Узел крепления затрубного уплотнения и защитной втулки Российский патент 2020 года по МПК E21B33/12 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к области подводной добычи углеводородов, в частности, к подводным скважинам и средствам, предназначенным для спуска и установки защитной втулки или затрубного уплотнения на подводную скважину, а также извлечения защитной втулки или затрубного уплотнения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Из уровня техники известен инструмент для спуска защитной втулки (режим электронного доступа: https://www.dril-quip.com/resources/catalogs/01.%20SS-15%20Bigbore%20II%20Wellhead%20System.pdf) и установки ее на подводную скважину, в котором крепление защитной втулки к инструменту для спуска реализовано посредством крепежных винтов. Перед проведением операции спуска защитной втулки на подводную скважину защитную втулку крепят на инструменте для спуска посредством крепежных винтов, после чего осуществляют спуск инструмента вместе с защитной втулкой и установку защитной втулки на посадочное место. Для отсоединения инструмента от защитной втулки и соответственно его подъема необходимо приложить усилие для разрушения крепежных винтов. Таким образом, после разрушения элементы крепежных винтов попадают в скважину на уплотнительные поверхности и оборудование, установленное в скважине, что может привести к снижению эффективности уплотнений либо к сбоям при эксплуатации оборудования, установленного в скважине. Кроме того, для отсоединения и подъема защитной втулки при необходимости в данном случае необходимо использовать дополнительный инструмент для подъема. Следовательно, необходима такая универсальная конструкция узла крепления защитной втулки или затрубного уплотнения, в которой будет обеспечена надежная автоматическая фиксация защитной втулки либо затрубного уплотнения на спускоподъемном инструменте для оптимизации операций установки и снятия защитной втулки либо затрубного уплотнения. Кроме того, существует необходимость в создании такого узла крепления защитной втулки или затрубного уплотнения, конструкция которого позволит исключить риск попадания разрушенных срезных элементов на уплотнение либо оборудование, установленное в скважине.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Согласно настоящему изобретению предлагается узел крепления затрубного уплотнения и защитной втулки, содержащий:

концевую часть спускоподъемного инструмента и концевую часть затрубного уплотнения или защитной втулки для соединения друг с другом; цангу, установленную на внешней поверхности верхнего участка концевой части спускоподъемного инструмента в кольцевом углублении и представляющую собой корпус и фиксирующие лепестки с утолщениями на окончаниях;

при этом на внутренней поверхности верхнего участка концевой части затрубного уплотнения или защитной втулки выполнен кольцевой профиль для зацепления с фиксирующими лепестками цанги;

кольцевой элемент, имеющий внутренний резьбовой профиль и внешний выступ, установленный на нижнем участке концевой части спускоподъемного инструмента в полости, образованной концевой частью затрубного уплотнения или защитной втулки и выточкой на внешней поверхности концевой части спускоподъемного инструмента; причем на внешней поверхности нижнего участка продольного углубления концевой части спускоподъемного инструмента, образованной выточкой, выполнен резьбовой профиль для зацепления с соответствующим резьбовым профилем кольцевого элемента;

втулку сдвижную, размещенную в проточке, выполненной в кольцевом элементе;

срезные элементы, размещенные во втулке сдвижной;

