Устройство для спуска и подъема скважинных приборов Советский патент 1993 года по МПК E21B47/00 

Изобретение относится к технике добычи нефти и газа, в частности, к процессам обслуживания нефтяных и газовых скважин, находящихся под давлением, приборами и инструментами, опускаемыми на геофизическом кабеле.

Целью изобретения является повышение эксплуатационных характеристик за смет автоматического открытия ловушки перед спуском кабеля.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для спуска и подъема скважин- ных приборов, содержащем основание, на котором установлен спуско-подъемный механизм с приводом, геофизическим кабелем, тормозом, шарнирно связанным с подпружиненным в сторону затормажива- ния штоком гидроцилиндра, смонтированный на устье скважины лубрикатор, содержащий ловушку с приводом, выполненным в виде гидроцилиндра, и гидросистему, содержащую соединенные двумя гидромагистралями гидронасос и гидромотор привода спуско-подьемного механизма, параллельно которым установлен гидрораспределитель управления гидроцилиндром тормоза, гидроцилиндр ловушки выполнен с подпружиненным в сторону ее закрытия поршнем и установлен в гидролинии, соединяющей череЗ Отверстия в корпусе гидроцилиндра гидромагйстраль, являющуюся напорной при спуске кабеля, и гидрораспределитель управления гидроцилиндром тормоза, причем отверстие в корпусе со стороны гидромагистрали расположено под поршнем с о братной стороны пружины, а отверстие со стороны гидрораспределителя при закрытом положении ловушки перекрыто поршнем, при этом жесткость пружины гидроцилиндра ловушки меньше жесткости пружины гидроцилиндра тормоза.

На фиг, 1 представлено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - гидравлическая схема устройства.

Устройство для спуска и подъема сква- жинных приборов, содержит транспортное средство 1 (см. фиг. 1) с основанием 2. На основании 2 установлен спуско-подъемный механизм 3 с приводом 4, барабаном 5 и тормозом, выполненным в виде тормозной ленты б, один коне1., которой жестко связан с основанием 2, а другой шарнирно связан с подпружиненной пружиной 7 штоком 8 гидроцилиндра 9, шарнирно закрепленного на основании 2. Кроме этого, на основании 2 смонтированы передняя 10 и задняя 11 опоры мачты 12, шзрнирно связанной с задней опорой 11. На задней опорб 11 на кронштейне 13 установлен оттяжной ролик 14, а на мачте 12 установлен направляющий

ролик 15. На барабане 5 намотан геофизический кабель 16, проходящий через оттяжной 14, направляющий 15 ролики и входящий в лубрикатор 17, установленный

5 на устье скважины 18с задвижкой 19 через переходной патрубок 20. Лубрикатор 17 состоит из уплотнителя 21, приемных секций 22, ловушки 23 и превентора 24. Привод ловушки 23 выполнен в виде гидроцилиндра

0 25, поршень 26 которого шарнирно связан с рычагом 27, позволяющим установить ловушку 23 в открытое или закрытое положение. Гидроцилиндр 25 шарнирно связан с кронштейном 28, жестко связанным с ло5 вушкой 23. Поршень 26 подпружинен пружиной 29, жесткость которой меньше жесткости пружины 7, в сторону закрытия ловушки 23. Гидропривод устройства для спуска и подъема скважинных приборов (см.

0 фиг. 2) состоит из гидронасоса 30 и гидромотора 31 привода 4 спуско-подъемного механизма 3. Гидромотор 31 гидролиниями 32 и 33 связан соответственно с гидромагистралями 34 и 35, гидронасос 30 также связан с

5 гидромагистралями 34 и 35 соответственно гидролиниями 36 и 37. Параллельно гидронасосу 30 и гидромотору 31 установлены нормально открытый гидрораспределитель 38 с гидроуправлением, предохранитель0 иые клапаны 39 и 40. Гидрораспределитель 38 связан с гидромагистралями 34 и 35 соответственно гидролиниями 41 и 42. Предо- хранительный клапан 39 связан с гидромагистралями 34 и 35 соответственно

