Инструмент для установки колонны труб направления в скважину на шельфе (варианты) Российский патент 2019 года по МПК E21B19/24 E21B23/00 E21B33/38 E21B33/43 

Группа изобретений относится к строительству нефтегазодобывающих скважин, а именно к начальному этапу строительства скважины на шельфе, и предназначена для спуска колонны труб направления при помощи инструмента, содержащего в своем составе заглушку (Вариант 1) или шаровой кран с тросом (Вариант 2).

Известно устройство для ориентации и доставки гибкой трубы в боковой ствол скважины, включающее поворотный корпус, снабженный направляющим элементом, приводной механизм, механизм фиксации поворотного корпуса в нужном положении, RU №2612181 С2, Е21В 7/08, Е21В 19/22, Е21В 19/24, 02.03.2017.

Известны устройства для прикрепления колонны труб к несущей конструкции при спуске в скважину, RU №2605102 С2, Е21В 19/24, Е21В 19/16, 20.12.2016; RU №2507369 C1, Е21В 19/06, 20.02.2014; RU №145349 U1, Е21В 19/24, 20.09.2014.

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 №2463448 С2, Е21В 44/00, Е21В 41/00, 10.10.2012.

Известны установочные инструменты, используемые для перемещения направляющих устройств с оборудованием, для спуска в подводные скважины, US 2017/0089161 A1, Е21В 33/038, Е21В 19/00, Е21В 7/12, 30.03.2017; US 2014/0353036 A1, Е21В 7/18, Е21В 44/00, 04.12.2014.

В известных устройствах признаков тождественных заявляемому изобретению не обнаружено.

В основу настоящей группы изобретений положено решение задачи, позволяющей надежно эксплуатировать инструмент, обеспечить герметичность инструмента и направления, расширить возможности их использования.

Технический результат группы изобретений заключается в выполнении инструмента с направляющей и сборным корпусом при их функциональном взаимодействии, в наличии уплотнителя и уплотнений у них, в возможности использования в составе инструмента различных конструктивных устройств, как заглушка (Вариант 1) и шаровой кран с тросом (Вариант 2).

Согласно группе изобретений (Вариант 1) эта задача решается за счет того, что инструмент для установки колонны труб направления в скважину на шельфе, выполненного с пазами и проточкой, имеют возможность спуска в скважину на колонне бурильных труб колоны труб с оборудованием для проведения цементных работ.

Инструмент состоит из направляющей с упором и сборного корпуса.

Сборный корпус выполнен с уплотнителем и состоит из меньшего и большего корпусов с уплотнениями.

Направляющая выполнена с резьбовым концом для колонны бурильных труб и резьбовым концом для колонны труб с оборудованием для проведения цементных работ, а также с резьбой для гайки.

Гайка снабжена шпонкой и торцевой конической поверхностью, на противоположной стороне которой выполнен выступ, взаимодействующий с проточкой индикаторного штыря на сборном корпусе.

Сборный корпус выполнен с пальцами для радиального перемещения его и для взаимодействия с направляющей и проточкой направления, также с упорами, имеющими возможность взаимодействия с пазами направления.

Кроме того, на сборном корпусе установлен срезной транспортный винт, частично размещенный в направляющей и блокирующий ее вращение относительно сборного корпуса при спуске направления.

При этом в сборном корпусе выполнено сквозное отверстие и установлена заглушка.

Согласно группе изобретений (Вариант 2) эта задача решается за счет того, что инструмент для установки колонны труб направления в скважину на шельфе, выполненного с пазами и проточкой, имеют возможность спуска в скважину на колонне бурильных труб колоны труб с оборудованием для проведения цементных работ.

Инструмент состоит из направляющей с упором и сборного корпуса.

Сборный корпус выполнен с уплотнителем и состоит из меньшего и большего корпусов с уплотнениями.

Направляющая выполнена с резьбовым концом для колонны бурильных труб и резьбовым концом для колонны труб с оборудованием для проведения цементных работ, а также с резьбой для гайки.

Гайка снабжена шпонкой и торцевой конической поверхностью, на противоположной стороне которой выполнен выступ, взаимодействующий с проточкой индикаторного штыря на сборном корпусе.

Сборный корпус выполнен с пальцами для радиального перемещения его и для взаимодействия с направляющей и проточкой направления, также с упорами, имеющими возможность взаимодействия с пазами направления.

Кроме того, на сборном корпусе установлен срезной транспортный винт, частично размещенный в направляющей и блокирующий ее вращение относительно сборного корпуса при спуске направления.