при этом цанга выполнена с возможностью перемещения между положением, в котором фиксирующие лепестки цанги размещены в кольцевом профиле затрубного уплотнения или защитной втулки и зафиксированы от перемещения втулкой сдвижной, и положением, в котором при разрушении срезных элементов при приложении тянущего усилия втулка сдвижная смещается, освобождая фиксирующие лепестки цанги и обеспечивая таким образом отсоединение концевой части спускоподъемного инструмента от концевой части затрубного уплотнения или защитной втулки.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение эффективности и снижение трудозатрат при проведении операции крепления защитной втулки либо затрубного уплотнения к спускоподъемному инструменту перед спуском защитной втулки либо затрубного уплотнения на посадочное место в скважину за счет того, что указанное крепление осуществляется автоматически при размещении фиксирующих лепестков цанги в соответствующем профиле защитной втулки или затрубного уплотнения, таким образом отсутствует необходимость реализации указанного крепления посредством резьбовых соединений. Кроме того, посредством заявленного изобретения достигается повышение технологичности проведения операции отсоединения защитной втулки или затрубного уплотнения от спускоподъемного инструмента после размещения защитной втулки или затрубного уплотнения в посадочном месте в подводной скважине перед подъемом спускоподъемного инструмента за счет того, что после разрушения срезных элементов они удерживаются между фиксирующими лепестками цанги и выступом, выполненным в кольцевом элементе, что обеспечивает минимизацию попадания отходов на уплотнительные поверхности и оборудование, установленное в скважине, и, как следствие, приводит к повышению эффективности их эксплуатации. Дополнительно, посредством заявленного изобретения достигается снижение затрат ввиду отсутствия необходимости применения дополнительного инструмента для снятия и подъема защитной втулки либо затрубного уплотнения, так как за счет упомянутого выше автоматического крепления спускоподъемного инструмента к защитной втулке либо затрубному уплотнению данная операция крепления может быть осуществлена и под водой для последующего извлечения защитной втулки либо затрубного уплотнения из посадочного места в скважине и их подъема, нет необходимости использовать дополнительный подъемный инструмент.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Вышеуказанные преимущества изобретения станут более очевидными из нижеследующего описания предпочтительного варианта его осуществления, данного со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

- на фиг. 1 изображен узел крепления затрубного уплотнения или защитной втулки с цангой, установленной на корпусе спускоподъемного оборудования, фиксирующие лепестки которой размещены в кольцевом профиле затрубного уплотнения или защитной втулки, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения,

- на фиг. 2 изображен узел крепления затрубного уплотнения или защитной втулки с цангой при смещении цанги при проведении спускоподъемных операций под воздействием силы тяжести;

- на фиг. 3 изображен узел крепления затрубного уплотнения или защитной втулки при разрушении срезных винтов, смещении втулки сдвижной и освобождении цанги.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Далее со ссылкой на прилагаемые чертежи описан узел крепления затрубного уплотнения или защитной втулки в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения.

На фиг. 1 изображена концевая часть 1 защитной втулки либо затрубного уплотнения, в которой размещена концевая часть 2 спускоподъемного инструмента. Концевая часть 2 спускоподъемного инструмента имеет верхний участок, на внешней поверхности которого в кольцевом углублении установлена цанга 3.

Цанга 3 содержит корпус и фиксирующие лепестки 4 с утолщением, выполненным на окончаниях упомянутых фиксирующих лепестков 4. Указанные утолщения фиксирующих лепестков 4 размещены в кольцевом профиле концевой части 1 защитной втулки либо затрубного уплотнения, обеспечивая таким образом зацепление цанги 3 и концевой части 1 защитной втулки либо затрубного уплотнения.

Также, на фиг. 1 показано, что между концевой частью 1 защитной втулки либо затрубного уплотнения и выточкой на внешней поверхности концевой части 2 спускоподъемного инструмента образована полость, в которой установлен кольцевой элемент 5.

Указанный кольцевой элемент 5 имеет внутренний резьбовой профиль для зацепления с резьбовым профилем, выполненным на внешней поверхности нижнего участка продольного углубления концевой части 2 спускоподъемного инструмента.

В кольцевом элементе 5 выполнена проточка, в которой размещена втулка 6 сдвижная.

В указанной втулке 6 сдвижной размещены срезные элементы 7.

При проведении спускоподъемных операций под воздействием силы тяжести концевая часть 1 защитной втулки либо затрубного уплотнения смещается вместе с цангой 3 до упора во втулку 6 сдвижную, как это показано на фиг. 2. Таким образом, цанга 3 зафиксирована от перемещения и непроизвольного выхода из зацепления с концевой частью 1 защитной втулки либо затрубного уплотнения.

Указанная фиксация осуществляется автоматически при размещении фиксирующих лепестков 4 цанги 3 в соответствующем профиле концевой части 1 защитной втулки либо затрубного уплотнения, таким образом отсутствует необходимость реализации такой фиксации посредством резьбовых соединений.

