ПРОТИВОПОЛЕТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ПАДЕНИЯ НАГРЕВАТЕЛЯ СКВАЖИННОГО РЕЗИСТИВНОГО С ОКОНЦОВОЧНОЙ МУФТОЙ Российский патент 2024 года по МПК E21B23/02 E21B40/00 E21B31/00 

Противополётное устройство относится к устройствам, используемым в нефтегазовой промышленности и предназначено для защиты от пролёта через кольцо Рудака, в случае обрыва и падения внутрь НКТ нагревателя скважинного резистивного с оконцовочной муфтой и/или нагревательного грузонесущего кабеля с наконечником.

Известно «Противополётное устройство для предотвращения падения скважинного оборудования на забой скважины». См. патент РФ № 2175048 от 13. 01. 2000 г. Бюл. № 29) содержащее верхний и нижний переводники, ствол с установленным в его верхней части опорным кольцом, расположенные на стволе с возможностью взаимодействия амортизирующий узел с конусом и заякоривающий механизм, при этом на стволе ниже конуса выполнены симметричные фигурные пазы, имеющие короткий и длинный участки, соединенные между собой переходным участком с углом наклона 45°, причем длинный участок выполнен от нижней части конуса до нижнего переводника, длина короткого участка равна удвоенной длине минимального подрыва инструмента при спускоподъемных операциях, а расстояние от нижней части конуса до верхней части короткого участка фигурного паза равно высоте заякоривающего механизма, кроме того, в фигурном пазу при входе переходного участка в длинный установлено замковое устройство одностороннего действия, а в сквозном отверстии, выполненном в конусе и стволе, установлен срезной штифт, при этом заякоривающий механизм состоит из корпуса, расположенного на стволе с возможностью осевого перемещения, установленных равномерно по окружности корпуса и подпружиненных относительно него захватов двойного действия, в нижней части выполненных в виде заходного кулачка и в верхней имеющей зубья, кольца, установленного на корпусе, опоясывающего захваты и являющегося осью, относительно которой качаются захваты, обоймы, расположенной в нижней части корпуса с возможностью радиального вращения относительно него и жестко связанной с ним в осевом направлении, причем на внутренней поверхности обоймы выполнены канавка прямоугольного профиля и над ней выемка, а на наружной поверхности корпуса в виде секторов выполнены буртики прямоугольного профиля, во внутренней части обоймы жестко по посадке с натягом перпендикулярно оси устройства установлены диаметрально противоположные направляющие штифты.

К недостаткам известного противополётного устройства можно отнести сложность его конструкции и ограниченный спектр его использования, в частности невозможности его использования в работе, например, при падении нагревателя скважинного резистивного с оконцовочной муфтой и/или нагревательного грузонесущего кабеля типа с наконечником, скребка или другого оборудования.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является устройство для предотвращения падения внутрискважинного оборудования в боковой ствол скважины, включающее муфту, при этом муфта установлена на колонне насосно-компрессорных труб и выполнена с четырьмя ребрами, наружный диаметр которых меньше внутреннего диаметра эксплуатационной колонны, но больше наружного диаметра подвески дополнительной колонны, установленной в боковом стволе скважины. В случае обрыва насосно-компрессорных труб выше устройства и падения внутрискажинного оборудования, устройство останавливается на воронке дополнительной колонны и удерживает аварийное оборудование, предотвращая его дальнейшее падение в боковой ствол скважины. Ребра устройства воспринимают всю нагрузку от веса спущенного внутрискважинного оборудования. Дальнейшие работы по извлечению аварийного оборудования значительно упрощаются.

К недостаткам известного устройства можно отнести наличие в центре воронки проходного отверстия по диаметру близкому к внутреннему диаметру трубы, пропускающего падающее оборудование в основной и боковой стволы скважины.

Известно кольцо Рудака, (https://naberezhnie-chelni.promportal.su/goods/22988253/kolco-protivopoletnoe-kolco-rudaka.htm).  Кольцо Рудака является нефтепромысловым оборудованием и предназначено для обеспечения защиты глубинно - насосного оборудования нефтяных добывающих скважин от падения (полета) скребковых приборов, применяемых для депарафинизации колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) от парафиновых отложений в процессе проведения спусковых и подъемных операций на проволоке или кабеле. Кольцо выполнено в виде цилиндрической удерживающей втулки с наружным бортиком, с соосным внутренним отверстием и с дренажными вертикальными отверстиями в теле цилиндрической части кольца, выполненными равноудалёнными от его наружной и внутренней поверхностей.

