Инструмент универсальный для обслуживания колонны труб в скважине на шельфе Российский патент 2021 года по МПК E21B23/02 E21B33/68 

Область техники

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано в конструкции инструмента для обслуживания колонны труб в скважине на шельфе, в частности при опрессовке противовыбросового оборудования и установке/снятии защитной втулки в колонну труб.

Предшествующий уровень техники

Из существующего уровня техники известно устройство для опрессовки противовыбросового оборудования (патент РФ №2319825, опубл. 20.03.2020), содержащее ствол с центральным каналом и эластичный пакерующий элемент, установленный на стволе, нижний переводник, соединенный с нижней частью ствола и снабженный радиальным каналом, при этом ствол выполнен в центральной его части в виде усеченного конуса, эластичный пакерующий элемент установлен на стволе с возможностью осевого перемещения.

Недостатком данного технического решения является то, что оно предназначено только для опрессовки и конструкцией устройства не предусмотрена возможность выполнения тем же инструментом операции установки защитной втулки в колонну труб.

Сущность изобретения

Проблемой, решаемой настоящим изобретением, является проблема снижения количества инструментов, используемых для обслуживания колонны труб в скважине на шельфе.

Техническими результатами являются снижение количества инструментов, используемых для обслуживания колонны труб в скважине на шельфе, повышение универсальности инструмента, экономия материала из которого изготавливают инструмент.

Технические результаты достигаются тем, что инструмент имеет конструкцию, позволяющую производить не только опрессовку скважины, но также и выполнять операцию спуска/подъема устройств используемых при проведении технологических работ на скважине, например, таких как втулка защитная.

Далее представлен один, но не единственный вариант исполнения инструмента.

Краткое описание чертежей

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 показан общий вид инструмента.

На фиг. 2 показана схема установки инструмента.

На фиг. 3 показан вид «А», положение зацепа при опускании втулки защитной и опрессовке противовыбросового оборудования.

На фиг. 4 показан вид «А», положение зацепа при подъеме втулки защитной.

Подробное описание изобретения

Инструмент используется в процессе установки колонны труб при проведении работ по обустройству устья на скважине.

Инструмент состоит:

1 - сердечник;

2 - кольцо верхнее;

3 - сегмент;

4 - гайка;

5 - зацеп;

6 - кольцо упорное;

7 - переводник;

8 - корпус нижний;

9 - пружина;

10 - корпус;

11 - упор;

12 - конусная поверхность;

13 - втулка защитная;

14 - колонна направления;

15 - колонна кондуктора;

16 - цанговый зацеп;

17 - уплотнение;

18 - срезной штифт;

19 - кольцо срезное;

20 - канавка.

На фиг. 1 показан общий вид инструмента.

Сердечник 1 имеет конусную внутреннюю резьбу в верхней части для присоединения к колонне бурильных труб, конусную наружную резьбу в нижней части для присоединения переводника 7, к которому может присоединяться инструмент для промывки, конусную поверхность 12, взаимодействующую с ответными поверхностями упоров 11, располагающихся в корпусе 10, к упорам 11 винтами присоединены сегменты 3.

На сердечник 1 устанавливаются корпус 10, пружина 9, при этом один конец пружины 9 опирается на выступ корпуса 10, второй край контактирует с выступом на сердечнике 1, гайка 4 имеет возможность перемещения по резьбе, выполненной в корпусе 10, при этом выступ на гайке 4 имеет возможность опускаться ниже верхнего уровня корпуса нижнего 8, закрепленного на корпусе 10. Корпус нижний 8 крепится в инструменте посредством кольца упорного 6. Кольцо верхнее 2 фиксирует уплотнение 17, установленное на корпусе 10.

На фиг. 2 показана схема установки.

В колонну труб, состоящую из колонны направления 14 и колонны кондуктора 15 установлена защитная втулка 13. Инструмент, установленный в колонну бурильных труб, опускается вниз внутрь колонны кондуктора 15.

