Поворотный узел устьевого лубрикатора Российский патент 2024 года по МПК E21B23/14 E21B47/00 B66D1/395 

Изобретение относится к устьевому оборудованию скважины и может быть использовано в нефтяной промышленности, а именно при исследовании нефтяных и газовых скважин глубинными приборами со спуском на геофизическом кабеле при исследовании горизонтальных скважин с наклонным устьем.

Известно устройство для спуска кабеля в скважину (патент RU № 2694453, МПК E21B 47/01, E21B 23/14, опубл. 15.07.2019 г., Бюл. № 20). Верхний ролик подвески геофизического кабеля устанавливается в поворотном узле устьевого лубрикатора и находится во внутреннем его пространстве. Введением поворотного узла лубрикатора (как бы складыванием пополам), кроме основного достигнутого эффекта проталкивания кабеля, достигнуты такие положительные моменты как значительное понижение общей высоты лубрикаторной установки, появление возможности установки дополнительных герметизирующих камер и устройств, не увеличивающих высоту лубрикатора, нахождение кабельного герметизатора соответственно и места выхода кабеля и всех, управляющих этим герметизатором, механизмов в непосредственной близости с устьем. А это облегчает обслуживание и сокращает длину гидравлических шлангов высокого давления необходимых для упомянутых механизмов.

Но это устройство приемлемо только для скважин с вертикальным выходом и оно не может работать с геофизическим кабелем.

Известно устройство для спуска геофизического кабеля в скважину под большим давлением (патент RU № 2736743, МПК Е21В 19/08, Е21В 33/072, опубл. 19.11.2020 г., Бюл. № 32), содержащее между приемной камерой лубрикатора и другими его элементами поворотный узел, где установлены малые ролики, заменяющие верхний ролик кабельной подвески. При этом верхний ролик системы подвески геофизического кабеля, помещенный в отдельном корпусе и входящий в состав внутренней полости лубрикатора, выполнен в виде малых роликов, расположенных по внутренней огибающей дугообразного корпуса, диаметром изгиба, соответствующим диаметру верхнего ролика, необходимого для применяемой конструкции «жесткого» геофизического кабеля. Механизм его проталкивания выполнен длинноходовым и расположен в нисходящей ветви лубрикатора в отдельном корпусе. Причем механизм зацепа кабеля и проталкивающего элемента, а также и элемента, тормозящего кабель, во время холостого хода проталкивающего элемента, выполнены работающими в режиме, «щадящем» кабель в оболочке, а именно обжимающими кабель эластичными конусными зажимными элементами, находящимися между жесткими конусными опорами.

Проталкивание происходит в процессе рабочего хода проталкивателя, а на время его холостого (обратного) хода кабель от обратного хода удерживается отдельным зажимным элементом, работающего от своего насоса высокого давления.

Это устройство также приемлемо только для скважин с вертикальным выходом устьевого оборудования. Применение в этом устройстве оборудования с электрическими приводами и датчиками усложняет использование устройства на скважинах, не оборудованных под эксплуатацию электроприводом.

Главный недостаток устройства в том, что его невозможно монтировать на скважинах с наклонным устьем.

Технической задачей является создание поворотного узла устьевого лубрикатора для того, чтобы приемная камера устьевого лубрикатора, установленная на наклонном устье скважины, имела возможность герметичного присоединения с остальными элементами лубрикаторной установки, центральная ось которых не совпадает с осью выхода устья скважины, а наоборот должна быть направлена вниз к земле, и не вертикально.

Техническая задача решается поворотным узлом устьевого лубрикатора, содержащим корпус, систему малых роликов, устанавливаемых по огибающей линии кривизны во внутренней полости этого корпуса и соответствующих применяемому геофизическому кабелю.

Новым является то, что корпус узла выполнен из гнутой трубы высокого давления с соединительными узлами на концах и имеет тройниковый отвод с фланцевой крышкой, во внутренней полости которого установлен дополнительный ролик на уровне соответствующей внешней линии кривизны поворота геофизического кабеля, причем каждый ролик установлен на своём центрирующем элементе на двух подшипниках и оси, при этом центрирующий элемент дополнительного ролика закреплён на крышке фланца, а остальные центрирующие элементы соединены в цепь между концевыми элементами корпуса, а для удержания самого корпуса на необходимом уровне выполнена дополнительная складная стойка с регулируемой высотой, снабжённая силовой винтовой парой с ручным приводом и установленная на санях, которые закреплены к устью скважины при помощи откидной рамы, установленной на санях.

На фиг. 1 показан поворотный узел с присоединенной приёмной камерой лубрикатора, установленной на стойке состоянии.

На фиг. 2 показан фрагмент узла в разрезе.

На фиг. 3 показан концевой элемент корпуса поворотного узла в разрезе.

На фиг. 4 показан отдельный узел ролика в разрезе.

На фиг. 5 показан шарнир стойки в разрезе.

Поворотный узел 1 (фиг. 1) своими соединительными узлами 2 с одного конца присоединяется к наклонно-восходящему концу приёмной камеры 3 устьевого лубрикатора (например, под углом 45 градусов), а другим концом к нисходящей части устьевого устройства (на фиг. 1 не показан).

При этом в корпусе 4 (фиг. 2, 3) предварительно устанавливают ролики 5, собранные в цепь при помощи соединительных звеньев 6 и присоединяемых к соединительным узлам 2 специальными болтами 7, которые в свою очередь уплотняются шайбовыми элементами 8.

Ролик 5 (фиг. 5) на своём центрирующем элементе 9 установлен на оси 10, используя подшипники 11 и установочные шайбы 12 и 13. Центрирующий элемент 9 выполнен с крепёжными элементами 14, расположенными по осевой линии симметрично для сочленения с соединительными звеньями 6.