К недостаткам известного кольца можно отнести ограниченные технологические возможности, связанные с возможностью пролёта падающего нагревателя скважинного резистивного через центральное проходное отверстие большого диаметра на глубинные насосы.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение технологических возможностей устройства, связанных с предотвращением пролёта нагревателя скважинного резистивного через отверстие кольца Рудака на глубинные насосы и создание простой конструкции противополетного устройства, позволяющей сохранить работоспособность колонны НКТ в случае падения нагревателя скважинного резистивного.

Для достижения указанного технического результата предлагается противополетное устройство, включающее корпус, состоящий из основания и зажимной гайки, при этом в основании выполнено глухое отверстие для установки и крепления в нём оконцовочной муфты нагревателя скважинного резистивного, а наружная поверхность основания содержит резьбу, при этом на наружной поверхности корпуса выполнены продольные впадины.

В частности, противополетное устройство включает корпус, состоящий из основания и зажимной гайки, при этом в основании выполнено глухое отверстие для установки и крепления в нём оконцовочной муфты нагревателя скважинного резистивного, наружная поверхность основания содержит резьбу, а на наружной поверхности корпуса выполнены продольные впадины. При этом, наружный диаметр основания выполнен большим или по существу равным внутреннему диаметру отверстия в противополетном кольце Рудака, а отверстие в основании имеет диаметр, обеспечивающий соединение основания и оконцовочной муфты нагревателя скважинного резистивного с гарантированным натягом, при котором значения пары диаметров отверстия основания и упомянутой оконцовочной муфты соответствуют посадкам с натягом.

Основание устройства выполнено в виде цанги обтекаемой формы с лепестками и имеет резьбу в верхней части на наружной поверхности для накручивания зажимной гайки.

Основание и зажимная гайка имеют конусность, что обеспечивает жесткую фиксацию устройства на оконцовочной муфте нагревателя скважинного резистивного при накручивании гайки на основание.

Продольные впадины на поверхности корпуса предназначены для улучшения дренажа в колонне НКТ в случае падения нагревателя скважинного резистивного в отверстие противополетного кольца Рудака. Продольные впадины корпуса выполнены обтекаемой формы с овальным сечением.

Продольные впадины выполнены как на наружной поверхности основания, так и на наружной поверхности гайки, при накручивании гайки на основание границы продольных впадин основания и гайки совмещаются, образуя единый канал, имеющий сечение овальной формы.

В случае падения нагревателя скважинного резистивного в отверстие противополетного кольца Рудака происходит перекрытие проходного отверстия кольца, при этом остаются открытыми вершины продольных впадин в упомянутом кольце, а продольные впадины в корпусе заявляемого устройства обеспечивают дополнительное пространство для дренажа, что позволяет обеспечить работоспособность колонны НКТ даже в случае падения нагревателя скважинного резистивного в отверстие противополетного кольца Рудака.

Устройство может быть выполнено из (Сталь 40, Сталь 40Х, Сталь 40Х13) методом (токарно – фрезерным).

На фигуре 1 схематично показан вид сверху заявляемого устройства, размещенного в кольце Рудака, на фигуре 2 схематично показан продольный разрез заявляемого устройства, размещенного в кольце Рудака, где:

1- корпус;

2- основание;

3- зажимная гайка;

4- отверстие в основании;

5- продольные впадины на поверхности корпуса;

6- противополетное кольцо Рудака;

7- лепестки.

Частный случай реализации заявленного устройства.

Противополетное устройство включает корпус 1, состоящий из основания 2 и зажимной гайки 3, при этом в основании выполнено глухое отверстие 4 для установки и крепления в нём оконцовочной муфты нагревателя скважинного резистивного (на фигурах не показана), наружная поверхность основания 2 содержит резьбу, а на наружной поверхности корпуса 1 выполнены продольные впадины 5. При этом, наружный диаметр основания 2 выполнен большим или по существу равным минимальному диаметру отверстия в противополетном кольце Рудака 6, а отверстие 4 в основании 2 имеет диаметр, обеспечивающий соединение основания 2 и оконцовочной муфты нагревателя скважинного резистивного (на фигурах не показана) с гарантированным натягом, при котором значения пары диаметров отверстия основания и упомянутой оконцовочной муфты соответствуют посадкам с натягом.

Основание 2 устройства выполнено в виде цанги с лепестками 7 обтекаемой формы и имеет резьбу в верхней части на наружной поверхности для накручивания зажимной гайки 3.