5 гидролиниями 43 и 44. Предохранительный клапан 40 связан с гидромагистралями 34 и 35 соответственно гидролиниями 45 и 46. Причем предохранительный клапан 39 расположен с возможностью пропуска рабочей

0 жидкости к гидромагистрали 35, а предохранительный клапан 40 - к гидромагистрали 34. С одной стороны гидромагистраль 34 подходит к отверстию 47 в корпусе 48 гидроцилиндра 25, а с другой стороны - к об45 ратному клапану 49. Гидромагистраль 35, в свою очередь, с одной стороны подходит к гидрораспределителю 50 управления гидроцилиндром 9, ас другой стороны - к обратному клапану 51. Причем, обратные

50 клапаны 49 и 51 расположены с возможностью пропуска рабочей жидкости соответственно к гидромагистралям 34 и 35.

Обратные клапаны 49 и 51 связаны между собой гидролинией 52, которая, в свою

55 очередь; гидролинией 53 связана с насосом 54 подпитки гидросистемы. Насос 54 по гидролинии 55 забирает рабочую жидкость из гидробака 56. Второе отверстие 57 в корпусе 48 гидроцилиндра 25, перекрываемое поршнем 26 под действием пружины 29,

гидролинией 58 связано с гидрораспределителем 50 с гидроуправлением, гидролинии 59 и 60 управления которого соответственно связаны с гидролиниями 58 и 35. Гидрораспределитель 50 связан с бес- штоковой полостью гидроцилиндра 9 гидро- линией 61, которая в свою очередь гидролинией 62, через нормально закрытый гидрораспределитель 63, гидролинией 64 соединена с гидробаком 56.

Гидромагистраль 34 является напорной при спуске кабеля 16, а гидромагистраль 35 является напорной при подъеме кабеля 16. Рычаг 27 жестко связан с планкой 65, установленной внутри корпуса 66 ловушки 23 с возможностью поворота вокруг оси 67 рычага 27. В планке 65 выполнен паз 68, ширина а которого больше диаметра кабеля 16, но меньше диаметра геофизического прибора (на фиг. не показан).

Устройство для спуска и подъема сква- жинных приборов работает следующим образом.

Основание 2 транспортным средством 1 подается к устью скважины 18. Мачта 12 поднимается с передней опоры 10 и устанавливается на заднюю опору 11. Геофизический кабель 16 продевается через уплотнитель 21, затем заделывается голо- вка прибора, крепится прибор и грузы (на .фиг. не показаны). Затем прибор и грузы продеваются в приемные секции 22. После этого скручиваются уплотнитель 21, приемные секции 22, ловушки 23, превентор 24 и лубрикатор устанавливается на переходной патрубок 20.

После этого включают гидронасос 30 в положение, соответствующее спуску кабеля и гидронасос подпитки 54. При этом рабочая жидкость из гидробака 56 по гидроли- нии 55 насосом 54 по гидролиниям 53 и 52 подается к обратным клапанам 49 и 51. Так как при спуске кабеля 16 гидромагистраль 34 является напорной, рабочая жидкость через обратный клапан 51 поступит в гидро- магистраль 35, компенсируя утечки в гидронасосе 30 и гидромоторе 31..

Так как гидрораспределитель 38 нормально открытый, то рабочая жидкость будет циркулировать по линии: гидронасос 30, гидролиния 36, гидромагистраль 34, гидролиния 41, гидрораспределитель 38, гидролиния 42, гидромагистраль 35, гидролиния 37 и насос 30.

Затем открывают задвижку 19, превен- тор 24 и одновременно включают гидрораспределители 38 и- 63. При этом рабочая жидкость от насоса 30 по гидролинии 36, гидромагистрали 34, через отверстие 47 в корпусе 48 поступит в бесштоковую полость

гидроцилиндра 25. Под действием рабочей жидкости поршень 26, сжимая пружину 29, переместится, сообщая бесштоковую полость гидроцилиндра 25 с отверстием 57.

