ТЯГОВАЯ ЦЕПЬ МЕХАНИЗМА ПОДАЧИ КОЛТЮБИНГОВОЙ УСТАНОВКИ Российский патент 2020 года по МПК E21B19/22 

Изобретение относится к области эксплуатации и подземного ремонта нефтяных и газовых скважин с применением длинномерных безмуфтовых труб, а именно: к механизмам подачи колтюбинговых установок. С помощью тяговых цепей механизма подачи производят спуск и подъем длинномерных безмуфтовых труб с целью проведения ремонтных работ в скважинах.

Известна тяговая цепь для спуска и подъема непрерывных стальных труб и штанг, наматываемых на барабан, содержащая фрикционные колодки, оси, щеки цепи (а.с. СССР №785458, МПК: Е21В 19/00, опубл. 07.12.80, бюлл. N 45).

Недостатком известного устройства является то, что в процессе многократных изгибов длинномерная безмуфтовая труба (далее - ДБТ) изменяет свой профиль и приобретает овальность. Это, в свою очередь, уменьшает площадь охвата фрикционными колодками ДБТ и, как следствие, уменьшается тяговое усилие, создаваемое фрикционными колодками. Увеличение прижимного усилия колодок ведет к повреждению сухарей фрикционных колодок, выполняемых, как правило, из закаленной стали, имеющей к тому же и низкий коэффициент трения.

Известна тяговая цепь для спуска и подъема непрерывных стальных труб, содержит фрикционные колодки, причем фрикционная колодка снабжена вставным сухарем, состоящим из четырех частей, две из которых стальные, а две выполнены из композиционного материала, причем стальные составляющие сухаря расположены по краям фрикционной колодки, а две другие размещены между ними, при этом в качестве композиционного материала использован углепластик, а площадь поверхности стальных составляющих сухаря относится к площади поверхности составляющих, выполненных из композиционного материала, как 1:1,5 (патент РФ №2152505, МПК: Е21В 19/084, от 24.12.1999 г.).

Недостатком указанной тяговой цепи для спуска и подъема непрерывных стальных труб, является наличие рисок и вмятин на наружной поверхности ДБТ от контакта с фрикционными колодками при входе ДБТ в механизм подачи колтюбинговой установки, что уменьшает ресурс эксплуатации ДБТ.

Известна тяговая цепь механизма подачи колтюбинговой установки, содержащая колодки, оси, пластины, втулки, шайбы, гайки и шплинты, при этом в каждой колодке выполнена внутренняя резьбовая поверхность, имеющая в продольной плоскости колодки радиусные фаски по краям внутренней резьбовой поверхности и радиусные фаски на каждом резьбовом витке в поперечной плоскости колодки, причем размер радиусной фаски на каждом резьбовом витке в поперечной плоскости колодки равен высоте профиля резьбового витка (патент РФ на полезную модель №112257, Заявка: 2011130444/03 от 22.07.2011, МПК: Е21В 19/084, Е21В 19/22-прототип).

Работа указанной тяговой цепи механизма подачи колтюбинговой установки осуществляется следующим образом.

При эксплуатации и подземного ремонта нефтяных и газовых скважин с применением ДБТ, две одинаковые тяговые цепи монтируют в механизме подачи колтюбинговой установки, при этом между цепями располагают ДБТ. При движении тяговых цепей вверх-вниз, колодки внутренней резьбовой поверхностью, контактируют с ДБТ, соответственно, поднимая или опуская ее, и сохраняя при этом профиль и овальность ДБТ.

Основным недостатком является то, что колодки в цепи могут использоваться только для трубы строго определенного диаметра, что приводит к значительным простоям и потерям при монтаже/демонтаже цепи с колодками другого типоразмера, под другой диаметр трубы.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков и создание тяговой цепи механизма подачи колтюбинговой установки, применение которой позволит использовать ДБТ любого диаметра без демонтажа самой цепи, что позволит значительно сократить потери рабочего времени, вызванные переналадкой цепи колтюбинговой установки с одного диаметра БДТ на другой.

