ПОДЪЕМНЫЙ ИНСТРУМЕНТ И СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СКВАЖИННОГО ИНСТРУМЕНТА Российский патент 2022 года по МПК E21B31/20 

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[001] После бурения скважины, которая пересекает подземный содержащий углеводороды продуктивный пласт, в стволе скважины во время заканчивания, добычи или операций в скважине часто размещают ряд скважинных инструментов. Например, временные пакеры часто устанавливают в стволе скважины на эксплуатационных этапах заканчивания скважины и добычи из скважины. Кроме того, в стволе скважины часто устанавливают с возможностью отсоединения различные рабочие инструменты, включая регуляторы потока, такие как пробки, дроссели, клапаны и т.п., а также предохранительные устройства, такие как предохранительные клапаны.

[002] В случае, если требуется извлечь один из этих скважинных инструментов, который ранее был размещен в стволе скважины, подъемный инструмент, прикрепленный к транспортировочному средству, такому как талевый канат, тросовая проволока, гибкие насосно-компрессорные трубы и т.п., обычно спускают в скважину к местоположению скважинного инструмента, подлежащего извлечению. Подъемный инструмент, который может содержать защелочный узел и «подъемное копье» (pulling prong), зафиксирован на ловильной шейке скважинного инструмента, ранее размещенного в стволе скважины. После этого скважинный инструмент можно вывести из ствола скважины и извлечь на поверхность.

[003] Однако было обнаружено, что после размещения скважинного инструмента внутри ствола скважины извлечение скважинного инструмента может быть сложной задачей. Кроме того, даже обычные операции по извлечению могут предъявлять значительные требования к целостности и прочности подъемного инструмента и транспортировочного средства в глубоких, отклоненных, наклонных или горизонтальных скважинах из-за удлинения транспортировочного средства и дополнительных эффектов трения. Соответственно, в данной области техники существует потребность в усовершенствованном подъемном копье, которое не имеет недостатков существующих подъемных инструментов.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[004] Далее приведена ссылка на следующее описание в сочетании с прилагаемыми графическими материалами, причем:

[005] на фиг. 1 проиллюстрирована система нефтяной/газовой скважины, содержащая подъемный инструмент, который может содержать подъемное копье, в соответствии с настоящим изобретением;

[006] на фиг. 2 проиллюстрирован один вариант реализации подъемного копья, изготовленного в соответствии с данным изобретением;

[007] на фиг. 3 проиллюстрирован один вариант реализации подъемного инструмента, изготовленного в соответствии с данным изобретением;

[008] на фиг. 4A-4D проиллюстрированы различные виды подъемного инструмента, содержащего защелочный узел и подъемное копье, изготовленные в соответствии с данным изобретением, в различных состояниях при извлечении скважинного инструмента из ствола скважины; и

[009] на фиг. 5 проиллюстрирована блок-схема, изображающая один способ извлечения скважинного инструмента.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0010] Сначала в соответствии с фиг. 1 проиллюстрирована система 100 нефтяной/газовой скважины, содержащая подъемный инструмент 190, который может содержать подъемное копье, в соответствии с настоящим изобретением. Система 100 нефтяной/газовой скважины содержит морскую нефтегазовую платформу, которая схематично проиллюстрирована и в целом обозначена позицией 105. Полупогружная платформа 110 центрирована над подводным нефтегазовым пластом 115, расположенным ниже морского дна 120. Подводный кондуктор 125 проходит от палубы 130 платформы 110 до морского дна 120. Ствол 135 скважины проходит от морского дна 120 и пересекает пласт 115. Ствол 135 скважины содержит обсадную колонну 140, которая зацементирована в нем цементом 145. Обсадная колонна 140 имеет перфорационные отверстия 150 с интервалом в непосредственной близости от пласта 115.

[0011] Колонна 155 насосно-компрессорных труб проходит от устья 160 скважины к пласту 115, чтобы обеспечить канал для перемещения добываемых флюидов на поверхность. Пара пакеров 165, 170 в одном варианте реализации обеспечивает гидравлическое уплотнение между колонной 155 насосно-компрессорных труб и обсадной колонной 140 и направляет поток добываемых флюидов из пласта 115 через противопесочный фильтр 175. Внутри колонны 155 насосно-компрессорных труб расположен скважинный инструмент 180, такой как извлекаемый посредством талевого каната подземный предохранительный клапан, который предназначен для перекрытия потока добываемых флюидов при возникновении определенных условий, выходящих за пределы допустимого диапазона. Скважинный инструмент 180 в показанном варианте реализации соединен с замковой оправкой 185. Замковая оправка 185 в этом варианте реализации содержит профиль замковой оправки для вхождения профиля в зацепление в посадочном ниппеле колонны 155 насосно-компрессорных труб и таким образом закрепляет скважинный инструмент 180 с возможностью съема внутри колонны 155 насосно-компрессорных труб.