Так как корпус 48 гидроцилиндра 25 шарнирно связан с кронштейном 28, жестко связанным с ловушкой 23, а поршень 26 также шарнирно связан с рычагом 27, то последний повернется относительно оси 67 и повернет вместе с собой планку 65, расположенную внутри корпуса 66 ловушки 23. При этом освободится пространство для прохода прибора и грузов - ловушка 23 открыта..

Далее рабочая жидкость от отверстия 57 в корпусе 48 по гидролинии 58 поступит к гидролинии 59 управления и гидрораспределителю 50, который, переключившись, соединит гидролинию 58 с гидролинией 61,по которой рабочая жидкость поступит в бесштоковую полость сидроцилиндра 9, при этом пружина 7 сжимается штоком 8, который в свою очередь отжимает от барабана 5 тормозную ленту 6.

Так как жесткость пружины 7 гидроцилиндра 9 больше жесткости пружины 29 гид- роцилиндра 25, то исключается возможность закрытия ловушки 23 при спуске кабеля 16, т.е. когда тормоз 6 отжат, всегда при спуске кабеля 16 будет открыта ловушка 23.

После срабатывания гидроцилиндра 9 тормоза 6 начнется вращение вала гидромотора 31 привода 4 спуско-подъемного механизма 3. Кабель с барабана 5 через закрепленный на кронштейне 13 оттяжной ролик 14, через направляющий ролик 15 будет опускаться в скважину. В случае повышения давления при спуске предохранительный клапан 39 сбросит избыточное давление, пропустив через себя от гидромагистрали 34 и гидролинии 43 рабочую жидкость в гидромагистраль 35 через гидролинию 44,При достижении прибора необходимой глубины, включаются гидрораспределители 38 и 63. При этом давление в гидромагистрали 34 упадет за счет связи ее через гидро- линию 41, гидрораспределитель 38 и гидролинию 42 с гидромагистралью 35, которая при работе гидронасоса 30 в режиме спуска являлась сливной. Одновременно упадет давление в гидролинии 58 и в гидролинии управления 59. При этом под действием пружины 29 поршень 26 повернет рычаг 27 вместе с планкой 65 относительно оси 67 в исходное положение, соответству- . ющее закрытому положению ловушки 23, а гидрораспределитель 50 займет нейтраль- нре положение. Одновременно же рабочая

идкость из бесштоковой полости гидроцииндра 9 по гидролиниям 61 и 62 через гидрораспределитель 63 по гидролинии 64 поступит в гидробак 56 и под действием пружины 7 шток 8 прижмет тормозную лену 6 к барабану 5. Таким образом при остановке спуско-подъемного механизма 3 после спуска закроется ловушка 23. . Для подъема прибора с кабелем из скважины переключают гидронасос 30 в режим подъем, при этом нагнетательной будет гидромагистраль 35, а сливной - гидромагистраль 34. Включают гидрораспределители 38 и 63. При этом рабочая жидкость от гидронасоса 30 по гидролинии 37 по гидромагистрали35 подойдет к гидрораспределителю 50 и гидролинии управления 60, гидрораспределитель 50 переключится и рабочая жидкость из гидромагистрали 35 через гидрораспределитель 50 по гидролинии 61 поступит в бес- штоковую полость гидроцилиндра 9. Шток 8 отожмет пружину 7 и отпустит тормоз 6. После этого рабочая жидкость из гидромагистрали 35 по гидролинии 33 поступит к гидромотору 31, а от него по гидролинии 32 к гидромагистрали 34, которая при подъеме кабеля 16 является сливной. Начнется вращение барабана 5. Так как гидромагистраль 34 при подъеме является сливной, то давление рабочей жидкости и в бесштоковой полости гидроцилиндра 25 будет равна давлению слива. При этом пружина 29 не сожмется, поршень 26 будет находиться в положении, при котором ловушка 23 будет закрыта. В случае повышения давления при подъеме предохранительный клапан 40 сбросит избыточное давление, пропустив через себя от гидромагистрали 35 и гидролинии 46 рабочую жидкость в гидромагистраль 34 через гидролинию 45.