Решение указанной задачи достигается тем, что, в предложенной тяговой цепи механизма подачи колтюбинговой установки, содержащая колодки с профилированной поверхностью под трубу и крепежные элементы для шарнирного соединения колодок между собой, согласно изобретению, каждая колодка выполнена состоящей из фасонного башмака и накладки с профилированной поверхностью под трубу, скрепленных между собой, причем упомянутый башмак выполнен с возможностью монтажа и демонтажа накладок с профилированной поверхностью для труб разного диаметра, при этом поверхность разъема между башмаком и накладкой выполнена ступенчатой, содержащей периферийные и центральную части, расположенные со смещением друг относительно друга в параллельных плоскостях, причем центральная часть поверхности разъема на корпусе башмака выполнена в виде внутреннего паза в корпусе башмака, а центральная часть поверхности разъема накладки выполнена в виде выступа, взаимодействующего с упомянутым пазом в корпусе башмака.

В варианте исполнения, одна периферийная часть накладки, предпочтительно, торцевая, расположена под углом к поверхности разъема.

В варианте исполнения, профилированная поверхность накладки выполнена в виде чередующихся профилированных выступов.

В варианте исполнения, профилированная поверхность накладки выполнена в виде чередующихся профилированных выступов, при этом продольное сечение каждого профилированного выступа выполнено в виде неравносторонней трапеции.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид цепи, на фиг. 2 - колодка в сборе, вид сверху, на фиг. 3 - колодка в сборе, вид слева, показаны крепежные элементы, на фиг. 4 - колодка в сборе, вид слева, показана профилированная поверхность для трубы, на фиг. 5 - колодка в сборе, вид спереди, на фиг. 6 - показан профилированный башмак в аксонометрии, на фиг. 7 - показан профилированный башмак в аксонометрии в варианте исполнения, со сквозным пазом для соединения с накладкой.

Тяговая цепь 1 механизма подачи колтюбинговой установки, содержит колодки 2 и крепежные элементы 3 для шарнирного соединения колодок между собой. Каждая колодка 2 выполнена состоящей из фасонного башмака 4 (далее - башмак) и накладки 5 с профилированной поверхностью 6 под трубу. Башмак 4 выполнен с возможностью монтажа и демонтажа накладок 5 с профилированной поверхностью 6 для труб разного диаметра. Поверхность разъема между башмаком и накладкой выполнена ступенчатой, содержащей периферийные 7 и центральную 8 части, расположенные со смещением друг относительно друга в параллельных плоскостях. Центральная часть 8 поверхности разъема на корпусе башмака 4 выполнена в виде внутреннего паза в корпусе башмака, а центральная часть поверхности разъема накладки выполнена в виде выступа 9, взаимодействующего с упомянутым пазом в корпусе башмака. Башмак 4 и накладка 5 соединены между собой при помощи крепежных элементов 10.

В варианте исполнения, одна периферийная часть 6 накладки 5, предпочтительно, торцевая, расположена под углом к поверхности разъема.

В варианте исполнения, профилированная поверхность накладки 5 выполнена в виде чередующихся профилированных выступов 11. Такое исполнение позволяет уменьшить удельное давление накладки на поверхность трубы.

Выступы могут быть выполнены в виде многозаходной спирали. Такое исполнение позволяет увеличить поверхность соприкосновения выступов с трубой при неизменном усилии поджатия поверхности профилированной накладки к трубе.

В варианте исполнения, профилированная поверхность накладки выполнена в виде чередующихся профилированных выступов 11, при этом продольное сечение каждого профилированного выступа выполнено в виде неравносторонней трапеции. Такое исполнение позволяет дополнительно усилить прочность зуба при движении трубы из скважины, когда сила тяжести опущенной в скважину части трубы будет направлена в сторону, противоположную подъему.

В варианте исполнения, паз в корпусе башмака может быть выполнен сквозным.

Работа заявляемой тяговой цепи механизма подачи колтюбинговой установки осуществляется следующим образом.