[0012] В проиллюстрированном варианте реализации выполняют операцию извлечения/подъема, при которой подъемный инструмент 190 спускают в скважину на транспортировочном средстве 195. Транспортировочное средство 195 в некоторых вариантах реализации представляет собой талевый канат, тросовую проволоку, электрический кабель, гибкую насосно-компрессорную трубу или составную насосно-компрессорную трубу или т.п. Как более подробно объяснено ниже, в подъемном инструменте 190 можно использовать подъемное копье (не показано на фиг. 1), разработанный и изготовленный в соответствии с настоящим изобретением для помощи при расцеплении замковой оправки 185 с колонной 155 насосно-компрессорных труб, что, таким образом, обеспечивает извлечение скважинного инструмента 180 из ствола скважины 135. Подъемное копье в некоторых вариантах реализации дополнительно выполнено с возможностью помощи в выдвижении замковой оправки 185 (например, путем удержания профиля замковой оправки в постоянно втянутом положении) при ее извлечении.

[0013] Даже несмотря на то, что на фиг. 1 изображена вертикальная скважина, специалисту в данной области техники следует принять к сведению, что подъемный инструмент по настоящему изобретению в равной степени хорошо подходит для использования в отклоненных скважинах, наклонных скважинах или горизонтальных скважинах. Кроме того, даже несмотря на то, что на фиг. 1 изображена шельфовая операция, специалисту в данной области техники следует принять к сведению, что подъемный инструмент по настоящему изобретению в равной степени хорошо подходит для использования в операциях на суше.

[0014] В соответствии с фиг. 2 проиллюстрирован один вариант реализации подъемного копья 200, изготовленного в соответствии с данным изобретением. Подъемное копье 200 изначально содержит наружный корпус 210. Наружный корпус 210 в одном варианте реализации содержит жесткий материал, такой как металл или т.п. Наружный корпус 210 в проиллюстрированном варианте реализации образует внутренний радиальный канал.

[0015] Подъемное копье 200 в проиллюстрированном варианте реализации дополнительно содержит передний узел 220, расположенный с возможностью скольжения внутри наружного корпуса 210. Передний узел 220, как показано, может содержать часть 223 штанги, переднюю часть 225, расположенную в непосредственной близости от одного конца части 223 штанги, и часть 228 зацепления, расположенную в непосредственной близости от противоположного конца части 223 штанги. Часть 228 зацепления в показанном варианте реализации прикреплена к части 223 штанги. Соответственно, расстояние между частью 228 зацепления и передней частью 225 является по существу фиксированным. Передний узел 220 в некоторых вариантах реализации выполнен с возможностью скольжения внутри одного или более каналов уменьшенного диаметра в наружном корпусе 210. Хотя это и не показано, передний узел 220 может дополнительно содержать концевое соединение с выдвижением копья. Например, шток (например, пластиковый шток в одном варианте реализации) может быть прикреплен к скважинному концу переднего узла 220, среди прочего, для удержания створки вставного клапана в открытом состоянии.

[0016] В соответствии с одним аспектом данного изобретения передний узел 220 и наружный корпус 210 образуют камеру 230 активации. Камера 230 активации может содержать один или более различных типов средства активации и оставаться в пределах объема данного изобретения. Например, камера 230 активации может содержать одну или более пружин в качестве средства активации. Специалистам в данной области техники известны различные типы пружин, включая цилиндрические винтовые пружины с линейной характеристикой, которые можно использовать. В качестве альтернативы, в камере 230 активации в качестве средства активации можно использовать перепад давления между камерой 230 активации и за пределами наружного корпуса 210. Например, если в камере активации поддерживается низкое давление (например, по существу атмосферное давление), в то время как наружный корпус 210 подвергается гораздо более высокому давлению, гораздо более высокое давление может воздействовать на передний узел, чтобы активировать камеру 230 активации.