При этом в сборном корпусе выполнено сквозное отверстие и установлен шаровой кран с тросом.

Вариант 1 отличается от Варианта 2 установкой в сквозном отверстии сборного корпуса заглушки (в Варианте 1) или установкой в сквозном отверстии сборного корпуса шарового крана с тросом (в Варианте 2).

Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях идентичных настоящей группе изобретений, что позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию «новизна».

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

Выполнение инструмента из направляющей и сборного корпуса, выполнение направляющей с упором и резьбой, выполнение гайки со шпонкой и торцевой конической поверхностью с выступом, выполнение сборного корпуса с пальцами, индикаторным штырем с проточкой и с упором позволяет надежно эксплуатировать инструмент.

Выполнение сборного корпуса с уплотнителем и уплотнениями обеспечивает герметичность инструмента и направления.

Установка заглушки (Вариант 1) и шарового крана с тросом (Вариант 2) обеспечивает использование в составе инструмента различных конструктивных устройств, что расширяет возможности его использования.

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

Сущность группы изобретений поясняется чертежами:

На фиг. 1 - «Инструмент для установки колонны труб направления», направление и инструмент, общий вид, (Вариант 1);

На фиг. 2 - «Инструмент для установки колонны труб направления», инструмент готовый к спуску в скважину, общий вид, (Вариант 1);

На фиг. 3 - «Инструмент для установки колонны труб направления», инструмент перед спуском в скважину, общий вид, (Вариант 1);

На фиг. 4 - «Инструмент для установки колонны труб направления», направление и инструмент, общий вид, (Вариант 2);

На фиг. 5 - «Инструмент для установки колонны труб направления», инструмент готовый к спуску в скважину, общий вид, (Вариант 2);

На фиг. 6 - «Инструмент для установки колонны труб направления», инструмент перед спуском в скважину, общий вид, (Вариант 2);

На фиг. 7 - «Инструмент для установки колонны труб направления», узел А на фиг. 2 и фиг. 5, (Варианты 1, 2);

На фиг. 8 - «Инструмент для установки колонны труб направления», узел Б на фиг. 2 и фиг. 5, (Варианты 1, 2);

На фиг. 9 - «Инструмент для установки колонны труб направления», узел В на фиг. 2 и фиг. 5, (Варианты 1, 2).

На чертежах представлено:

Направление - 1,

- пазы (в направлении 1) - 2,

- проточка (в направлении 1) - 3.

Колонна бурильных труб (для спуска направления 1) - 4.

Колонна труб (с оборудованием для проведения цементных работ) - 5.

Направляющая инструмента - 6,

- упор (на направляющей 6) - 7.

Резьбовой конец (направляющей 6 для колонны 4) - 8,

- резьбовой конец (направляющей 6 для колонны 5) - 9,

- резьба (направляющей 6) - 10,

- гайка (на резьбе 10) - 11,

- торцевая коническая поверхность (гайки 11) - 12,

- шпонка (на гайке 11) - 13,

- выступ (с противоположной стороны поверхности 12) - 14.

Сборный корпус инструмента (из меньшего и большего корпусов) (на направляющей 6) - 15.

Уплотнение (меньшего корпуса 15 с направляющей 6) - 16,

- уплотнение (большего корпуса 15 с направляющей 6) - 17,

- уплотнитель (корпуса 15 с направлением 1) - 18.

Пальцы (для радиального перемещения корпуса 15 и для взаимодействия с направляющей 6 и проточкой 3) - 19.

Индикаторный штырь (на корпусе 15) - 20,

- проточка (штыря 15 для взаимодействия с выступом 14) - 21.

Срезной транспортный винт (на корпусе 15 размещен частично в направляющей 6 и блокирует вращение направляющей 6 относительно корпуса 15 при спуске направления 1) - 22.

Упоры (корпуса 15 с возможностью взаимодействия с пазом 2) - 23.

Сквозное отверстие (корпуса 15) - 24.

Вариант 1

Заглушка (в отверстии 24) - 25.

Вариант 2

Шаровой кран (в отверстии 24) - 26,

- трос (для крана 26) - 27.

Вариант 1 и Вариант 2.

Инструмент для установки колонны труб направления 1 в скважину на шельфе, выполненного с пазами 2 и проточкой 3, имеют возможность спуска в скважину на колонне бурильных труб 4 колоны труб 5 с оборудованием для проведения цементных работ.

Инструмент состоит из направляющей 6 с упором 7 и сборного корпуса 15.