При подходе прибора к ловушке 23 он не пройдет через паз 68, так как его диаметр больше ширины а паза 68. Прибор повернет планку 65 относительно оси 67,

поршень 26 сожмет пружину 29 и ловушка 23 откроется. После прохода прибора и грузов через ловушку 23 в приемные секции 22 планка 65 под действием пружины 29 вернется в положение, соответствующее закрытому положению ловушки 23.

Затем отключают гидрораспределители 38 и 63. Произойдет остановка спуско-подъемного механизма 3. При этом направление движения рабочей жидкости будет аналогично давлению рабочей жидкости при остановке спуско-подъемного механизма после .спуска.

Демонтаж устройства производят в последовательности, обратной монтажу.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод о том, что выполнение гидроцилиндра ловушки с подпружиненным в сторону ее закрытия поршнем и установление гидроцилиндра в гидролинии,соединяющей гидромагистраль, являющуюся напорной при спуске кабеля и гидрораспределитель управления гидроцилиндром тормоза с возможностью их соединения при открытом положении ловушки, а также выполнение пружины гидроцилиндра ловушки менее жесткой по сравнению с пружиной

гидроцилиндра тормоза позволяет исклю- . чить скручивание кабеля в ловушке и приемных секциях в начале спуска, так как в : данном устройстве перед началом спуска лрибора в скважину ловушка всегда будет

открыта.

Таким образом, устройство обладает более высокими эксплуатационными характеристиками за счёт автоматического открытия ловушки перед спуском кабеля,

. Формула изобретения

Устройство для спуска и подъема сква- жинных приборов, содержащее основание, на котором установлен спуско-подъемный зexaнизм с приводом, геофизическим кабелем и тормозом, шарнирно связанным с подпружиненным в сторону затормажива- ния штоком гидроцилиндра, смонтированный на устье скважины лубрикатор, содержащий ловушку с приводом, выполненным в виде гидроцилиндра, и гидросистему, содерхощую соединенные двумя гидромагистралями гидронасос и гидромотор привода спуско-подъемного механизма, параллельно которым установлен гидрораспределитель управления гидроцилиндром тормоза, отличающееся тем, что, с целью повышения эксплуатационных характеристик за счет автоматического открытия ловушки перед спуском кабеля, гидроцилиндр ловушки выполнен с подпружиненным в сторону ее закрытия поршнем и установлен в гидролинии, соединяющей через отверстия в корпусе гидроцилиндра гидромагистраль, являющуюся напорной при

спуске кабеля, и гидрораспределитель управления гидроцилиндром тормоза, причем отверстие в корпусе со стороны гидромагистрали расположено под поршнем с обратной стороны пружины, а отверстие со

стороны гидрораспределителя при закрытом положении ловушки перекрыто поршнем, при этом жесткость пружины гидроцилиндра ловушки меньше жесткости пружины гидроцилиндра тормоза.

Использование: техника для обслуживания нефтяных и газовых скважин, находящихся под давлением, приборами и инструментами, опускаемыми на геофизическом кабеле. Цель - повышение эксплуатационных характеристик за счет автоматического открытия ловушки перед спуском кабеля. Сущность изобретения: в устройстве для спуска и подъема скважинных приборов привод ловушки 23 лубрикатора 17 выполнен в виде гидроцилиндра 25 с подпружиненным в сторону закрытия ловушки 23 поршнем 26 и установлен в гидролинии, соединяющей через отверстия, в корпусе гидроцилиндра 25 гидромагистраль,являющуюся напорной при спуске кабеля 16, и гидрораспределитель управления гидроцилиндром 9 тормоза. Отверстие в корпусе со сторон ы гидрораспределителя при закрытом положении ловушки 23 перекрыто поршнем 26. Жесткость пружин 29 гидроцилиндра 25 ловушки 23 меньше жесткости пружин 7 гидроцилиндра 9 тормоза. 2 ил. 4j w fe