Мобильное устройство для укладки труб или штанг при спускоподъёмных операциях в скважине Российский патент 2024 года по МПК E21B19/14 

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности и найдет применение для укладки скважинных труб и штанг при спускоподъемных операциях нефтяных и газовых скважин.

Известно «Устройство для укладки скважинных труб при строительстве и ремонте скважин» (патент RU № 2138611, МПК Е21В 19/14, опубл. 27.09.1999 Бюл. № 27), включающее раму, стойки, приемные мостки, смонтированные на стойках, и накопитель, отличающееся тем, что приемные мостки снабжены емкостью для скважинных и технологических жидкостей, установленной под мостками и жестко закрепленной к стойкам, а накопитель выполнен в виде откидных секций, расположенных по боковым сторонам приемного мостка, при этом секции накопителя, расположенные на одной из боковых сторон мостка, снабжены желобами для стока жидкости, размещаемыми на каждой секции, крайний из которых сообщен с емкостью, причем конец каждого предыдущего желоба в рабочем положении перекрывает начало последующего.

Недостатками данного устройства являются низкая надежность при работе на неустойчивых грунтах, так как поворотные опоры при просаживании грунта (опускание под давлением на поверхность - весом рамы) не увеличивают площадь опоры, не имея жесткости в поперечном направлении, отсутствие ограничителей по периметру от скатывания труб требует дополнительных затрат на использование специальных упоров и их установку, осевая подвижность опор относительно рамы усложняет конструкцию и также снижает надежность установки, так как при несанкционированном смещении рамы в продольном направлении (человеческий фактор - не активация тормозной системы) не задерживают ее, в сложенном (транспортном) положении на раме отсутствует горизонтальная поверхность (из-за сложенных опор) на всем протяжении рамы, что требует использования дополнительного транспорта для доставки на скважину и от нее длинномерных грузов (труб, штанг и/или т.п.).

Наиболее близким по технической сущности является «Установка для укладки скважинных труб и штанг при бурении и ремонте скважин» (патент на ПМ RU № 34618, МПК Е21В 19/14, опубл. 10.12.2003 Бюл. № 34), включающая раму с регулируемыми по высоте стойками, закрепленный к боковым сторонам рамы накопитель в виде откидных секций, устройство для транспортировки, отличающаяся тем, что на раме установлен лоток с возможностью его перемещения по высоте, откидные секции выполнены в виде откидных балок, которые имеют боковые упоры и регулируемые по высоте стойки.

Недостатками данного устройства являются низкая надежность при работе на неустойчивых грунтах, так как поворотные опоры при просаживании грунта (опускание под давлением на поверхность - весом рамы) не увеличивают площадь опоры, не имея жесткости в поперечном направлении в раздвинутом (рабочем) положении, осевая подвижность опор относительно рамы усложняет конструкцию и также снижает надежность установки, так как при несанкционированном смещении рамы в продольном направлении (человеческий фактор - не активация тормозной системы) не задерживают ее, в сложенном (транспортном) положении на раме отсутствует горизонтальная поверхность (из-за сложенных опор) на всем протяжении рамы, что требует использования дополнительного транспорта для доставки на скважину и от нее длинномерных грузов (труб, штанг и/или т.п.).

Техническим решением является создание конструкции мобильного устройства для укладки труб или штанг при спускоподъёмных операциях в скважине, позволяющего расширить функциональные возможности за счет возможности работы на неустойчивых грунтах и транспортировки на скважину и от нее длинномерных грузов за счет обеспечения жесткости в поперечном направлении от рамы в рабочем положении и горизонтальной поверхности на всем протяжении рамы в транспортном положении соответственно и снижение влияния человеческого фактора при фиксации от продольного перемещения рамы за счет жёсткой фиксации от продольного перемещения опорами в рабочем положении.

Техническим результатом является мобильное устройство для укладки труб или штанг при спускоподъёмных операциях в скважине, включающее раму на устройстве для транспортировки с регулируемыми по высоте для опоры в рабочем - раздвинутом положении на грунт стойками, задние из которых вставлены в поперечные направляющие рамы, а боковые - оснащены телескопическими балками, состоящими из полых направляющих, в которые вставлены штоки с поперечными каналами под соответствующие стойки.

Новым является то, что боковые балки для противоположно направленных от рамы стоек изготовлены парными, жёстко соединенными попарно по боковой поверхности направляющих, которые поперечно, жестко и симметрично размещены в раме, а длина всех стоек выбрана такой, чтобы их верхние концы в рабочем положении возвышались над рамой для исключения падения труб или шланг.

Новым является также то, что верхние концы стоек выполнены с возможностью взаимодействия с технологическими бортами, увеличивающими площадь контакта с размещенными сверху трубами или штангами.

На фиг. 1 изображено мобильное устройство в изометрии в транспортном - в собранном положении.

На фиг. 1 изображено мобильное устройство в изометрии в рабочем положении.