Дополнительный ролик 15 (фиг. 2) расположен с внешней стороны дуги перегиба кабеля 16 и пространственно находится во внутренней полости тройникового отвода 17 корпуса 4 и закреплен своим центрирующим элементом к крышке фланца 18 тройникового отвода 17 (фиг. 1).

Складывающаяся стойка выполнена из четырёх пар шарнирно соединенных между собой в средних точках штанговых элементов 19 (фиг. 1), концы которых также попарно и шарнирно соединены, образуя рамно-шарнирную конструкцию. При этом шарниры 20 выполнены устойчивыми к осевым и боковым нагрузкам, а его элементы между собой присоединены шаровыми замками 21 (фиг. 5). Соединяя одинарные концы верхних и нижних штанг, а также парные концы средних штанг поперечными элементами 22, получена объёмная рамно-шарнирная конструкция, способная удерживать определённую нагрузку, а в транспортном положении складываться, уменьшая размер по высоте, но сохраняя горизонтальный размер в пределах своего основания, выполненного в виде саней 23 (фиг. 1). На этих санях 23 один поперечный элемент 22, соединяющий концы нижних штанг 19, закреплен к саням 23 неподвижно, а другой поперечный элемент 22 может скользить, сохраняя устойчивое состояние конструкции из-за наличия силовой винтовой парной связи между этими поперечными элементами. Винт 24 снабжён приводной рукояткой 25, а гайка 26 установлена в ячейке, имея некоторую свободу положения, исключающее заклинивания этой винтовой пары под нагрузкой. На другом конце саней 23 на поперечном элементе 27, где винт 24 закрепляется через силовой опорный подшипник (на фиг. 1-5 не показан), шарнирно устанавливается дополнительная рама 28, которая в транспортном положении складывается, а в рабочем состоянии прикрепляет стойку к устью скважины. На этой же раме 28 выполнен элемент 29, удерживающий приёмную камеру 3 устьевого лубрикатора на весу до его присоединения к элементам лубрикатора, установленным на устье скважины заранее.

Поворотный узел устьевого лубрикатора работает следующим образом.

В процессе монтажа устьевого лубрикатора, когда оборудование расставлено и лежит на подставках вдоль пути движения геофизического кабеля, через соответствующие узлы и каналы пропускают кабель с заделанным его наконечником, в том числе и через корпус 4 поворотного узла лубрикатора, а затем к кабельному наконечнику присоединяют геофизический прибор и тестируют на работоспособность подключение.

В дальнейшем прибор вставляют в трубу приёмной камеры 3 лубрикатора и последнюю присоединяют к поворотному узлу 1, затягивают все быстроразъемные соединения (БРС) устьевого лубрикатора. Остаются не присоединёнными только две концевые БРС. Эту сборку приподнимают краном и держат в рабочем положении на штатном месте, под сборкой устьевого оборудования устанавливают и приводят в рабочее положение стойку. После этого присоединяют концевые БРС на соответствующие места на устьевом оборудовании и на устье скважины. Стойку поворотного узла прикрепляют к устью скважины и, перенося вес устьевого оборудования лубрикатора на стойку и опорные элементы, освобождают кран. Монтируют и тестируют трубы и шланги гидролиний. На этом подготовительный этап работ завершают и начинают исследование скважины.

Поворотный узел входит в состав устьевого оборудования, дающего возможность проводить геофизические исследования горизонтальных скважин с наклонным устьем, применяя геофизический кабель, только собственными силами, исключая дорогостоящие технологии.

Изобретение относится к поворотному узлу устьевого лубрикатора. Техническим результатом является создание поворотного узла устьевого лубрикатора с возможностью проводить геофизические исследования горизонтальных скважин с наклонным устьем, применяя геофизический кабель. Поворотный узел содержит корпус. Также содержит систему малых роликов, установленных по огибающей линии кривизны во внутренней полости этого корпуса и соответствующих применяемому геофизическому кабелю. Корпус узла выполнен из гнутой трубы высокого давления и имеет тройниковый отвод с фланцевой крышкой. Во внутренней полости тройникового отвода установлен дополнительный ролик на уровне соответствующей внешней линии кривизны поворота геофизического кабеля. Каждый ролик установлен на своём центрирующем элементе на двух подшипниках и оси. Центрирующий элемент дополнительного ролика закреплён на крышке фланца. Остальные центрирующие элементы соединены в цепь между концевыми элементами корпуса. Для удержания самого корпуса на необходимом уровне выполнена дополнительная складная стойка с регулируемой высотой, снабжённая силовой винтовой парой с ручным приводом и установленная на санях. Сани закреплены к устью скважины, используя установленную на санях откидную раму. 5 ил.

Поворотный узел устьевого лубрикатора, содержащий корпус, систему малых роликов, устанавливаемых по огибающей линии кривизны во внутренней полости этого корпуса и соответствующих применяемому геофизическому кабелю, отличающийся тем, что корпус узла выполнен из гнутой трубы высокого давления и имеет тройниковый отвод с фланцевой крышкой, во внутренней полости которого установлен дополнительный ролик на уровне соответствующей внешней линии кривизны поворота геофизического кабеля, причем каждый ролик установлен на своём центрирующем элементе на двух подшипниках и оси, при этом центрирующий элемент дополнительного ролика закреплён на крышке фланца, а остальные центрирующие элементы соединены в цепь между концевыми элементами корпуса, а для удержания самого корпуса на необходимом уровне выполнена дополнительная складная стойка с регулируемой высотой, снабжённая силовой винтовой парой с ручным приводом и установленная на санях, которые в свою очередь закреплены к устью скважины, используя установленную на санях откидную раму.