Устройство для улавливания и удержания на устье оборванного конца кабеля от ухода в скважину (варианты) Российский патент 2021 года по МПК E21B31/12 E21B33/72 

Устройство для улавливания и удержания на устье оборванного конца кабеля от ухода в скважину относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к области исследования и освоения скважин с применением геофизического кабеля или иного гибкого тягового элемента.

При возникновении внутрискважинных осложнений, в связи с прихватом приборов или другого скважинного глубинного оборудования, действия по освобождению предусматривает «расхаживание» с постепенным увеличением натяжения кабеля. Такая операция (согласованная со всеми заинтересованными сторонами) обычно заканчивается или освобождением прихвата, или обрывом геофизического кабеля в заделке кабельного наконечника (участок со специальным местом ослабленного разрывного усилия). Но при этом всегда сохраняется риск обрыва кабеля на другом естественном «самым слабом» месте - это самая верхняя точка перегиба кабеля, на подвесном ролике. Такой факт подтверждается и опытом работ и теоретическими (логическими) выкладками.

К работам с повышенным риском нужно отнести и часто встречающийся, при освоении скважин методом свабирования, случай подъема кабеля с постоянной большой нагрузкой из-за нарушения целостности и заклинивания или забивания песком манжеты сваба. Другим случаем работы с постоянным повышенным риском обрыва тягового элемента является исследование скважин с проходом через межтрубное пространство, особенно, спуская автономных приборов, сильно развитых в последнее время, на проволоке.

Известен лубрикатор для исследования скважин в составе которого есть механизм захвата оборванного конца кабеля с прибором (SU 891899 Е21В 47/00). Он содержит герметизированный корпус с центральным каналом для прохода геофизических приборов на кабеле, сальник-грязесъемник, приемной секции, контроль-сбросный узел, снабженный срабатывающим при обрыве кабеля в приемной секции лубрикатора механизмом захвата, выполненного в виде образующих сходящихся на оси перемещения кабеля клиновой паз направляющих, в которых смонтированы зажимные элементы, например, самозаклинивающиеся ролики, контактирующие с кабелем и направляющими, неподвижно закрепленными на заслонке, установленной шарнирно посредством вала относительно корпуса и управляемой рычагом с грузом.

Недостаток устройства, принятого как прототип, - низкая надежность работы и сложность устройства. Отсутствие возможности монтажа устройства в любой ситуации, без предварительной установки самого лубрикатора.

При любом осложнении работ с исходом ухода в скважину верхнего конца гибкого тягового элемента, степень сложности аварийного состояния ствола нефтегазовой скважины повышается. Для исключения этого дорогостоящего повышения степени осложнений, связанного с ловлей и удалением оборванного участка кабеля, находящегося над прибором, еще до спуска основного ловителя прибора или другого оборудования, предлагается, перед началом операции по ликвидации прихвата или аварийного подъема глубинного снаряда, установить на устье скважины устройство для улавливания оборванного конца кабеля от ухода в скважину. Это устройство нанизывается на натянутый кабель, выше устья, и другим работам по ликвидации прихвата не влияет.

Таким образом, целью предлагаемого изобретения являются повышение надежности работы и понижение затрат на ликвидацию осложнений, путем удержания верхнего конца аварийно-оборванного гибкого тягового элемента (кабель, канат, лента или проволока) на устье от ухода в скважину до принятия решения по ликвидации возникшей аварийной ситуации.

Цель достигается установкой на натянутый кабель путем нанизывания на него, на устье скважины, еще до начала производства работ с повышенным риском обрыва, предлагаемого устройства, способного улавливать и удерживать оборванного конца кабеля с прибором.

Удержание кабеля происходит за счет его заклинивания шарами, во внутренней конусной части корпуса ловителя, в нескольких местах. Хотя и каждый шаровой захват способен удержать кабель от обратного хода, использование всей длины конусной части, например разместив там трех шаров различного диаметра, повышает эффективность ловителя.