Мобильное устройство для укладки труб или штанг (не показаны) при спускоподъёмных операциях в скважине (не показана) включает в себя раму 1 (фиг. 1 и 2) на устройстве для транспортировки 2 с регулируемыми по высоте для опоры на грунт (не показан) в рабочем - раздвинутом положении стойками 3 и 4, задние 3 из которых вставлены в поперечные направляющие 5 (фиг. 1) рамы 1, а боковые 4 (фиг. 1 и 2) - оснащены телескопическими балками 6 (аутригеров), состоящими из полых направляющих 7, в которые вставлены штоки 8 с поперечными каналами 9 под соответствующие стойки 4. Устройство для транспортировки 2 может быть выполнено в виде саней (не показаны), грузового тягача (не показан), грузового прицепа (не показан) или грузового полуприцепа (авторы на это не претендуют). Отверстия в направляющих 7 и штоки 8 в поперечном сечении могут быть круглыми, квадратными или прямоугольными (авторы на это не претендуют). Боковые балки 6 для противоположно направленных от рамы боковых стоек 4 изготовлены парными, жёстко соединенными попарно по боковой поверхности направляющих 7, которые поперечно, жестко и симметрично относительно продольной оси размещены в раме 1. Длина всех стоек 3 и 4 выбрана такой, чтобы их верхние концы 10 в рабочем положении (фиг. 2) возвышались над рамой 1 для исключения падения труб или шланг с нее. Верхние концы стоек 3 и 4 могут быть выполнены с возможностью взаимодействия с технологическими бортами (не показаны), увеличивающими площадь контакта с размещенными сверху трубами или штангами.

Конструктивные элементы и технологические соединения, известные из предыдущего уровня техники и не влияющие на реализацию технического решения, на чертежах (фиг. 1 и 2) не показаны или показаны условно.

Мобильное устройство для укладки труб или штанг при спускоподъёмных операциях в скважине работает следующим образом.

В транспортном положении опоры 3 (фиг. 1) и 4 соответственно в поперечных направляющих 5 и каналах 9 штоков 8 подняты в верхнее положение и зафиксированы (вставным штырем, зажимной цангой, подпружиненной пластиной или т.п. - авторы на это не претендуют) а штоки 8 вставлены до упора в направляющие 7 телескопических балок 6 и также зафиксированы (вставным штырем, зажимной цангой, подпружиненной пластиной или т.п. - авторы на это не претендуют). Полозья 11 для скольжения труб или штанг при наличии могут быть изготовлены съемными и вставляться стойками 12 в технологические отверстия 13 в раме 1, а при транспортировке извлекаться (авторы на это не претендуют). Верхние выступающие концы 10 опор 3 и 4 оснащают технологическими бортами по периметру рамы 1 и внутрь загружают трубы и/или штанги с использованием фиксирующих проставок (не показаны), съемные полозья 11 (при наличии), рабочую площадку 14 (фиг. 2) со своими опорами 15 (при наличии), бригадный инструмент (трубные ключи, цепные ключи, захваты и т.п.) и съемные лестницы (не показаны). Все загруженное внутрь рамы 1 (фиг. 1) фиксируют (ремнями, тросами или специальными зажимами - не показаны). Для защиты от осадков на концы 10 опор и снаружи технологических бортов может быть натянут непромокаемый и не продуваемый тент бортов (не показан - авторы на это не претендуют). При этом обеспечивается ширина и длина рамы 1 и устройства для транспортировки 2, не превышающая допустимую для транспортных средств на дорогах общего пользования (1. Распоряжение Правительства Российской Федерации от 29 ноября 2022 г. № 3657-р "О подписании Соглашения о допустимых массах, осевых нагрузках и габаритах транспортных средств при движении по автомобильным дорогам государств - членов Евразийского экономического союза, включенным в евразийские транспортные коридоры", 2. Приказ Минтранса России от 31.08.2020 № 343 Об утверждении Требований к организации движения по автомобильным дорогам тяжеловесного и (или) крупногабаритного транспортного средства). При помощи транспортного средства (тягач, автомобиль, трактор или т.п. - не показано), присоединяемого к устройству для транспортировки 2, мобильное устройство доставляется к скважине для обеспечения проведения спускоподъемных операций.