[0017] Камера 230 активации в одном варианте реализации может быть разбита на совокупность камер активации меньшего размера. Например, как показано на фиг. 2, камера 230 активации содержит первую камеру 240 пружины и вторую камеру 250 давления. В этом варианте реализации первая камера 240 пружины может содержать пружинный элемент 245, а вторая камера 250 давления может содержать вышеупомянутое более низкое давление. В проиллюстрированном варианте реализации подъемное копье 200 находится в первой конфигурации спуска, что можно увидеть, когда подъемное копье 200 спускают в ствол скважины. В этой первой конфигурации спуска пружинный элемент 245 находится в сжатом состоянии, а камера 250 давления находится в выдвинутом состоянии. В качестве альтернативы, когда подъемное копье 200 находится во второй конфигурации извлечения, пружинный элемент 245 может находиться в выдвинутом состоянии, а камера 250 давления может находиться в сжатом состоянии.

[0018] Как показано на фиг. 2, одно или более уплотнений 260 могут быть использованы для образования камеры 250 давления. Одно или более уплотнений 260 могут содержать любое уплотнение, выполненное с возможностью использования в системе нефтяной газовой скважины, и оставаться в пределах объема данного изобретения. В варианте реализации, показанном на фиг. 2, одно или более уплотнений размещены между передней частью 225 переднего узла 220 и внутренним диаметром наружного корпуса 210. Кроме того, одно или более уплотнений могут быть размещены между каналом уменьшенного диаметра наружного корпуса 210 и частью 223 штанги переднего узла 220. Таким образом, в одном варианте реализации в камере 250 давления может поддерживаться фиксированное давление (например, атмосферное давление), в то время как наружный корпус 210 расположен в скважине под гораздо более высоким давлением.

[0019] Подъемное копье 200 было проиллюстрировано и рассмотрено на фиг. 2 как содержащее и первую камеру 240 пружины, и вторую камеру 250 давления. Хотя в некоторых вариантах реализации можно использовать как первую камеру 240 пружины, так и вторую камеру 250 давления, в других вариантах реализации можно использовать только одну камеру активации. Например, существуют определенные варианты реализации, в которых камера 230 давления содержит только одну камеру 240 пружины, при этом существуют другие варианты реализации, в которых камера 230 давления содержит только одну камеру 240 давления. Несмотря на это, настоящее изобретение не должно ограничиваться какой-либо конкретной конфигурацией.

[0020] Подъемное копье 200, показанное на фиг. 2, дополнительно содержит крепежную конструкцию 270. Крепежная конструкция 270 в одном варианте реализации расположена между передним узлом 220 и наружным корпусом 210. В этой конфигурации крепежная конструкция 270 предназначена для поддержания переднего узла 220 в первой конфигурации спуска при спуске в скважину и последующего регулирования для обеспечения перемещения переднего узла 220 во вторую конфигурацию извлечения при перемещении вверх по стволу скважины. В одном примере крепежная конструкция 270 представляет собой набор из одного или более срезных штифтов. В этом примере один или более срезных штифтов могут поддерживать передний узел 220 в первой конфигурации спуска, и при необходимости один или более срезных штифтов могут быть срезаны и, таким образом, обеспечивать перемещение с помощью средства активации переднего узла 220 во вторую конфигурацию извлечения. Специалистам в данной области техники понятно множество различных способов срезания одного или более срезных штифтов, в том числе с использованием яса или другого аналогичного устройства.

[0021] В соответствии с фиг. 3 проиллюстрирован один вариант реализации подъемного инструмента 300, изготовленного в соответствии с данным изобретением. Подъемный инструмент 300 в этом варианте реализации содержит защелочный узел 310, присоединенный к находящемуся выше по стволу скважины концу подъемного копья 200. В показанном варианте реализации часть 320 зацепления защелочного инструмента прочно входит в зацепление с частью 240 зацепления переднего узла 220. В одном варианте реализации часть 240 зацепления ввинчена в часть 320 зацепления защелочного инструмента. Несмотря на это, и другие крепежные механизмы попадают в объем настоящего изобретения. Соответственно, защелочный узел 310 и подъемное копье 200 входят в зацепление друг с другом для развертывания в скважине.

[0022] Защелочный узел 310 в показанном варианте реализации содержит элемент 330 защелки. Элемент 330 защелки, который может содержать множество различных конструкций (например, включая показанную защелочную проушину), выполнен с возможностью вхождения в зацепление с соответствующей конструкцией защелки (не показана) в замковой оправке. Защелочный узел 310, как проиллюстрировано, может быть соединен с транспортировочным средством 340. Транспортировочное средство 340 в некоторых вариантах реализации представляет собой талевый канат, тросовую проволоку, электрический кабель, гибкую насосно-компрессорную трубу или составную насосно-компрессорную трубу или т.п.

