УСТРОЙСТВО ДЛЯ СПУСКО-ПОДЪЕМА ТРУБ В ПОДВОДНОЙ СКВАЖИНЕ Советский патент 1995 года по МПК E21B19/00 

Изобретение относится к области бурения и эксплуатации скважин на море и может быть использовано при проведении спуско-подъемных операций в подводных скважинах под давлением.

Известно устройство для спуско-подъема труб в скважине, содержащее превенторную установку и механизм принудительного спуска труб в скважину.

Данное устройство нельзя применить в скважинах на море при значительной глубине моря из-за сильного изгиба спускаемых труб в водоотделяющей колонне.

Известно устройство для спуско-подъема труб в подводной скважине, содержащее плавсредство с вышкой, водоотделяющую колонну в виде подвижной части, соединенной с плавсредством, и неподвижной части, соединенной с угловым компенсатором, установленным на превенторной установке.

Данное устройство позволяет производить спуско-подъемные операции только при отсутствии давления в скважине.

Известно устройство для спуско-подъема труб в скважине, содержащее превенторную установку и механизм принудительного спуска труб в скважину.

Данное устройство также нельзя применить в скважинах на море при значительной глубине моря из-за изгиба спускаемых труб в водоотделяющей колонне.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство для спуско-подъема труб в подводной скважине, содержащее плавсредство с вышкой, водоотделяющую колонну в виде подвижной части, соединенной с плавсредством, и неподвижной части, соединенной с угловым компенсатором, установленным на превенторной установке, механизм принудительного спуска труб в подводную скважину, узел предотвращения потери устойчивости спускаемых труб, выполненный в виде дополнительной колонны с фиксатором ее положения, опущенной в водоотделяющую колонну.

Так как данное устройство жестко закреплено на превенторной установке и не имеет углового компенсатора, то его нельзя применять при помощи боковой качки или бокового течения. Однако в условиях моря есть всегда хоть малая, но качка.

При необходимости отсоединения бурового судна вся нефть, находящаяся в дополнительной колонне, выливается в море.

В этом устройстве верхний превентор используют для герметизации нижнего конца дополнительной колонны и он не может быть использован как превентор в случае отказа других превенторов, входящих в превенторную установку. Это снижает надежность работы устройства.

Целью изобретения является расширение диапазона работы в условиях моря и повышения надежности работы превенторной установки.

Цель достигается тем, что в известном устройстве для спуско-подъема труб в подводной скважине, содержащем плавсредство с вышкой, водоотделяющую колонну в виде подвижной части, соединенной с плавсредством, и неподвижной части, соединенной с угловым компенсатором, установленным на превенторной установке, механизм принудительного спуска труб в подводную скважину, узел предотвращения потери устойчивости спускаемых труб, выполненный в виде дополнительной колонны с фиксатором ее положения, опущенной в водоотделяющую колонну, дополнительная колонна имеет упорную муфту и центраторы, установленные на ее наружной поверхности, нижний конец дополнительной колонны установлен в угловом компенсаторе, а фиксатор ее положения выполнен в виде сегментных пальцев, связанных гидроприводом и установленных в водоотделяющей колонне с возможностью взаимодействия с кольцевыми проточками, выполненными на упорной муфте, и размещен на высоте расположения неподвижной части водоотделяющей колонны, при этом в последней выполнен опорный кольцевой уступ под упорную муфту дополнительной колонны.

На фиг. 1 показан общий вид предлагаемого устройства; на фиг.2 - узел фиксации дополнительной колонны.

Описываемое устройство содержит плавсредство 1 с вышкой 2, водоотделяющую колонну 3 в виде подвижной части, соединенной с плавсредством 1, и неподвижной части, соединенной с угловым компенсатором 4, установленным на превенторной установке 5. В состав превенторной установки 5 входят два универсальных превентора 6, три плашечных превентора 7 и превентор 8 с глухими плашками. На вышке 2 подвешен компенсатор 9 вертикальных колебаний с подвеской 10, на которой установлен механизм 11 принудительного спуска труб 12 в виде неподвижного 13 и подвижного 14 узлов с захватами 15, 16. На захвате 15 неподвижного узла 13 установлен герметизатор 17 затрубного пространства. Для предотвращения потери устойчивости спускаемых труб 12 устройство имеет узел предотвращения потери устойчивости, выполненный в виде дополнительной колонны 18, опущенной в водоотделяющую колонну 3 и зафиксированной в ней с помощью специального фиксатора 19. Нижний конец дополнительной колонны 16 установлен в угловом компенсаторе.