Сборный корпус 15 выполнен с уплотнителем 18.

Сборный корпус 15 состоит из меньшего корпуса с уплотнением 16 и большего корпуса с уплотнением 17.

Направляющая 6 выполнена с резьбовым концом 8 для колонны бурильных труб 4 и резьбовым концом 9 для колонны труб 5.

Также направляющая 6 выполнена с резьбой 10 для гайки 11.

Гайка 11 снабжена шпонкой 13 и торцевой конической поверхностью 12.

На противоположной стороне торцевой конической поверхностью 12 выполнен выступ 14.

Выступ 14 имеет возможность взаимодействия с проточкой 21 индикаторного штыря 20.

Индикаторный штырь 20 установлен на сборном корпусе 15.

Сборный корпус 15 выполнен с пальцами 19 для радиального перемещения его и для взаимодействия с направляющей 6 и проточкой 3 направления 1.

Сборный корпус 15 выполнен с упорами 23, имеющими возможность взаимодействия с пазами 2 направления 1.

Кроме того, на сборном корпусе 15 установлен срезной транспортный винт 22, частично размещенный в направляющей 6 и блокирующий ее вращение относительно сборного корпуса 15 при спуске направления 1.

Вариант 1

В сборном корпусе 15 выполнено сквозное отверстие 24 и установлена заглушка 25.

Вариант 2

В сборном корпусе 15 выполнено сквозное отверстие 24 и установлен шаровой кран 26 с тросом 27.

Инструмент используют следующим образом.

На фиг. 3 (Вариант 1) и фиг. 6 (Вариант 1) показаны положения инструмента на платформе перед началом работы.

Гайка 11 находится в верхнем положении, когда индикаторный штырь 20 полностью выдвинут из сборного корпуса 15.

Срезной транспортный винт 22 выкручен в сборном корпусе 15 для исключения контакта с направляющей 6, которая имеет возможность вращения относительно сборного корпуса 15.

Пальцы 19 заглублены в сборный корпус 15 и не контактируют с гайкой 11.

На фиг. 1 (Вариант 1) и фиг. 4 (Вариант 1) показаны положения инструмента готовые к спуску в скважину.

На резьбовой конец 8 направляющей 6 инструмента навинчивают колонну бурильных труб 4.

На резьбовой конец 9 направляющей 6 инструмента навинчивают колонну труб 5 с оборудованием для проведения цементных работ.

Спускают инструмент на колонне бурильных труб 4 до попадания упоров 23 сборного корпуса 15 в пазы 2 направления 1.

После чего вращают колонну бурильных труб 4 влево.

При этом гайка 11, имеющая правую резьбу, опустится в нижнее положение, раздвинув торцевой конической поверхностью 12 пальцы 19 в проточке 3 направления 1.

Индикаторный штырь 20 опустится в нижнее положение, указав, что гайка 11 остановилась в нужном положении.

Колонна бурильных труб 4 зафиксирована для спуска.

В инструменте срезной транспортный винт 22 ввинчивают в направляющую 6, блокируя возможность его вращения в сборном корпусе 15 и отворота гайки 11.

В сквозное отверстие 24 сборного корпуса 15 устанавливают заглушку 25 (Вариант 1).

В сквозное отверстие 24 сборного корпуса 15 устанавливают шаровой кран 26 в открытом положении для того, чтобы в начальный момент спуска, стравить воздух из-под инструмента. К ручке шарового крана 26 прикреплен трос 27 для закрытия шарового крана 26 после выхода воздуха. Как только инструмент скроется под водой и воздух из шарового крана 26 перестанет идти, то закрывают шаровой кран 26 с помощью троса 27 (Вариант 2).

На колонне бурильных труб 4 всю компоновку с платформы спускают в воду и в скважину.

Продолжают спуск инструмента в скважину до забоя.

Затем производят цементирование направления 1 и подъем инструмента.

Для чего делают небольшое натяжение колонны бурильных труб 4 и вращают ее вправо.

При этом гайка 11 поднимается вверх и поднимает индикаторный штырь 20, и как только торцевая коническая поверхность 12 гайки 11 уйдет с пальцев 19, они за счет угла атаки проточки 3 в 45 градусов будут сдвинуты во внутрь сборного корпуса 15 его осевым движением вдоль направления 1.

Инструмент поднимают на платформу.

Заявленная группа изобретений «Инструмент для установки колонны труб направления при строительстве нефтегазовых скважин на шельфе. Варианты» включает узлы, детали, широко используемые при строительстве нефтегазовых скважин, а проведенные опытные работы по использованию инструмента при строительстве нефтегазовых скважин на шельфе, обусловливает, по мнению заявителя, соответствие группы изобретений критерию «промышленная применимость».