[0023] Далее в соответствии с фиг. 4A-4D проиллюстрированы различные виды подъемного инструмента 300, содержащего защелочный узел 310 и подъемное копье 200, изготовленные в соответствии с данным изобретением, в различных состояниях при извлечении скважинного инструмента из ствола скважины. Со ссылкой на фиг. 4A, подъемный инструмент 300 развертывают в скважине с использованием транспортировочного средства 340, как показано пунктирной линией 405. В проиллюстрированном варианте реализации подъемный инструмент 300 приближается к насосно-компрессорной трубе 410. Насосно-компрессорная труба 410, в соответствии с данным изобретением, может представлять собой любую насосно-компрессорную трубу, находящуюся в системе нефтяной/газовой скважины. Например, насосно-компрессорная труба 410 может быть аналогична колонне 155 насосно-компрессорных труб, проиллюстрированной на фиг. 1.

[0024] Насосно-компрессорная труба 410 в проиллюстрированном варианте реализации содержит посадочный ниппель 420. Посадочный ниппель 420 в проиллюстрированном варианте реализации содержит профиль 425 насосно-компрессорной трубы. Профиль 425 насосно-компрессорной трубы в одном приведенном в качестве примера варианте реализации расположен на внутренней поверхности посадочного ниппеля 420 и выполнен с возможностью вхождения в зацепление с одним или более связанными профилями. Внутри насосно-компрессорной трубы 410 в варианте реализации, показанном на фиг. 4А, расположена замковая оправка 430. Хотя можно использовать множество различных замковых оправок и при этом оставаться в пределах объема настоящего изобретения, замковая оправка 430, показанная на фиг. 4A, содержит конструкцию 440 защелки. Конструкция 440 защелки, как будет дополнительно объяснено ниже, выполнена с возможностью вхождения в зацепление с элементом 330 защелки защелочного узла 310.

[0025] Замковая оправка 430 дополнительно содержит один или более профилей 450 замковой оправки. Профили 450 замковой оправки в одном варианте реализации выполнены с возможностью выдвижения и втягивания в радиальном направлении при приведении в действие замковой оправки. В варианте реализации, проиллюстрированном на фиг. 4A, профили 450 замковой оправки выдвинуты в радиальном направлении в профиль 435 насосно-компрессорной трубы таким образом, что замковая оправка 430 находится в зацепленном состоянии. Как будет дополнительно объяснено ниже, подъемный инструмент 300 может быть использован для перемещения замковой оправки 430 в расцепленное состояние, и таким образом он отводит в радиальном направлении один или более профилей 450 замковой оправки от профиля 425 насосно-компрессорной трубы.

[0026] Хотя это и не показано, замковая оправка 430 может дополнительно входить в зацепление с одним или более скважинными инструментами. Например, один или более скважинных инструментов могут быть прикреплены к находящейся ниже по стволу скважины стороне замковой оправки 430. Специалистам в данной области техники понятно бесчисленное количество различных скважинных инструментов, которые также могут быть соединены (например, прямо или косвенно) с замковой оправкой 430 и оставаться в пределах объема настоящего изобретения.

[0027] Далее в соответствии с фиг. 4B подъемный инструмент 300 вошел в зацепление с замковой оправкой 430 и таким образом с насосно-компрессорной трубой 410. В этом случае элемент 330 защелки защелочного узла 310 прошел путем скольжения за конструкцию 440 защелки и вошел с ней в зацепление. Соответственно, при этом соединении подъемный инструмент 300 и замковая оправка 430 входят в зацепление друг с другом. В соответствии с данным изобретением дополнительное направленное вниз давление на подъемный инструмент 300 или резкое движение может привести к срезанию крепежных конструкций 270. Кроме того, можно создать давление в скважине для срезания крепежных конструкций 270. На фиг. 4B проиллюстрированы недавно срезанные крепежные конструкции 270.

