Устройство для герметизации и ввода гибкого элемента в скважину,находящуюся под давлением Советский патент 1984 года по МПК E21B33/03 

оо

:О

ю

со

00

Изобретение относится к нефтедобывающей промьшшенности, а именно к устройствам для герметизации и ввода гибкого элемента в скважину и может быть использовано при Спуске в фонтанирующую скважину приборов или инструментов, подвешенных на проволоке, тросе, кабеле.

Известно устройство для герметизации и ввода гибкого элемента в скважину, находящуюся под давлением, с механизмом принудительной протяжки гибкого элем нта, состоящим из кинематически Связанных роликовшестере« и ручного привода 1.

Недостатками этого устройства являются большая трудоемкость ручной протяжки гибкого элемента, а главное - отсутствие надежного сцепления роликов-шестерен с поверхностью гибкого элемента из-за смачивания ее скважинной жидкостью.

Известно также устройство для герметизации и ввода,гибкого элемента в скважину, находящуюся под давлением, вк оочающее полый цилиндрический корпус, в котором установлен гидравлический уплотнительный элемент, приводной поршень, связанный с телескопически установленньм относительно корпуса подвижным штоком, внутри которого установлен гидравлический уплонительный элемент t23.

Уплотнительньй элемент при высоком давлении в скважине не сможет одновременно выполнять две функции захватывать с одновременной герметизацией гибкий элемент, поскольку последний, смоченный скважинной жидкостью, проскальзьгоает в уплотнительном элементе и быстро изнашивается.

Цель изобретения - повышение долговечности уплотнительного элемента за счет устранения проскальзывания гибкого элемента и исключения аварийного выброса гибкого элемента из скважины.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для герметизации ввода гибкого элемента в скважину, находящуюся под давлением, включающее полый цилиндрический корпус, в котором установлены гидравлический уплотнительный элемент, приводной поршень, связанный с телескопически установленным относительно корпуса подвижным штоком, внутри которого установлен гидравлический уплотнительный элемент, снабжено установленными под каждым уплотнительным элементом верхним и нижним захватами с приводами, причем привод верхних захватов и гидравлические камеры уплотнительных элементов связаны с одним источником гидравлического давления, а приводы нижних захватов связаны с индивидуальным источником гидравлического давления и выполнены в виде дифференциальных поршней, полости под нижними торцами которых связаны со скважинным пространством.

На фиг. 1 показано устройство, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - узел I на фиг. 1.

Устройство для герметизации и ввода гибкого элемента в скважину состоит из полого корпуса 1, внутри которого помещен поршень 2, жестко связанный с полым штоком 3, в верхней части 4 которого установлен гидравлический уплотнительный элемент Средняя часть 5 связана жестко с нижней частью 6 корпуса, которая в свою очередь связана с разделительной газовой камерой 7, в которой установлен сальник 8. Для обеспечения возвратно-поступательного движения полого штока 2 предусмотрен двухпозиционный кран 9, имеющий питательную напорную линию 10, выход в атмосферу 1 линию 12, связывающую кран 9 с верхней камерой -13, и линию 14, связывающую кран 9 с нижней камерой 15. Трехпозиционный кран 16 имеет питательную напорную линию 17, выход в атмосферу -18, линию 19 с гибким высоконапорным шлангом 20, связывающую через канал 21 кран 16 с камерой 22 эластичного гидравлического уплотнительного элемента 23 и с кольцевой камерой 24 верхнего захвата гибкого элемента и линию 25, связывающую через канал 26 кран 16 с камерой 27 эластичного уплотнительного элемента 28 и с кольцевой камерой 29 верхнего захвата гибкого элемента. Верхние захваты гибкого элемента имеют приводы, выполненные в виде трех поршней 30 (31), которые связаны с обжимньми плашками 32 (33).

Для обеспечения функционирования нижних захватов гибкого элемента пре дусмотрен трехпозиционный кран 34, имеющий питательную напорную линию

35, вьпсод в атмосферу 36, линию 37 с гибким высоконапорным шлангом 38, связывающую напорную камеру 39 дифференциального поршня АО с краном 34 и линию 41, связывающую, кран 34 с напорной камере. 42 дифференциального поршня 43. При этом дифференциальные поршни 40 и 43 имеют каналы 44 и 45 для связи с атмосферой, а на верхних концах этих поршней расположены непосредственно захваты, выполненные в виде трех конических сегментов 46 (47), имеющих на внутренних поверхностях насечку, соответствующую по форме и направлению профилю и направлению проволочек навивки, подпружиненных изнутри разрезным упругим кольцом 48 (49).

Для предотвращения попадания скважинной жидкости на поверхность контакта рабочих узлов устройства с гибким элементом в процессе спуска гибкого элемента 50 в скважину, к разделительной газовой камере 7 и к сальнику 8 подведены соответственно высоконапорная газовая питательная линия 51 и питательная линия 52 для гидрообжима сальника 8.

Устройство работает следующш образом.