Корпус 10 упирается в бурт колонны кондуктора 15, под воздействием веса бурильных труб происходит перемещение вниз сердечника 1 относительно корпуса 10, происходит взаимодействие конусной поверхности 12 с ответной поверхностью сегментов 3 в результате чего сегменты 3 перемещаются в радиальном направлении и взаимодействуя с ответными поверхностями колонны кондуктора 15 и фиксируют инструмент в колонне кондуктора 15. При опускании сердечника 1 уплотнение 17 взаимодействует с ответной поверхностью колонны кондуктора 15 обеспечивая герметичность колонны труб. Инструмент готов для проведения операции опрессовки колонны кондуктора и подводного противовыбросового оборудования.

На фиг. 3 показан Вид «А», положение зацепа при опускании втулки защитной и опрессовке противовыбросового оборудования.

При опускании втулки защитной 13 гайка 4 занимает нижнее положение, заблокировав зацеп 5, выступ на зацепе 5 не выступает за наружный контур гайки 4, при этом втулка защитная 13 крепится к корпусу нижнему 8 посредством срезных штифтов 18. Инструмент в составе колонны бурильных труб опускается в систему подводных колонных головок до упора втулки защитной 13 в ответную поверхность в колонне обсадных труб. Окончание цангового зацепа 16, имеющее выступ, защелкивается в выемке на колонне кондуктора 15. После приложения дополнительной нагрузки к инструменту срезные штифты 18 разрушаются, после чего инструмент поднимается, при этом втулка защитная 13 установлена в колонну труб в скважине на шельфе.

На фиг. 4 показан Вид «А», положение зацепа при подъеме втулки защитной.

В этом положении перед извлечением втулки защитной 13 гайку 4 переводят в верхнее положение освобождая зацепы 5.

В таком положении при подъеме инструмента универсального выступ на зацепе 5 попадает в паз на втулке защитной 13, что позволяет зафиксировать втулку защитную 13 на инструменте при перемещении вверх. При дальнейшем перемещении универсального инструмента вверх срезается срезное кольцо 19, нижний край цангового зацепа 16 попадает в канавку 20, при этом нижний край цангового зацепа 16 отгибаясь к оси защитной втулки, обеспечивает разъединение цангового зацепа 16 с колонной кондуктора 15 и исключает повреждение зацепом поверхности колонны кондуктора 15.

Конструкция инструмента универсального позволяет использовать его так же для спуска/подъема устройств, например, защитной втулки, в скважину на шельфе.

Пример использования инструмента универсального при спуске защитной втулки в скважину на шельфе. Гайка 4 перемещается в нижнее положение перемещая фиксатор 5 радиально к центру колонны труб. Защитная втулка 13 фиксируется в приспособлении по крайней мере одним срезным винтом, одной стороной расположенным во втулке защитной 13, другим - в теле корпуса нижнего 8. При опускании инструмента в скважину на шельфе втулка защитная 13 упирается в ответную поверхность колонны труб, производится разгрузка веса буровой платформы на систему подводных колонных головок что приводит к тому, что разрушается винт срезной 18, и втулка защитная 13 размещается в колонне труб, а инструмент готов к подъему.

Пример использования инструмента универсального при подъеме защитной втулки из скважины на шельфе. Гайка 4 перемещается в верхнее положение, освобождая фиксатор 5, который будет перемещаться радиально к периферии от оси колонны труб, при этом, выступ на зацепе 5 выходит за наружные габариты гайки 4 и корпуса нижнего 8. При опускании инструмента универсального в скважину верхняя конусная поверхность на втулке защитной 13 взаимодействует с нижней конусной поверхностью на зацепе 5 несколько утапливая выступ на подпружиненном зацепе 5. При дальнейшем опускании инструмента универсального выступ на зацепе 5 располагается напротив выемки на втулке защитной, за счет чего зацеп 5 получает возможность перемещения радиально оси колонны труб, осуществляя таким образом фиксацию втулки защитной 13, после чего производится подъем втулки защитной 13.

