Устройство для спуска кабеля в скважину Советский патент 1982 года по МПК E21B33/03 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СПУСКА КАБЕЛЯ В СКВАЖИНУ

1

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для спуска кабеля в скважину, находящуюся под давлением.

Известно устройство для спуска кабеля в скважину, включающее систему роликов с валами, осуществляющую принудительный спуск кабеля в скважину 1.

Однако устройство сложно в эксплуатации и не использует скважинное давление для поджима роликами кабеля.

Известно также устройство для спуска кабеля в скважину, содержащее корпус, сальник, ролики с валами, соединенными щестернями, и плавающую муфту с цилиндром и размещенным внутри него штоком с порщнем, надпоршневая полость которого сообщена каналом штока с атмосферой а подпоршневая - с полостью разделительного сосуда, сообщенного с полостью корпуса.

В устройстве для создания усилия зажима на ролике используют избыточное скважииное давление, что позволяет повысить производительность труда и надежность устройства при эксплуатации 2.

Недостатком является неуправляемость создаваемого скважинным давлением усилия зажима на ролике, в связи с чем величина этого усилия может колебаться при изменении скважинного давления (например, при работе.в различных скважинах) в щироких пределах и повлечь за собой либо недостаточную величину зажима кабеля и его проскальзывание между роликами, либо прочностную перегрузку роликов и их разрушение.

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства путем обеспечения возможности управления усилием зажима кабеля с ограничением его продольной величины.

15 Поставленная цель достигается тем, что разделительный сосуд выполнен в виде двух камер разного диаметра с поршнями, связанными пружиной, а порщень большего сечения снабжен регулируемым ограничителем хода, при этом с полостью корпуса сообщена надпоршневая полость камеры большего диаметра, а с подпорщневой полостью цилиндра - подпоршневая полость камеры меньшего диаметра.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, общий вид в продольном разрезе; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Устройство содержит корпус 1 с сальником 2, через который пропущен кабельтрос 3. Корпус 1 крепится к фланцу лубрикатора 4 и при открытой запорной арматуре (не показана) его внутренняя полость находится под скважинным давлением.

Внутри корпуса 1 установлены валы 5 и 6, которые связаны с помощью жестко закрепленных на них шестерен 7 и 8. К валу 5 неподвижно крепится ролик 9. К валу 6 с обеспечением осевого перемещения на щпонке крепится муфта 10 с жестко закрепленным роликом 11. Пружина 12 отжимает ролик 11 от кабель-троса 3.

В постоянном щлицевом зацеплении с плавающей муфтой 10 находится приводной вал-цилиндр 13, который установлен в сальнике 14 корпуса 1с возможностью вращения относительно своей продольной оси. Приводной вал снабжен рукояткой 15.

В полости цилиндра- 13 установлен щток16 с поршнем 17, делящим эту полость на надпоршневой и подпорщневой объемы. Подпорщневой объем через патрубок 18, разделительный сосуд 19 и трехходовой кран 20 соединен с внутренней полостью корпуса 1. Подпорщневой объем, патрубок и частично разделительный сосуд заполнены маслом. Шток 16, жестко закрепленный одним концом В плавающей муфте 10,. выполнен с осевым каналом, связывающим надпорщневой объем с атмосферой.

Отличительной особенностью устройства является то, что разделительный сосуд 19 выполнен двухкамерным, со смежным соосным расположением отличающихся по размерам поперечного сечения камер, в которых плавают поршни 21 и 22, уплотненные уплотнениями 23, связанные между собой пружиной 24 сжатия. Причем надпоршневая полость 25 камеры больщего сечения соединена с полостью корпуса 1 (через трехходовой кран 20), а подпоршневая полость 26 камеры меньщего сечения - с подпорщневой полостью цилиндра. Поршень 21 большего сечения снабжен регулируемым ограничителем 27 длины хода.

Устройство работает следующим образом.

При открытой запорной арматуре, установленной ниже лубрикатора 4 (не показана), и открытом трехходовом кране 20 воздух (газ) под скважинным давлением поступает в разделительный сосуд 19, откуда давление передается в подпорщневой объем поршня 17. Возникающее на порщне 17 усилие передается ролику 11, который перемещается вдоль вала 6 и плотно прижимает кабель-трос 3 к ролику 9.

При вращении приводного вала 13 рукояткой 15 вращаются ролик II и (через шестерни 7 и 8) ролик 9, затягивая кабельтрос 3 в лубрикатор 4 и в скважину.

После спуска кабель-троса и скважинного прибора на глубину, достаточную для преодоления их сумарным весом выталкивающего усилия, трехходовым краном 20 стравливают давление из разделительного сосуда 19. При этом под действием пружины 12 плавающая муфта 10 с роликом И освобождает кабель-трос 3 от давления роликов 9 и 11.

Отличительной особенностью в работе устройства является то, что поступающее из полости корпуса 1 в разделительный сосуд 19 скважинное давление передается на порщень 17 не непосредственно, а через систему поршней 21 и 22, связанных пружиной 24 сжатия. Так как система состоит из двух поршней, а давление передается от большего порщня к меньшему, происходит усиление давления, т. е. происходит надежное зажатие кабеля даже при относительно небольщом скважинном давлении. С другой стороны, наличие между поршнями откалиброванной пружины сжатия позволяет ограничить величину усилия зажатия с тем, чтобы возникающие в роликах при зажатии кабеля напряжения нагрузки

5 не превысили допускаемое (для материала роликов). Процесс осуществляется следующим образом.

При поступлении в разделительный сосуд 19 скважинного давления порщень 21 начинает перемещаться, оказывая через пружину 24 давление на поршень 22, который также начинает перемещаться. При замедлении перемещения порщня 22, вследствие роста давления в подпоршневом пространстве 26 пружина 24 начинает сжиматься и

усилие ее воздействия на порщень 22 увеличивается.

Рост усилия воздействия пружины 24 на порщень 22 продолжается до тех пор,

0 пока порщень 21 не встречается с ограничителем 27. После этого величина усилия стабилизируется, как и величина давления в подпоршневой полости 26, в трубопроводе 18 и в подпорщневой полости поршня 17. Максимальная величина давления в подпоршневом пространстве 26 ограничена максимальной величиной усилия, развиваемого пружиной 24 при полном ее сжатии.

Следовательно, путем подбора характеристики пружины 24 сжатия можно добиться требуемого ограничения величины усилия зажатия на роликах. Кроме того, конструктивное выполнение ограничителя 27 регулируемым позволяет осуществлять стабилизацию подпоршневого давления при различных степенях зажатия пружины 24, т. е.

5 менять величину этого давления, чем обеспечивается возможность целенаправленного изменения величины усилия зажатия роликов, т. е. возможность управления им.