Фиксатор 19 выполнен в виде сегментных пальцев 20 с гидроприводом (на чертеже гидропривод не показан), входящих в кольцевую проточку упорной муфты 21, опирающейся на упорный кольцевой уступ 22 в водоотделяющей колонне 3. Дополнительная колонна 18 снабжена центраторами 23, установленными на ее наружной поверхности. Фиксатор 19 дополнительной колонны 18 размещен на высоте расположения неподвижной части водоотделяющей колонны 3. Так как дополнительная колонна 18 жестко соединена с водоотделяющей колонной 3, имеющей компенсаторы боковой и вертикальной качки, то это обеспечивает ей компенсацию боковой и вертикальной качки. Наличие компенсатора 9 дополнительно повышает эту систему компенсации всех видов качки, образующейся при неблагоприятной погоде. Глухие плашки превентора 8, воспринимающие давление аварийной скважины, находятся в закрытом состоянии. В состав оборудования входят лебедка для подачи труб 12 (на чертежах не показана) и площадка для обслуживания.

Устройство работает следующим образом.

Включают компенсатор 9 вертикальных перемещений и фиксатор 19 упирается в водоотделяющую колонну 3. В результате дополнительная колонна 18 получает растягивающие напряжения, предотвращающие ее изгиб. Лебедкой, установленной на площадке обслуживания, подают первую трубу, оборудованную обратным клапаном, и пропускают ее через захваты 15, 16 и подают давление в штоковые полости корпусов гидроцилиндров. Штоки гидроцилиндров, опускаясь, увлекают с собой подвижную траверсу узла 14, а установленный на ней захват 16 заставляет опускаемую трубу 12 переместиться вниз. После совершения полного хода гидроцилиндрами они реверсируются, захват 15 в этот момент удерживает спускаемую трубу 12, захват 16 открывается, а подвижная траверса поднимается вверх. После этого цикл повторяется. Когда опускаемая труба 12 подана вниз на большую часть своей длины, с помощью лебедки подается следующая труба 12 и свинчивается с предыдущей. Таким образом спускается вся колонна труб 12. Когда нижний конец колонны спускаемых труб 12 достигнет превентора 8, закрывают плашки верхнего превентора 7 и открывают глухие плашки превентора 8. С того момента, как открывались глухие плашки превентора 8, на нижний торец колонны спускаемых труб 12 начинает действовать выталкивающая сила, обусловленная устьевым давлением аварийной скважины. Эта сила преодолевается усилием гидроцилиндров механизма 11 принудительного спуска труб 12. В результате спускаемая колонна труб 12 испытывает сжимающие нагрузки, под действием которых она может потерять устойчивость. Однако этому препятствует предварительно напряженная дополнительная колонна 18, внутри которой находится с небольшим радиальным зазором колонна труб 12. Спуск колонны труб 12 через превенторную установку 5 производят методом перехвата. После спуска колонны труб 12 на заданную глубину, скважину глушат, а колонну труб 12 извлекают. При этом процесс подъема идет в обратном порядке описанному.

В процессе работы устройством ротор 24 используется в качестве временной опоры. Наличие водоотделяющей колонны 3 предотвращает попадание морской воды во внутреннюю полости универсальных превенторов 6 и верхних плашечных превенторов 7 и дополнительную колонну 18.

Применение данного устройства расширяет возможности исполнителей вести аварийные работы при неблагоприятных погодных условиях и повышает надежность работы превенторной установки, так как могут быть задействованы в случае необходимости все превенторы превенторной установки.

Использование: может быть использовано для принудительного спуска труб под давлением в морских скважинах. Сущность изобретения: устройство включает в себя плавсредство, которое жестко соединено с дополнительной колонной, на верхнем конце которой закреплен механизм принудительного спуска труб, а на наружной поверхности - центраторы. Нижний конец дополнительной колонны установлен выше фланцевого соединения стыковочного узла, а фиксатор ее положения размещен на высоте расположения неподвижной части водоотделяющей колонны. Фиксатор выполнен в виде сегментных пальцев, связанных с гидроприводом. Пальцы входят в кольцевые проточки на упорной муфте, которой снабжена дополнительная колонна. В водоотделительной колонне выполнен опорный кольцевой уступ под упорную муфту. Использование устройства повышает надежность работы превенторной установки и расширяет диапазон работы. 2 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СПУСКО-ПОДЪЕМА ТРУБ В ПОДВОДНОЙ СКВАЖИНЕ, содержащее плавсредство с вышкой, водоотделяющую колонну в виде подвижной части, соединенной с плавсредством, и неподвижной части, соединенной с угловым компенсатором, установленным на превенторной установке, механизм принудительного спуска труб в подводную скважину, узел предотвращения потери устойчивости спускаемых труб, выполненный в виде дополнительной колонны, с фиксатором ее положения, опущенной в водоотделяющую колонну, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона работы в условиях моря и повышения надежности работы превенторной установки, дополнительная колонна имеет упорную муфту и центраторы, установленные на ее наружной поверхности, нижний конец дополнительной колонны установлен в угловом компенсаторе, а фиксатор ее положения выполнен в виде сегментных пальцев, связанных с гидроприводом и установленных в водоотделяющей колонне с возможностью взаимодействия с кольцевыми проточками, выполненными на упорной муфте, и размещен на высоте расположения неподвижной части водоотделяющей колонны, при этом в последней выполнен опорный кольцевой уступ под упорную муфту дополнительной колонны.