Для ускоренного монтажа и упрощения изготовления, корпус устройства выполнен с боковой продольной прорезью, а конусная часть, выполненная в отдельном цилиндре, вставляется в этом корпусе и состоит из двух отдельных половинок.

Устройство с наружной стороны имеет два пояска для закрепления между ними трубного элеватора, который устанавливается с целью удержания устройства на устье скважины.

Анализ патентной и научно-технической литературы не выявил технических решений с подобной совокупностью существенных признаков, что позволяет сделать вывод о соответствии критериям «новизна» и «существенные отличия» предлагаемого решения.

Физическая сущность устройства раскрывается рисунком, где на фиг. 1 устройство в варианте для кабеля показан в разрезе, на фиг. 2 показан вариант устройства для работы с проволокой, а на фиг. 3 вариант для работы с тяговой лентой.

Устройство (фиг. 1) содержит полый корпус 1, концевые ограничители 2 и 3, цилиндр с внутренней конусной поверхностью 4 и шары 5. Корпус 1 имеет на обоих концах присоединительные резьбы к концевым ограничителям: верхнему 2 и нижнему 3. Эти три элемента имеют боковой продольный прорезь 6 шириной соответствующей диаметру применяемого кабеля 7 (каната). Центральное осевое отверстие нижнего ограничителя 3 выполнено немного меньшим диаметра малого шара 5, например, при помощи дополнительной шайбы 8, а отверстие верхнего ограничителя 2 выполнено овальным для удержания верхнего шара 5 и одновременно максимального приближения кабеля 7, выходящего из верхнего конца конуса 4, к стенке корпуса 1 по линии большой оси овала. В корпусе 1 устанавливается цилиндр с внутренней конусной поверхностью 4. Он выполнен из двух половинок и имеет возможность обхвата, при установке, уже натянутого кабеля 7. Концевые ограничители 2 и 3 выполнены с большим наружным диаметром, чем корпус 1 устройства образуя два кольцевых пояска для закрепления между ними трубного элеватора (на рисунке не показан). Диаметры шаров 5 имеют зависимость от прижимаемого ими кабеля 7, обеспечивая возможность равномерного расположения их по внутренней конусной поверхности 4 при одновременном нахождении с упомянутым прижимаемым (улавливаемым) кабелем 7.

Для варианта устройства работающего с проволокой 10 (фиг. 2) корпус 11 и концевые ограничители 2 и 3 могут не иметь продольной боковой прорези. Тогда это устройство в компоновку устьевого оборудования вводится постоянно, а шары 5 устанавливаются только при подъеме скважинного снаряда. Внутренняя полость корпуса 11 выполняется с необходимой конусной поверхностью.

В связи с тем, что проволока к своему наконечнику заделывается непосредственно на скважине и может быть предварительно пропущена через любое оборудование, корпус ловителя может быть совмещен с любым другим устьевым оборудованием, с целью сокращения общей высоты, например, с герметизатором устья. При этом сущность технического решения не теряется.

Для варианта устройства работающего с тяговой лентой 12 (фиг. 3), центральный осевой канал выполнен в прямоугольной форме в сечении, соответствующим, по ширине, пропускаемой ленте 12. Конусность в этом канале заменен на клиновидную форму, причем переменную ширину имеют только две противоположные внутренние плоскости, а шары 5 могут быть заменены соответствующими роликами, от роликовых подшипников качения, по ширине ленты 12. Для удержания шаров 5 от выпадения между верхним ограничителем 2 и составным цилиндром 13, на котором выполнен клиновидный канал, установлен усеченный диск 14.

Устройство работает следующим образом.

К корпусу 1 прикручивается нижний концевой ограничитель 3 и надевается через боковую прорезь, на натянутый кабель 7, потом резьба затягивается. В корпус 1 вставляется, составленный из двух половинок, цилиндр с внутренней конусной поверхностью 4 и опускаются шары 5, начиная с меньшего, а затем прикручивается верхний концевой ограничитель 2. Для удержания собранного устройства на устье скважины между поясками 6 устанавливается трубный элеватор. Данное устройство, свободно пропуская кабель 7 при его движении вверх, ограничивает обратный ход. Для контролируемого движения кабеля вниз устройство быстро и легко демонтируется.