Основание 2 и зажимная гайка 3 имеют конусность, что обеспечивает жесткую фиксацию устройства на оконцовочной муфте нагревателя скважинного резистивного при накручивании гайки на основание.

Предлагаемое противополётное устройство работает следующим образом:

Наиболее простым, технологичным и экономически оправданным способом профилактики образования асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО) является управляемый прогрев скважин и добываемого флюида.

Для предотвращения пролёта оборудования первоначально, на торец нижней трубы колонны НКТ, при сборке и опускании труб, устанавливают противополетное кольцо Рудака до контакта бортика кольца с торцом трубы.

На конец оконцовочной муфты нагревателя скважинного резистивного устанавливают заявляемое противополетное устройство путем размещения конца оконцовочной муфты в отверстиях основания и зажимной гайки, при этом основание и поверхность оконцовочной муфты образуют соединение с гарантированным натягом, и закручивают зажимную гайку на основании, таким образом жестко фиксируя противополетное устройство на оконцовочной муфте нагревателя скважинного резистивного.

В случае падения нагревателя скважинного резистивного, он, попадая в отверстие противополетного кольца Рудака, фиксируется в нем благодаря противополетному устройству, закрепленному на оконцовочной муфте упомянутого нагревателя, при этом вершины вертикально выполненных в противополетном кольце впадин остаются открытыми и выполняют функцию дренажных отверстий, пропуская прокачиваемый продукт, а продольные впадины на поверхности корпуса заявляемого противополетного устройства усиливают дренаж, повышая объем прокачиваемой жидкости, тем самым сохраняя работоспособность колонны НКТ даже в случае падения нагревателя скважинного резистивного.

Изобретение относится к противополетному устройству для предотвращения падения нагревателя скважинного резистивного с оконцовочной муфтой. Техническим результатом является повышение технологических возможностей устройства, связанных с предотвращением пролета нагревателя скважинного резистивного через отверстие кольца Рудака на глубинные насосы, и создание простой конструкции противополетного устройства, позволяющей сохранить работоспособность колонны НКТ в случае падения нагревателя скважинного резистивного. Устройство включает корпус, состоящий из основания, выполненного в виде цанги с лепестками, и зажимной гайки, имеющих конусность с возможностью фиксации противополетного устройства на оконцовочной муфте при накручивании зажимной гайки на основание. В основании выполнено глухое отверстие для установки и крепления в нем оконцовочной муфты нагревателя скважинного резистивного. Глухое отверстие в основании имеет диаметр, обеспечивающий соединение основания и оконцовочной муфты нагревателя скважинного резистивного с гарантированным натягом, при котором значения пары диаметров глухого отверстия основания и упомянутой оконцовочной муфты соответствуют посадкам с натягом. Наружная поверхность основания содержит резьбу. На наружной поверхности корпуса выполнены продольные впадины. В случае падения в скважине нагревателя скважинного резистивного противополетное устройство выполнено с возможностью фиксации в противополетном кольце Рудака. Наружный диаметр основания выполнен большим или равным внутреннему диаметру отверстия в противополетном кольце Рудака, установленном в скважине ниже противополетного устройства. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Противополетное устройство для предотвращения падения нагревателя скважинного резистивного с оконцовочной муфтой, включающее корпус, состоящий из основания, выполненного в виде цанги с лепестками, и зажимной гайки, имеющих конусность с возможностью фиксации противополетного устройства на оконцовочной муфте при накручивании зажимной гайки на основание, при этом в основании выполнено глухое отверстие для установки и крепления в нем оконцовочной муфты нагревателя скважинного резистивного, при этом глухое отверстие в основании имеет диаметр, обеспечивающий соединение основания и оконцовочной муфты нагревателя скважинного резистивного с гарантированным натягом, при котором значения пары диаметров глухого отверстия основания и упомянутой оконцовочной муфты соответствуют посадкам с натягом, наружная поверхность основания содержит резьбу, при этом на наружной поверхности корпуса выполнены продольные впадины, при этом в случае падения в скважине нагревателя скважинного резистивного противополетное устройство выполнено с возможностью фиксации в противополетном кольце Рудака, при этом наружный диаметр основания выполнен большим или равным внутреннему диаметру отверстия в противополетном кольце Рудака, установленном в скважине ниже противополетного устройства.

2. Противополетное устройство по п.1, отличающееся тем, что продольные впадины выполнены обтекаемой формы с овальным сечением.