Выполнение конструкции инструмента универсального для обслуживания колонны труб в скважине на шельфе таким образом, что в конструкции инструмента универсального предусмотрено наличие уплотнения 17, расположенного в верхней части корпуса 10, в то же время наличие корпуса нижнего 8, закрепленного на корпусе 10 и имеющего выемку для размещения зацепа 5 и по крайней мере одну выемку для размещения срезного штифта 18, наличие зацепа 5, имеющего с одной стороны конусную поверхность для взаимодействия с гайкой 4, с другой стороны конусную поверхность для взаимодействия с ответной поверхностью втулки защитной 13, наличие гайки 4 , которая имеет возможность перемещаться по резьбе на корпусе 10, таким образом, что выступ на гайке 4 имеет возможность опускаться ниже верхнего уровня корпуса нижнего 8 взаимодействуя с зацепом 5, все это позволяет выполнять различные технологические операции при помощи одного и того же инструмента, т.е. появляется возможность сократить количество инструментов для обслуживания скважины, при этом экономится металл для изготовления таких инструментов, все это позволяет достичь заявляемые технические результаты, заключающиеся в снижении количества инструментов, используемых для обслуживания колонны труб в скважине на шельфе, повышении универсальности инструмента, экономии материала из которого изготавливают инструмент.

Изобретение относится к инструменту универсальному для обслуживания колонны труб в скважине на шельфе. Инструмент содержит сердечник, на который установлены корпус и пружина, причем один конец пружины опирается на выступ корпуса, второй конец контактирует с выступом на сердечнике, уплотнение, упоры, расположенные в корпусе с возможностью перемещения за пределы корпуса в радиальном направлении таким образом, что сегменты, установленные па упорах, имеют возможность взаимодействовать с ответными поверхностями колонны труб и фиксировать инструмент в колонне труб, корпус нижний, зацеп, гайку. Уплотнение расположено в верхней части корпуса с возможностью взаимодействия с ответной поверхностью колонны труб. Корпус нижний закреплен на корпусе и имеет выемку для размещения зацепа. Зацеп имеет возможность выступать за наружный контур корпуса нижнего таким образом, что выступ на нем обеспечивает зацепление с сопрягаемой деталью. Зацеп имеет конусную поверхность для взаимодействия с гайкой с одной стороны и конусную поверхность для взаимодействия с ответной поверхностью сопрягаемой детали с другой стороны. Гайка имеет возможность перемещаться по резьбе на корпусе таким образом, что при ее перемещении либо блокируется, либо деблокируется зацеп. Снижается количество инструментов, используемых для обслуживания колонны труб в скважине на шельфе, повышается универсальность инструмента, экономится материал, из которого изготавливают инструмент. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Инструмент универсальный для обслуживания колонны труб в скважине на шельфе, содержащий сердечник, на который установлены корпус и пружина, причем один конец пружины опирается на выступ корпуса, второй конец контактирует с выступом на сердечнике, уплотнение, упоры, расположенные в корпусе с возможностью перемещения за пределы корпуса в радиальном направлении таким образом, что сегменты, установленные па упорах, имеют возможность взаимодействовать с ответными поверхностями колонны труб и фиксировать инструмент в колонне труб, корпус нижний, зацеп, гайку, отличающийся тем, что уплотнение расположено в верхней части корпуса с возможностью взаимодействия с ответной поверхностью колонны труб, корпус нижний закреплен на корпусе и имеет выемку для размещения зацепа, зацеп имеет возможность выступать за наружный контур корпуса нижнего таким образом, что выступ на нем обеспечивает зацепление с сопрягаемой деталью, зацеп имеет конусную поверхность для взаимодействия с гайкой с одной стороны и конусную поверхность для взаимодействия с ответной поверхностью сопрягаемой детали с другой стороны, гайка имеет возможность перемещаться по резьбе на корпусе таким образом, что при ее перемещении либо блокируется, либо деблокируется зацеп.

2. Инструмент по п. 1, отличающийся тем, что зацеп выполнен подпружиненным.

3. Инструмент по п. 1, отличающийся тем, что корпус нижний имеет по крайней мере одну выемку для размещения срезного штифта.