Предложенная группа изобретений позволяет надежно эксплуатировать инструмент, обеспечить герметичность инструмента и направления, расширить возможности их использования.

Группа изобретений относится к начальному этапу строительства скважины на шельфе и предназначена для спуска колонны труб направления при помощи инструмента. Инструмент для установки направления в скважину на шельфе, выполненного с пазами и проточкой, имеет возможность спуска в скважину на колонне бурильных труб колонны труб с оборудованием для проведения цементных работ. Инструмент состоит из направляющей с упором и сборного корпуса с уплотнениями. Направляющая выполнена с резьбовыми концами и имеет резьбу для гайки, снабженной шпонкой и торцевой конической поверхностью, на противоположной стороне которой выполнен выступ, имеющий возможность взаимодействия с проточкой индикаторного штыря, установленного на корпусе. Корпус выполнен с пальцами для радиального перемещения его и для взаимодействия с направляющей и проточкой направления. Корпус выполнен с упорами, имеющими возможность взаимодействия с пазами направления. На корпусе установлен срезной транспортный винт, частично размещенный в направляющей и блокирующий ее вращение относительно корпуса при спуске направления. В корпусе выполнено сквозное отверстие и установлена либо заглушка, либо шаровой кран с тросом. Технический результат заключается в надежной эксплуатации инструмента, обеспечении герметичности инструмента и направления, расширении возможности их использования. 2 н.п. ф-лы, 9 ил.

1. Инструмент для установки колонны труб направления 1 в скважину на шельфе, выполненного с пазами 2 и проточкой 3, имеющий возможность спуска в скважину на колонне бурильных труб 4 колонны труб 5 с оборудованием для проведения цементных работ, характеризующийся тем, что инструмент состоит из направляющей 6 с упором 7 и сборного корпуса 15, выполненного с уплотнителем 18 и состоящего из меньшего корпуса с уплотнением 16 и большего корпуса с уплотнением 17, которые установлены на направляющей 6, выполненной с резьбовым концом 8 для колонны бурильных труб 4 и резьбовым концом 9 для колонны труб 5, также выполненной с резьбой 10 для гайки 11, снабженной шпонкой 13 и торцевой конической поверхностью 12, на противоположной стороне которой выполнен выступ 14, имеющий возможность взаимодействия с проточкой 21 индикаторного штыря 20, установленного на сборном корпусе 15, выполненном с пальцами 19 для радиального перемещения его и для взаимодействия с направляющей 6 и проточкой 3 направления 1, и с упорами 23, имеющими возможность взаимодействия с пазами 2 направления 1, кроме того, на сборном корпусе 15 установлен срезной транспортный винт 22, частично размещенный в направляющей 6 и блокирующий ее вращение относительно сборного корпуса 15 при спуске направления 1, при этом в сборном корпусе 15 выполнено сквозное отверстие 24 и установлена заглушка 25.

2. Инструмент для установки колонны труб направления 1 в скважину на шельфе, выполненного с пазами 2 и проточкой 3, имеющий возможность спуска в скважину на колонне бурильных труб 4 колонны труб 5 с оборудованием для проведения цементных работ, характеризующийся тем, что инструмент состоит из направляющей 6 с упором 7 и сборного корпуса 15, выполненного с уплотнителем 18 и состоящего из меньшего корпуса с уплотнением 16 и большего корпуса с уплотнением 17, которые установлены на направляющей 6, выполненной с резьбовым концом 8 для колонны бурильных труб 4 и резьбовым концом 9 для колонны труб 5, также выполненной с резьбой 10 для гайки 11, снабженной шпонкой 13 и торцевой конической поверхностью 12, на противоположной стороне которой выполнен выступ 14, имеющий возможность взаимодействия с проточкой 21 индикаторного штыря 20, установленного на сборном корпусе 15, выполненном с пальцами 19 для радиального перемещения его и для взаимодействия с направляющей 6 и проточкой 3 направления 1, и с упорами 23, имеющими возможность взаимодействия с пазами 2 направления 1, кроме того, на сборном корпусе 15 установлен срезной транспортный винт 22, частично размещенный в направляющей 6 и блокирующий ее вращение относительно сборного корпуса 15 при спуске направления 1, при этом в сборном корпусе 15 выполнено сквозное отверстие 24 и установлен шаровой кран 26 с тросом 27.