[0028] В соответствии с фиг. 4C на срезание крепежных конструкций 270 реагируют средства активации в камере активации. В проиллюстрированном варианте реализации пружинный элемент 245, расположенный в камере 240 пружины, перемещается в выдвинутое состояние, и перепад давления между камерой 250 давления и наружным корпусом 210 перемещает камеру 250 давления в сжатое состояние. Соответственно, как показано, элемент 330 защелки тянет конструкцию 440 защелки в осевом направлении вверх по стволу скважины и, таким образом, перемещает замковую оправку 430 в расцепленное состояние. Например, это может происходить путем «растяжения» замковой оправки 430. Когда замковая оправка 430 находится в расцепленном состоянии, что в этом варианте реализации происходит путем сдвига находящейся выше по стволу скважины части замковой оправки 430 относительно находящейся ниже по стволу скважины части замковой оправки 430, один или более профилей 450 замковой оправки в радиальном направлении отводятся от профиля 425 насосно-компрессорной трубы. Когда один или более профилей 450 замковой оправки больше не находятся в зацеплении с профилем 425 насосно-компрессорной трубы, замковая оправка 430 больше не фиксируется в насосно-компрессорной трубе 410.

[0029] Подъемный инструмент 300 был проиллюстрирован и рассмотрен со ссылкой на фиг. 4С как использующий средство активации в камере активации для втягивания в радиальном направлении профилей 450 замковой оправки. В некоторых вариантах реализации подъемное копье 200 может функционировать как обычное сплошное копье, и, таким образом, средство активации и камера активации не используются. Например, в тех ситуациях, в которых подъем замковой оправки 430 является несложной задачей, простой подъем вверх транспортировочного средства 430 может растянуть замковую оправки 430 и, таким образом, втянуть в радиальном направлении профили 450 замковой оправки. Однако, если есть трудности с подъемом замковой оправки 430, могут быть использованы средство активации и камера активации.

[0030] И наконец, в соответствии с фиг. 4D, подъемный инструмент 300, который все еще прикреплен к замковой оправке 430, может быть извлечен вверх по стволу скважины, как показано пунктирной линией 460. Замковая оправка 430 в одном варианте реализации может оставаться в расцепленном состоянии в течение всего времени извлечения замковой оправки 430 из ствола скважины. Например, поскольку подъемное копье 200 было активировано и, таким образом, передний узел 220 находится во второй конфигурации извлечения, замковая оправка 430 удерживается в расцепленном состоянии. Когда замковая оправка 430 удерживается в расцепленном состоянии, профили 450 замковой оправки втянуты в радиальном направлении и поэтому, вероятно, не будут улавливать другие элементы в стволе скважины при извлечении подъемного инструмента 300 вверх по стволу скважины.

[0031] Далее в соответствии с фиг. 5 проиллюстрирована блок-схема 500, иллюстрирующая один способ извлечения скважинного инструмента. Выполнение способа начинается на начальном этапе 510. Выполнение способа продолжается на этапе 520 путем развертывания подъемного инструмента внутри ствола скважины с использованием транспортировочного средства. Подъемный инструмент в этом варианте реализации содержит защелочный узел и подъемное копье, соединенное с защелочным узлом. Подъемное копье в этом варианте реализации содержит наружный корпус; передний узел, расположенный с возможностью скольжения внутри наружного корпуса, причем передний узел и наружный корпус образуют камеру, и средство активации, расположенное внутри камеры активации, причем средство активации выполнено с возможностью перемещения переднего узла из первой конфигурации спуска во вторую конфигурацию извлечения.

[0032] После этого выполнение способа продолжается на этапе 530 путем соединения подъемного инструмента с замковой оправкой, прикрепленной к скважинному инструменту и расположенной внутри насосно-компрессорной трубы, расположенной внутри ствола скважины, при этом замковая оправка находится в зацепленном состоянии, причем один или более профилей замковой оправки выдвинуты в радиальном направлении в профиль насосно-компрессорной трубы в насосно-компрессорной трубе. После соединения подъемного инструмента с замковой оправкой выполнение способа продолжается на этапе 540 путем приведения в действие подъемного копья с помощью средства активации, причем средство активации перемещает передний узел из первой конфигурации спуска во вторую конфигурацию извлечения для перемещения замковой оправки в расцепленное состояние, в котором один или более профилей замковой оправки отводятся в радиальном направлении от профиля насосно-компрессорной трубы. Выполнение способа может продолжаться на этапе 550, например, путем извлечения замковой оправки в расцепленном состоянии из ствола скважины с помощью подъемного инструмента и транспортировочного средства. Затем выполнение способа может перейти к этапу 560 остановки.