Достигнутым технико-экономическим результатом применения предлагаемого ловильного устройства является возможность установки его после возникновения ситуации с повышенным риском обрыва тягового элемента, улавливание и удержание от неконтролируемого ухода оборванного конца в скважину, сокращая тем самым затраты на ликвидацию аварийных ситуаций и осложнений при работе. Устройство просто в изготовлении и эксплуатации.

Устройство для улавливания и удержания на устье оборванного конца кабеля от ухода в скважину относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к области исследования и освоения скважин с применением геофизического кабеля или иного гибкого тягового элемента. Техническим результатом является повышение надежности работы, путем удержания верхнего конца аварийно-оборванного гибкого тягового элемента на устье от ухода в скважину. Устройство включает полый корпус с осевым отверстием, который имеет длину, достаточную для установления в нем трех фиксаторов, образующих фиксирующие узлы на трех уровнях, работающих параллельно, но не зависимо друг от друга. Концевые ограничители, выполненные с большим наружным диаметром, чем у корпуса, образующие два кольцевых пояска для закрепления между ними трубного элеватора, удерживающего устройство на устье скважины. Для работы с проволокой корпус выполнен с внутренней конической поверхностью, а фиксаторы выполнены в виде трех шаров разного диаметра. Для работы с кабелем в корпусе установлен цилиндр с внутренней конусной поверхностью, составленный из двух половинок, а фиксаторы выполнены в виде трех шаров разного диаметра. Корпус и концевые ограничители имеют боковую продольную прорезь. Осевое отверстие верхнего концевого ограничителя выполнено овальным для удержания фиксаторов от выпадения, сохраняя при этом возможность полного прижатия кабеля к конусной поверхности, по линии большой оси овала. При работе с тяговой лентой в корпусе установлен цилиндр с каналом клиновидной формы, составленный из двух половинок. Осевое отверстие выполнено прямоугольной формы в сечении, которая соответствует пропускаемой через него ленте. Фиксаторы выполнены в виде трех шаров разного диаметра или роликов от роликовых подшипников качения, корпус и концевые ограничители имеют боковую продольную прорезь. Для удержания фиксаторов от выпадения между верхним ограничителем и составным цилиндром, на котором выполнен клиновидный канал, установлен усеченный диск. 3 ил.

Устройство для улавливания и удержания на устье оборванного конца кабеля, или проволоки, или ленты от ухода в скважину, содержащее полый корпус с осевым отверстием, который имеет длину достаточную для установления в нем трех фиксаторов, образующих фиксирующие узлы на трех уровнях, работающих параллельно, но не зависимо друг от друга, и концевые ограничители, выполненные с большим наружным диаметром, чем у корпуса, образующие два кольцевых пояска для закрепления между ними трубного элеватора, удерживающего устройство на устье скважины, причем для работы с проволокой корпус выполнен с внутренней конической поверхностью, а фиксаторы выполнены в виде трех шаров разного диаметра, для работы с кабелем в корпусе установлен цилиндр с внутренней конусной поверхностью, составленный из двух половинок, а фиксаторы выполнены в виде трех шаров разного диаметра, а корпус и концевые ограничители имеют боковую продольную прорезь, причем осевое отверстие верхнего концевого ограничителя выполнено овальным для удержания фиксаторов от выпадения, сохраняя при этом возможность полного прижатия кабеля к конусной поверхности, по линии большой оси овала, при работе с тяговой лентой в корпусе установлен цилиндр с каналом клиновидной формы, составленный из двух половинок, а осевое отверстие выполнено прямоугольной формы в сечении, которая соответствует пропускаемой через него ленте, а фиксаторы выполнены в виде трех шаров разного диаметра или роликов от роликовых подшипников качения, корпус и концевые ограничители имеют боковую продольную прорезь, а также для удержания фиксаторов от выпадения между верхним ограничителем и составным цилиндром, на котором выполнен клиновидный канал, установлен усеченный диск.