструмент-пробка 4 комплекта содержит корпус 7 и направляющую 5 с упором 6.

Направляющая 5 размещена в корпусе 7.

Корпус 7 выполнен с подпружиненными пальцами 8, уплотнителем 9 с крышкой 10, поворотным кольцом 19 и гайкой 23 с пазом 24.

А на направляющей 5 установлен клапан 11.

Клапан 11 ограничен от осевого перемещения по направляющей 5 посредством упора 6 и выполнен с уплотнениями 12 и 13.

Уплотнение 12 взаимодействует с направляющей 5, а уплотнение 13 с корпусом 7.

И также на направляющей 5 установлена пружина сжатия 14. См. фиг. 3, фиг. 4:

А защитная втулка 15 комплекта выполнена с проточкой 16 и пазом 17 и содержит срезной винт 18.

При этом в пазе 17 установлены упругое разрезное кольцо 20 с уступом 21 и металлические разрезные кольца 22.

Упругое разрезное кольцо 20 с уступом 21 выполнено, например, из фторопласта.

А паз 24 гайки 23 имеет возможность взаимодействия со срезным винтом 18 защитной втулки 15.

Кроме того, поворотное кольцо 19 на корпусе 7 выполнено с возможностью поворота его оси и удерживания подпружиненных пальцев 8 внутри корпуса 7, в том числе и с возможностью поворота до 45 градусов для удерживания подпружиненных пальцев 8 в проточке 16 защитной втулки 15.

А уступ 21 упругого разрезного кольца 20 имеет возможность удерживания защитной втулки 15 при размещении в пазу 2 кондуктора 1 с перемещением срезного винта 18 защитной втулки 15 в паз 24 гайки 23.

Следует иметь в виду, что гайка 23 выполняет две роли: фиксирует поворотное кольцо 19 На инструменте-пробке 4 в одном из двух положений и имеет паз 24 для взаимодействия со срезными винтами 18.

При этом инструмент-пробка 4 имеет возможность использования в качестве Инструмента для спуска и установки защитной втулки 15 и для съема и подъема ее.

А также инструмент-пробка 4 имеет возможность использования в качестве пробки для герметизации кондуктора 1 с участием пружина сжатия 14, и в этом случае защитная втулка 15 является опорным уступом, препятствующим осевому перемещению к забою инструмента-пробки 4.

Препятствие осевому перемещению к забою инструмента-пробки 4 обеспечивает сжатие пружины сжатия 14, перемещение клапана 11 в корпусе 7 и герметизацию его уплотнением 13 для проведения гидравлических испытаний по затрубью.

Использование многофункционального комплекта осуществляют следующим образом.

Для спуска защитной втулки 15 для защиты кондуктора 1 подпружиненные пальцы 8 на инструменте-пробке 4 утапливают в корпусе 7, поворотное кольцо 19 поворачивают на 45 градусов, подпружиненные пальцы 8 упираются в поворотное кольцо 19, а гайка 23 фиксирует поворотное кольцо 19 к корпусу 7.

Инструмент-пробку 4 заводят в защитную втулку 15 до упора, при этом пазы 24 гайки 23 будут размещены напротив срезных винтов 18 на защитной втулке 15, которые завинчивают до упора в гайку 23.

Инструмент-пробку 4 с защитной втулкой 15 спускают на бурильных трубах в кондуктор 1. Спуск осуществляют до упора их в посадочную поверхность технической колонны труб 3.

При этом упругое разрезное кольцо 20 зайдет в паз 2 на кондукторе 1 и зафиксируется одним из металлических разрезных колец 22 (нижним) от возможности сжатия.

При подъеме инструмента-пробки 4 на платформу упругое разрезное кольцо 20 упрется в паз 2 на кондукторе 1 и будет удерживать защитную втулку 15, а срезные винты 18 срежутся, и инструмент-пробку 4 поднимут, защитная втулка 15 останется в скважине.

Следует иметь в виду, что усилие для среза упругого разрезного кольца 20 выше, чем усилие для среза срезных винтов 18.

Для того, чтобы защитную втулку 15 поднять на инструменте-пробке 4, ослабляют гайку 23, поворачивают поворотное кольцо 19 вокруг оси, пока подпружиненные пальцы 8 не выйдут из него, при этом инструмент-пробку 4 спускают в скважину до упора в защитную втулку 15. Подпружиненные пальцы 8 начинают взаимодействовать с проточкой 16 на защитной втулке 15.

Поднимают инструмент-пробку 4 из скважины на Платформу вместе с защитной втулкой 15, висящей на подпружиненных пальцах 8, при этом уступ 21 на упругом разрезном кольце 20 срезается.