[0033] Раскрытые в данном документе аспекты включают следующее:

A. Подъемное копье. Подъемное копье содержит: наружный корпус; передний узел, расположенный с возможностью скольжения внутри наружного корпуса, причем передний узел и наружный корпус образуют камеру активации; и средство активации, расположенное внутри камеры активации, причем средство активации выполнено с возможностью перемещения переднего узла из первой конфигурации спуска во вторую конфигурацию извлечения.

B. Способ извлечения скважинного инструмента. Способ включает в себя: развертывание подъемного инструмента внутри ствола скважины с помощью транспортировочного средства, причем подъемный инструмент содержит защелочный узел и подъемное копье, соединенное с защелочным узлом, при этом подъемное копье содержит: 1) наружный корпус, 2) передний узел, расположенный с возможностью скольжения внутри наружного корпуса, причем передний узел и наружный корпус образуют камеру активации, и 3) средство активации, расположенное внутри камеры активации, причем средство активации выполнено с возможностью перемещения переднего узла из первой конфигурации спуска во вторую конфигурацию извлечения; соединение подъемного инструмента с замковой оправкой, прикрепленной к скважинному инструменту и расположенной внутри насосно-компрессорной трубы, расположенной внутри ствола скважины, при этом замковая оправка находится в зацепленном состоянии, причем один или более профилей замковой оправки выдвинуты в радиальном направлении в профиль насосно-компрессорной трубы в насосно-компрессорной трубе; приведение в действие подъемного копья с помощью средства активации, причем средство активации перемещает передний узел из первой конфигурации спуска во вторую конфигурацию извлечения для перемещения замковой оправки в расцепленное состояние, в котором один или более профилей замковой оправки отводятся в радиальном направлении от профиля насосно-компрессорной трубы; и извлечение замковой оправки в расцепленном состоянии из ствола скважины с помощью подъемного инструмента и транспортировочного средства.

Аспекты A и B могут включать в себя один или более из следующих дополнительных элементов в комбинации:

[0034] Элемент 1: отличающийся тем, что камера активации представляет собой камеру пружины, а средство активации представляет собой пружинный элемент. Элемент 2: отличающийся тем, что пружинный элемент выполнен с возможностью нахождения в сжатом состоянии, когда передний узел находится в первой конфигурации спуска, и в выдвинутом состоянии, когда передний узел находится во второй конфигурации извлечения. Элемент 3: отличающийся тем, что камера активации представляет собой камеру давления, а средство активации представляет собой перепад давления между камерой давления и давлением в скважине, окружающим подъемное копье. Элемент 4: отличающийся тем, что одно или более уплотнений расположены между наружным корпусом и передним узлом, и дополнительно при этом камера давления представляет собой камеру атмосферного давления. Элемент 5: отличающийся тем, что камера давления выполнена с возможностью нахождения в выдвинутом состоянии, когда передний узел находится в первой конфигурации спуска, и в сжатом состоянии, когда передний узел находится во второй конфигурации извлечения. Элемент 6: отличающийся тем, что камера активации содержит первую камеру пружины и вторую камеру давления, и дополнительно при этом средство активации содержит пружинный элемент, расположенный внутри первой камеры давления, и перепад давления, расположенный внутри второй камеры давления, и дополнительно при этом пружинный элемент выполнен с возможностью нахождения в первом сжатом состоянии, а камера давления выполнена с возможностью нахождения в первом выдвинутом состоянии, когда передний узел находится в первой конфигурации спуска, и пружинный элемент выполнен с возможностью нахождения во втором выдвинутом состоянии, а камера давления выполнена с возможностью нахождения во втором сжатом состоянии, когда передний узел находится во второй конфигурации извлечения. Элемент 7: отличающийся тем, что передний узел содержит часть штанги, переднюю часть, расположенную в непосредственной близости от одного конца части штанги, и часть зацепления, расположенную в непосредственной близости от противоположного конца части штанги. Элемент 8: дополнительно содержащий крепежную конструкцию, расположенную между передним узлом и наружным корпусом. Элемент 9: отличающийся тем, что крепежная конструкция представляет собой набор из одного или более срезных штифтов. Элемент 10: отличающийся тем, что подъемное копье удерживает замковую оправку в расцепленном состоянии в течение всего времени извлечения замковой оправки из ствола скважины. Элемент 12: дополнительно содержащий набор из одного или более срезных штифтов, расположенных между передним узлом и внутренним радиальным каналом для удержания переднего узла в первой конфигурации спуска при развертывании подъемного инструмента, и дополнительно включающий приведение в действие подъемного копья с помощью средства активации путем срезания одного или более срезных штифтов.