При эксплуатации и подземном ремонте нефтяных и газовых скважин с применением ДБТ, две одинаковые тяговые цепи 1 монтируют в механизме подачи колтюбинговой установки (не показана) и между цепями располагают ДБТ, которая находится на барабане колтюбинговой установки. При движении тяговых цепей 1, колодки 2 внутренней профилированной поверхностью 6 накладки 5, контактируют с ДБТ, и опускают или поднимают ее из скважины.

При необходимости изменения диаметра ДБТ, накладки 5 с профилированной поверхностью демонтируются с башмака 4 и на их место, при помощи крепежных элементов 10, устанавливаются аналогичные накладки 5, имеющие соответствующую профилированную поверхность под ДБТ требуемого диаметра и эквидистантную ответную поверхность для установки на башмак 4. При установке накладки, выступ центральной части 9 поверхности разъема накладки взаимодействует с ответным пазом 8 в корпусе башмака.

Приведенные иллюстрации и описание признаков изобретения не охватывают весь спектр возможных модификаций и эквивалентных изменений, очевидных для специалиста в данной области. Следует понимать, что прилагаемая формула изобретения охватывает все возможные модификации и изменения, которые попадают в рамки сущности настоящего изобретения.

Использование предложенного технического решения позволит создать тяговую цепь механизма подачи колтюбинговой установки, применение которой позволит использовать длинномерные безмуфтовые трубы любого диаметра без демонтажа самой цепи, что позволит значительно сократить потери рабочего времени, вызванные переналадкой цепи колтюбинговой установки с одного диаметра трубы на другой.

Изобретение относится к области эксплуатации и подземного ремонта нефтяных и газовых скважин с применением длинномерных безмуфтовых труб, а именно к механизмам подачи колтюбинговых установок. Тяговая цепь механизма подачи колтюбинговой установки содержит колодки с профилированной поверхностью под трубу и крепежные элементы для шарнирного соединения колодок между собой. Каждая колодка выполнена состоящей из фасонного башмака и накладки с профилированной поверхностью под трубу, скрепленных между собой. Упомянутый башмак выполнен с возможностью монтажа и демонтажа накладок с профилированной поверхностью для труб разного диаметра. Поверхность разъема между башмаком и накладкой выполнена ступенчатой, содержащей периферийные и центральную части, расположенные со смещением друг относительно друга в параллельных плоскостях. Центральная часть поверхности разъема на корпусе башмака выполнена в виде внутреннего паза в корпусе башмака, а центральная часть поверхности разъема накладки выполнена в виде выступа, взаимодействующего с упомянутым пазом в корпусе башмака. Технический результат заключается в сокращении времени при переналадке цепи колтюбинговой установки с одного размера трубы на другой. 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Тяговая цепь механизма подачи колтюбинговой установки, содержащая колодки с профилированной поверхностью под трубу и крепежные элементы для шарнирного соединения колодок между собой, отличающаяся тем, что каждая колодка выполнена состоящей из фасонного башмака и накладки с профилированной поверхностью под трубу, скрепленных между собой, причем упомянутый башмак выполнен с возможностью монтажа и демонтажа накладок с профилированной поверхностью для труб разного диаметра, при этом поверхность разъема между башмаком и накладкой выполнена ступенчатой, содержащей периферийные и центральную части, расположенные со смещением друг относительно друга в параллельных плоскостях, причем центральная часть поверхности разъема на корпусе башмака выполнена в виде внутреннего паза в корпусе башмака, а центральная часть поверхности разъема накладки выполнена в виде выступа, взаимодействующего с упомянутым пазом в корпусе башмака.

2. Тяговая цепь по п. 1, отличающаяся тем, что, по крайней мере, одна периферийная часть накладки, предпочтительно, торцевая, расположена под углом к поверхности разъема.

3. Тяговая цепь по п. 1, отличающаяся тем, что профилированная поверхность накладки выполнена в виде чередующихся профилированных выступов.

4. Тяговая цепь по п. 1, отличающаяся тем, что профилированная поверхность накладки выполнена в виде чередующихся профилированных выступов, при этом продольное сечение каждого профилированного выступа выполнено в виде неравносторонней трапеции.