Гибкий элемент 50 сматывается с лебедки, пропускается через устройство и присоединяется к опускаемому в скважину прибору или инструменту. Последний опускается затем в камеру лубрикатора, установленную над аварийным плашечным превентором (условно не показаны). При этом коренная задвижка (условно не показана), установленная под превен тором, закрыта. Затем устройство закрепляется на камере лубрикатора, обвязывается пневмогидролиниями.

После проверки-и, опрессовки всех соединений, в линиях 10, 17, 52 и 51 последовательно создаются давления жидкости и газа, в результате чего эластичные уплотни- ельные элементы 2 и 28 и сальник 8 плотно обжимают гибкий элемент 50. Одновременно плашки 32 и 33 поршней 30 и 31 захватывают гибкий элемент 50, а давление газа, поступавшего из линии 51, действует на дифференциальный поршень 43, перемещая его вверх и прижимая конические сегменты 47 к гиб кому элементу 50. При этом поршень 2 полого штока 3 зафиксирован в крайнем нижнем положении. Давление газа в разделительной газовой камере 7 не ниже давления в скважине, а давление в гидролинии 52 снижено настолько, чтобы сальник 8 только слегка касался гибкого элемента 50 и не препятствовал его осевым перемещениям, а служил бы только препятствием для попадания скважинной жидкости в полости устройства, расположенные выше сальника 8.

После этого открывают коренную задвижку для обеспечения свободного спуска гибкого элемента 50 и с прибором в скважину. Краном 16 сбрасывается давление в линии 19, при этом эластичный уплотнительный элемент 23 и плашки 32 поршней 30 освобождают гибкий элемент 50.

: Затем с помощью крана 9 в камере 15 создается давление, за счет чего полый шток 3 перемещается в крайнее верхнее положение. После этого с помощью крана 16 в линии 19 вновь создается давление, которое обеспечивает зажим гибкого элемента 50 эластичным уплотнительным элементом 23 и плашками 32 поршней 30, а из

.линии 25 давление сбрасывается, при этом эластичный уплотнительный элемент 28 и плашки 33 поршней 31 разжимаются, освобождая гибкий элемент 50, и обеспечивают проход газа под давлением из линии 51 к дифференциальному поршню 40, перемещая его вверх и прижимая конические сегменты 46 к гибкому элементу 50. Одновременно с помощью крана 34 давление гидролинии 35 поступает в камеру 42, за счет чего дифференциальный поршень 43 удерживается в крайнем нижнем положении, а конические сегменты 47 отжаты от гибкого элемента 50 разрезным упругим кольцом 49. Затем с помощью крана 9 в камере 13 создается давление, за счет чего полый шток 3 вместе с подвижным гидропревентором и с зажатым в нем гибким 3J eMeHTOM 50 перемещается в крайнее нижнее положение.

Таким образом, за один цикл (ход полого штока 3 вверх - вниз) происходит спуск гибкого элемента 50 в скважину, находящуюся под избыточным давлением, на величину, равную длине хода полого штока 3.

Манипулируя кранами 9, 16 и 34 в указанной последовательности, осуществляется спуск гибкого элемента в скважину с избыточным давлением на необходимую глубину.

Устройство позволит опускать в скважину под высоким давлением гибкий элемент с надежным его перехватом в гидропревенторах, устраняя трение в традиционном сальнике и исключая тяжелый ручной труд.

Фиксирование гибкого элемента дв мя видами захватов происходит одновременно или раздельно в зависимост от конкретных условий спуска или подъема первого в скважину. И хотя оба вида захватов предназначены для фиксирования гибкого элемента, второй (нижний) захват начинает выполнять эту функцию только в критической (аварийной) ситуации, когда выталкивающие усилия скважинного давления превосходят силы сопротивления, вызванные обжимом гибкого элемента первым (верхним) захватом и гибкий элемент начинает здесь проскальзывать. В этот момент включается в работу второй (нижний) захват, т.е. при движении гибкого элемента вверх, он увлекает конические сегменты этого захвата и происходит его заклинивание.

Экономический эффект возникает . от повышения долговечности работы уплотнительных элементов устройства

дзз

«6,47

ф(/&3

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕРМЕТИЗАЦИИ И ВВОДА ГИБКОГО ЭЛЕМЕНТА В СКВАЖИНУ, НАХОДЯЩУЮСЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМ, включающее полый цилиндрический корпус, в котором установлены гидравлический уплотнительный элемент, приводной поршень, связанный с телескопически установленным относительно корпуса подвижным штоком, внутри которого установлен гидравлический уплотнительный элемент, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения долговечности уплотнительного элемента за счет устранения проскальзывания гибкого элемента и исключения аварийного выброса гибкого элемента из скважины, оно снабжено установленными под каждым уплотнительным элементом верхним и нижним захватами с приводами, причем привод верхних захватов и гидравлические камеры уплотнительных элементов связаны с одним источником гидравлического давления, а приводы нижних захватов связаны с инди(Л видуальным источником гидравлического давления и выполнены в виде дифференциальных поршней, полости под нижними торцами которых связаны со скважинным пространством.

вЛТ.