Специалистам в данной области техники будет понятно, что в описанные варианты реализации могут быть внесены другие и дополнительные добавления, удаления, замены и модификации.

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей отрасли и может быть использована при извлечении инструментов из скважин. Устройство содержит защелочный узел, включающий корпус, имеющий конец зацепления и определяющий центральное отверстие, элемент защелки, соединенный с корпусом и выполненный с возможностью перемещения между выдвинутым в радиальном направлении состоянием и втянутым в радиальном направлении состоянием, подъемное копье, соединенное с защелочным узлом и содержащее наружный корпус, передний узел, расположенный с возможностью скольжения внутри наружного корпуса. Передний узел содержит участок штанги, который проходит в центральном отверстии корпуса защелочного узла. Передний участок расположен в непосредственной близости от одного конца участка штанги, а участок зацепления расположен в непосредственной близости от противоположного конца участка штанги и сцеплен с концом зацепления корпуса защелочного узла. Передний узел и наружный корпус образуют камеру активации. Средство активации расположено внутри камеры активации и выполнено с возможностью перемещения переднего узла из первой конфигурации спуска во вторую конфигурацию извлечения. Упрощается операция извлечения инструмента, обеспечивается целостность и прочность подъемного инструмента. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Подъемный инструмент, содержащий:

защелочный узел, содержащий:

корпус защелочного узла, имеющий конец зацепления и определяющий центральное отверстие, и

элемент защелки, соединенный с корпусом защелочного узла, причем элемент защелки выполнен с возможностью перемещения между выдвинутым в радиальном направлении состоянием и втянутым в радиальном направлении состоянием; и

подъемное копье, соединенное с защелочным узлом и содержащее:

наружный корпус;

передний узел, расположенный с возможностью скольжения внутри наружного корпуса, причем передний узел содержит участок штанги, который проходит по меньшей мере частично в центральном отверстии корпуса защелочного узла, при этом передний участок расположен в непосредственной близости от одного конца участка штанги, а участок зацепления расположен в непосредственной близости от противоположного конца участка штанги и сцеплен с концом зацепления корпуса защелочного узла, причем передний узел и наружный корпус образуют камеру активации; и

средство активации, расположенное внутри камеры активации, причем средство активации выполнено с возможностью перемещения переднего узла из первой конфигурации спуска во вторую конфигурацию извлечения.

2. Подъемный инструмент по п. 1, в котором камера активации представляет собой камеру пружины, а средство активации представляет собой пружинный элемент, или при необходимости пружинный элемент выполнен с возможностью нахождения в сжатом состоянии, когда передний узел находится в первой конфигурации спуска, и в выдвинутом состоянии, когда передний узел находится во второй конфигурации извлечения.

3. Подъемный инструмент по п. 1, в котором камера активации представляет собой камеру давления, а средство активации представляет собой перепад давления между камерой давления и давлением в скважине, окружающим подъемное копье.

4. Подъемный инструмент по п. 3, в котором одно или более уплотнений расположены между наружным корпусом и передним узлом, и, кроме того, камера давления представляет собой камеру атмосферного давления, или при необходимости камера давления выполнена с возможностью нахождения в выдвинутом состоянии, когда передний узел находится в первой конфигурации спуска, и в сжатом состоянии, когда передний узел находится во второй конфигурации извлечения.

5. Подъемный инструмент по п. 1, в котором камера активации содержит первую камеру пружины и вторую камеру давления, кроме того, средство активации содержит пружинный элемент, расположенный внутри первой камеры пружины, и перепад давления между внутренним и наружным пространством второй камеры давления, и, кроме того, пружинный элемент выполнен с возможностью нахождения в первом сжатом состоянии, а камера давления выполнена с возможностью нахождения в первом выдвинутом состоянии, когда передний узел находится в первой конфигурации спуска, и пружинный элемент выполнен с возможностью нахождения во втором выдвинутом состоянии, а камера давления выполнена с возможностью нахождения во втором сжатом состоянии, когда передний узел находится во второй конфигурации извлечения.

6. Подъемный инструмент по п. 1, в котором подъемное копье содержит крепежную конструкцию, расположенную между передним узлом и наружным корпусом.

7. Подъемный инструмент по п. 6, в котором крепежная конструкция представляет собой набор из одного или более срезных штифтов.