В случае необходимости проведения гидравлических испытаний, установленного на кондуктор оборудования (например, превентора), подпружиненные пальцы 8 на инструменте-пробке 4 утапливают в корпус 7, описанным выше способом, и инструмент-пробку 4 спускают до упора в защитную втулку 15.

При этом уплотнитель 9 герметизирует пространство между кондуктором 1 и корпусом 7, а клапан 11, осевым перемещением направляющей 5 от бурильных труб, сжимая пружину сжатия 14, переместится в корпус 7 и герметизирует его уплотнением 13, герметизируя и пространство под инструментом-пробкой 4.

Заявляемый комплект является многофункциональным Относительно комплекта в целом, а также многофункциональным относительно каждого из устройств в комплекте, кроме того, комплект имеет различные функциональные возможности использования.

Заявляемый «Многофункциональный комплект для защиты кондуктора с технической колонной труб в подводной скважине» может быть изготовлен промышленным способом, что подтверждают проектно-конструкторские проработки комплекта в целом и отдельных конструктивных узлов его устройств, а испытания опытной партии комплекта и изучение эксплуатационных режимов, предложенного технического решения, обусловливает, по мнению заявителя, соответствие его критерию «промышленная применимость».

Предложенное техническое решение позволяет создать новый комплект для защиты кондуктора, с установленной в нем технической колонной труб, при строительстве и эксплуатации подводной скважины, повысить функциональность и расширить возможности использования комплекта в целом и его устройств.

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и предназначено для защиты кондуктора с технической колонной труб при строительстве и эксплуатации подводных скважин. Многофункциональный комплект содержит инструмент-пробку и защитную втулку. Инструмент-пробка содержит корпус и направляющую с упором. Корпус выполнен с подпружиненными пальцами, уплотнителем с крышкой, поворотным кольцом и гайкой с пазом. На направляющей установлен клапан и пружина сжатия. Клапан ограничен от осевого перемещения по направляющей упором и содержит два уплотнения. Защитная втулка выполнена с проточкой и пазом и содержит срезной винт. В пазе установлены упругое разрезное кольцо с уступом и металлические разрезные кольца. Паз гайки имеет возможность взаимодействия со срезным винтом. Поворотное кольцо выполнено с возможностью поворота его оси и удерживания пальцев внутри корпуса, в том числе и с возможностью поворота до 45 градусов для удерживания пальцев в проточке. Уступ упругого разрезного кольца имеет возможность удерживания защитной втулки при размещении в пазу кондуктора с перемещением срезного винта в паз гайки. Инструмент-пробка имеет возможность использования в качестве инструмента для спуска и установки, съёма и подъёма защитной втулки. Инструмент-пробка имеет возможность использования в качестве пробки для герметизации кондуктора с участием пружины сжатия. Защитная втулка является опорным уступом, препятствующим осевому перемещению к забою инструмента-пробки. Достигается технический результат – расширение арсенала технических средств. 4 ил.

Многофункциональный комплект для защиты кондуктора с технической колонной труб в подводной скважине, выполненного с пазами, характеризующийся тем, что комплект состоит из инструмента-пробки и защитной втулки, причем инструмент-пробка комплекта содержит корпус и направляющую с упором, размещенную в корпусе, выполненном с подпружиненными пальцами, уплотнителем с крышкой, поворотным кольцом и гайкой с пазом, а на направляющей установлен клапан, ограниченный от осевого перемещения по направляющей посредством упора и выполненный с уплотнениями, взаимодействующими с направляющей и с корпусом, соответственно, и также на направляющей установлена пружина сжатия, а защитная втулка комплекта выполнена с проточкой и пазом и содержит срезной винт, при этом в пазе установлены упругое разрезное кольцо с уступом и металлические разрезные кольца, а паз гайки имеет возможность взаимодействия со срезным винтом защитной втулки, кроме того, поворотное кольцо на корпусе выполнено с возможностью поворота его оси и удерживания подпружиненных пальцев внутри корпуса, в том числе и с возможностью поворота до 45 градусов для удерживания подпружиненных пальцев в проточке защитной втулки, а уступ упругого разрезного кольца имеет возможность удерживания защитной втулки при размещении в пазу кондуктора с перемещением срезного винта защитной втулки в паз гайки, при этом инструмент-пробка имеет возможность использования в качестве инструмента для спуска и установки защитной втулки и для съема и подъема ее, а также инструмент-пробка имеет возможность использования в качестве пробки для герметизации кондуктора с участием пружины сжатия, и в этом случае защитная втулка является опорным уступом, препятствующим осевому перемещению к забою инструмента-пробки.