После установки концевой части 1 защитной втулки либо затрубного уплотнения на посадочное место для отсоединения концевой части 2 спускоподъемного инструмента (либо в случае необходимости аварийного отсоединения) создают тянущее усилие для разрушения срезных элементов 7. Величина данного усилия регулируется количеством и исполнением срезных элементов 7. После разрушения срезных элементов 7 втулка 6 сдвижная смещается, освобождая фиксирующие лепестки 4 цанги 3, как это показано на фиг. 3. При этом, срезные элементы 7 после разрушения остаются на внешнем выступе, выполненном в кольцевом элементе 5, предотвращая таким образом попадание срезных элементов 7 на уплотнения и оборудование, установленное в скважине.

Необходимо понимать, что описанный выше для примера предпочтительный вариант осуществления изобретения не ограничивает объем настоящего изобретения. После ознакомления с настоящим описанием специалисты в данной области техники могут предложить множество изменений и дополнений к описанным вариантам осуществления, все из которых будут попадать в объем патентной защиты изобретения, определяемый нижеследующей формулой изобретения.

Изобретение относится к подводной добыче углеводородов. Узел крепления затрубного уплотнения и защитной втулки содержит концевую часть спускоподъемного инструмента и концевую часть затрубного уплотнения или защитной втулки для соединения друг с другом, цангу, установленную на внешней поверхности верхнего участка концевой части спускоподъемного инструмента в кольцевом углублении и представляющую собой корпус и фиксирующие лепестки с утолщениями на окончаниях, кольцевой элемент, имеющий внутренний резьбовой профиль и внешний выступ, установленный на нижнем участке концевой части спускоподъемного инструмента в полости, образованной концевой частью затрубного уплотнения или защитной втулки и выточкой на внешней поверхности концевой части спускоподъемного инструмента, втулку сдвижную, размещенную в проточке, выполненной в кольцевом элементе, срезные элементы, размещенные во втулке сдвижной. Достигается повышение эффективности и снижение трудозатрат при проведении операции крепления защитной втулки либо затрубного уплотнения к спускоподъемному инструменту, повышение технологичности проведения операции отсоединения защитной втулки или затрубного уплотнения от спускоподъемного инструмента, снижение затрат ввиду отсутствия необходимости применения дополнительного инструмента для снятия и подъема защитной втулки либо затрубного уплотнения. 3 ил.

Узел крепления затрубного уплотнения и защитной втулки, содержащий: концевую часть спускоподъемного инструмента и концевую часть затрубного уплотнения или защитной втулки для соединения друг с другом; цангу, установленную на внешней поверхности верхнего участка концевой части спускоподъемного инструмента в кольцевом углублении и представляющую собой корпус и фиксирующие лепестки с утолщениями на окончаниях;

при этом на внутренней поверхности верхнего участка концевой части затрубного уплотнения или защитной втулки выполнен кольцевой профиль для зацепления с фиксирующими лепестками цанги;

кольцевой элемент, имеющий внутренний резьбовой профиль и внешний выступ, установленный на нижнем участке концевой части спускоподъемного инструмента в полости, образованной концевой частью затрубного уплотнения или защитной втулки и выточкой на внешней поверхности концевой части спускоподъемного инструмента; причем на внешней поверхности нижнего участка продольного углубления концевой части спускоподъемного инструмента, образованной выточкой, выполнен резьбовой профиль для зацепления с соответствующим резьбовым профилем кольцевого элемента;

втулку сдвижную, размещенную в проточке, выполненной в кольцевом элементе;

срезные элементы, размещенные во втулке сдвижной;

при этом цанга выполнена с возможностью перемещения между положением, в котором фиксирующие лепестки цанги размещены в кольцевом профиле затрубного уплотнения или защитной втулки и зафиксированы от перемещения втулкой сдвижной, и положением, в котором при разрушении срезных элементов при приложении тянущего усилия втулка сдвижная смещается, освобождая фиксирующие лепестки цанги и обеспечивая таким образом отсоединение концевой части спускоподъемного инструмента от концевой части затрубного уплотнения или защитной втулки.