Устройство для транспортировки 2 (фиг. 1) устанавливают на определенное технологами место у скважины, устанавливают его на теологический упор 16 (при необходимости) и отцепляют транспортное средство. После чего раму 1 (фиг. 2) переводят в рабочее положение. Для этого снимают тент (при наличии) и технологически борта с верхних концов 10 опор 3 и 4, извлекают из рамы 1 трубы и/или штанги, съемные полозья 11 (при наличии), рабочую площадку 14 со своими опорами 15 (при наличии), бригадный инструмент (трубные ключи, цепные ключи, захваты и т.п.) и съемные лестницы (не показаны). Задние опоры 3 выдвигают (например, винтовой парой, реечной передачей или т.п. - авторы на это не претендуют) вниз по поперечным направляющим 5 (фиг. 1) до упора на грунт. Из полых направляющих 7 телескопических балок 6 (фиг. 2) попарно в противоположные стороны до упора (не показан) выдвигают штоки 8 (например, гидравликой, винтовой парой, реечной передачей или т.п. - авторы на это не претендуют) и фиксируют (вставным штырем, зажимной цангой, подпружиненной пластиной или т.п. - авторы на это не претендуют). Боковые опоры 4 выдвигают (например, винтовой парой, реечной передачей или т.п. - авторы на это не претендуют) вниз по поперечным каналам 9 штоков 8 до упора на грунт. Для увеличения площади контакта с грунтом опоры 3 и 4 снабжаются тарелями 17 (авторы на это не претендуют), обеспечивающими благодаря телескопическим балкам 6 суммарно большую площадь опоры и исключающими проваливание мобильного устройства при использовании даже в неустойчивых грунтах. Жесткое соединение в продольном направлении телескопических балок 6 с опорами 3 и 4, взаимодействующими с грунтом, обеспечивают надежную фиксацию о продольного перемещения устройства для транспортировки 2 и рамы 1 относительно поверхности грунта, в том числе и в продольном направлении. При необходимости на раму устанавливают полозья 11, вставляя стойки 12 в технологические отверстия 13, присоединяют рабочую площадку 14 (для размещения обслуживающего персонала во время спускоподъемных операций) со своими опорами 15. Верхние выступающие концы 10 опор 3 и 4 при необходимости оснащают технологическими бортами по периметру рамы 1. При наличии рабочей площадки 14 ее также оснащают защитными бортами (не показаны) по периметру. Внутрь рамы 1 загружают необходимое количество труб или штанг.

При спуске труб или штанг в скважину они поочерёдно подаются на середину рамы 1 или на полозья 11 откуда подъемным механизмом (стационарным или передвижным - авторы на это не претендуют) захватываются и спускаются в скважину для бурения, ремонта или проведения технологических работ. При подъемных операциях подъемный механизм извлекает из скважины последовательно трубы или штанги и опускает со скольжением на середину рамы 1 или полозья 11, откуда они перемещаются механически или вручную обслуживающим персоналам в стороны на раму 1 и штоки 8.

По завершении мобильное устройство переводится в транспортное (собранное) положение в обратном порядке.

Предлагаемое мобильное устройство для укладки труб или штанг при спускоподъёмных операциях в скважине позволяет расширить функциональные возможности за счет возможности работы на неустойчивых грунтах и транспортировки на скважину и от нее длинномерных грузов за счет обеспечения жесткости в поперечном направлении от рамы в рабочем положении и горизонтальной поверхности на всем протяжении рамы в транспортном положении соответственно, а также снижает влияние человеческого фактора при фиксации от продольного перемещения рамы за счет жёсткой фиксации опорами от продольного перемещения в рабочем положении.

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности и найдет применение для укладки скважинных труб и штанг при спускоподъемных операциях нефтяных и газовых скважин. Мобильное устройство для укладки труб или штанг при спускоподъёмных операциях в скважине включает раму на устройстве для транспортировки с регулируемыми по высоте для опоры на грунт в рабочем - раздвинутом - положении стойками, задние из которых вставлены в поперечные направляющие рамы, а боковые оснащены телескопическими балками, состоящими из полых направляющих, в которые вставлены штоки с поперечными каналами под соответствующие стойки. Телескопические балки для противоположно направленных от рамы стоек изготовлены парными, жёстко соединенными попарно по боковой поверхности полых направляющих, которые поперечно, жестко и симметрично размещены в раме. Штоки выполнены с возможностью выдвижения попарно в противоположные стороны из полых направляющих телескопических балок, а также с возможностью фиксации в рабочем положении относительно полых направляющих. Длина всех стоек выбрана такой, чтобы их верхние концы в рабочем положении возвышались над рамой для исключения падения труб или штанг с рамы. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей устройства за счет обеспечения жесткости в поперечном направлении от рамы в рабочем положении и горизонтальной поверхности на всем протяжении рамы в транспортном положении соответственно, а также в снижении влияния человеческого фактора при фиксации от продольного перемещения рамы за счет жёсткой фиксации опорами от продольного перемещения в рабочем положении. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Мобильное устройство для укладки труб или штанг при спускоподъёмных операциях в скважине, включающее раму на устройстве для транспортировки с регулируемыми по высоте для опоры на грунт в рабочем - раздвинутом - положении стойками, задние из которых вставлены в поперечные направляющие рамы, а боковые оснащены телескопическими балками, состоящими из полых направляющих, в которые вставлены штоки с поперечными каналами под соответствующие стойки, отличающееся тем, что телескопические балки для противоположно направленных от рамы стоек изготовлены парными, жёстко соединенными попарно по боковой поверхности полых направляющих, которые поперечно, жестко и симметрично размещены в раме, штоки выполнены с возможностью выдвижения попарно в противоположные стороны из полых направляющих телескопических балок, а также с возможностью фиксации в рабочем положении относительно полых направляющих, а длина всех стоек выбрана такой, чтобы их верхние концы в рабочем положении возвышались над рамой для исключения падения труб или штанг с рамы.

2. Мобильное устройство для укладки труб или штанг при спускоподъёмных операциях в скважине по п.1, отличающееся тем, что верхние концы стоек выполнены с возможностью взаимодействия с технологическими бортами, увеличивающими площадь контакта с размещенными сверху трубами или штангами.