8. Способ извлечения скважинного инструмента, включающий:

развертывание подъемного инструмента внутри ствола скважины с помощью транспортировочного средства, причем подъемный инструмент содержит:

защелочный узел, содержащий:

корпус защелочного узла, имеющий конец зацепления и определяющий центральное отверстие, и

элемент защелки, соединенный с корпусом защелочного узла, причем элемент защелки выполнен с возможностью перемещения между выдвинутым в радиальном направлении состоянием и втянутым в радиальном направлении состоянием; и

подъемное копье, соединенное с защелочным узлом, причем подъемное копье содержит:

наружный корпус;

передний узел, расположенный с возможностью скольжения внутри наружного корпуса, причем передний узел содержит участок штанги, который проходит по меньшей мере частично в центральном отверстии корпуса защелочного узла, при этом передний участок расположен в непосредственной близости от одного конца участка штанги, а участок зацепления расположен в непосредственной близости от противоположного конца участка штанги и сцеплен с концом зацепления корпуса защелочного узла, причем передний узел и наружный корпус образуют камеру активации; и

средство активации, расположенное внутри камеры активации, причем средство активации выполнено с возможностью перемещения переднего узла из первой конфигурации спуска во вторую конфигурацию извлечения;

соединение подъемного инструмента с замковой оправкой, прикрепленной к скважинному инструменту и расположенной внутри насосно-компрессорной трубы, расположенной внутри ствола скважины, при этом замковая оправка находится в зацепленном состоянии с одним или более профилями замковой оправки, выдвинутыми в радиальном направлении в профиль насосно-компрессорной трубы в насосно-компрессорной трубе;

приведение в действие подъемного копья с помощью средства активации, причем средство активации перемещает передний узел из первой конфигурации спуска во вторую конфигурацию извлечения для перемещения замковой оправки в расцепленное состояние, в котором один или более профилей замковой оправки отводят в радиальном направлении от профиля насосно-компрессорной трубы; и

извлечение замковой оправки в расцепленном состоянии из ствола скважины с помощью подъемного инструмента и транспортировочного средства.

9. Способ по п. 8, в котором подъемное копье удерживает замковую оправку в расцепленном состоянии в течение всего времени извлечения замковой оправки из ствола скважины.

10. Способ по п. 8, в котором камера активации представляет собой камеру пружины, а средство активации представляет собой пружинный элемент, или при необходимости пружинный элемент выполнен с возможностью нахождения в сжатом состоянии, когда передний узел находится в первой конфигурации спуска, и в выдвинутом состоянии, когда передний узел находится во второй конфигурации извлечения, и, кроме того, приведение в действие подъемного копья с помощью средства активации включает выдвижение пружинного элемента в выдвинутое состояние.

11. Способ по п. 8, в котором камера активации представляет собой камеру давления, а средство активации представляет собой перепад давления между камерой давления и давлением в скважине, окружающим подъемное копье, или при необходимости одно или более уплотнений расположены между наружным корпусом и передним узлом, и, кроме того, камера давления представляет собой камеру атмосферного давления, или при необходимости камера давления выполнена с возможностью нахождения в выдвинутом состоянии, когда передний узел находится в первой конфигурации спуска, и в сжатом состоянии, когда передний узел находится во второй конфигурации извлечения, и кроме того, приведение в действии подъемного копья с помощью средства активации включает сжатие камеры давления.

12. Способ по п. 8, в котором камера активации содержит первую камеру пружины и вторую камеру давления, кроме того, средство активации содержит пружинный элемент, расположенный внутри первой камеры пружины, и перепад давления между внутренним и наружным пространством второй камеры давления, кроме того, пружинный элемент выполнен с возможностью нахождения в первом сжатом состоянии, а камера давления выполнена с возможностью нахождения в первом выдвинутом состоянии, когда передний узел находится в первой конфигурации спуска, и пружинный элемент выполнен с возможностью нахождения во втором выдвинутом состоянии, а камера давления выполнена с возможностью нахождения во втором сжатом состоянии, когда передний узел находится во второй конфигурации извлечения, и, кроме того, приведение в действие подъемного копья с помощью средства активации включает выдвижение пружинного элемента и сжатие камеры давления.

13. Способ по п. 8, дополнительно включающий набор из одного или более срезных штифтов, расположенных между передним узлом и внутренним радиальным каналом, для удержания переднего узла в первой конфигурации спуска при развертывании подъемного инструмента, и дополнительно включающий приведение в действие подъемного копья с помощью средства активации путем срезания одного или более срезных штифтов.