| Пріоритети: | Винахід може бути використаний при експлуатації пробурених свердловин у нафтогазовидобувній промисловості при ремонті фонтанних арматур на гирлі свердловин без їх глушення, зокрема для заміни центральних та затрубних засувок. У пристрої використані змінні пакери-насадки, що мають кілька варіантів шліпсових захоплень. Плашки захоплень виконані двох форм - одні для цилідричного каналу фонтанної арматури або верхньої частини насосно-компресорних труб, інші - для каналу, що розширюється розтрубом у хрестовині фонтанної арматури. Пристрій забезпечений вузлом, що зчеплює і розчіплює. Це дозволяє від'єднати приводний вал і порожнистий шток від зафіксованого пакера-насадки і лише після цього демонтувати несправну засувку з рештою пристрою. Виключається механічна дія демонтованих засувки та частини пристрою при їх переміщенні після розкріплення фланців на довгі деталі (привідний вал, порожнистий шток та ін.), які могли б виступати за відсутності вузла, що зчеплює і розчіплює. Усувається небезпека порушення фіксації та герметичності пакера. Підвищується надійність пристрою у роботі. 6 іл.
Малюнки до патенту Україна 2158346
Винахід відноситься до експлуатації пробурених свердловин і може бути використане для зміни несправних засувок фонтанної арматури без глушіння свердловини при видобутку нафти та газу.
Відомо пристрій для зміни засувок на гирлі свердловини (клас E 21 B 33/03 N 175633),містить дві опорні плити, ходові гвинти, приводний вал, порожнистий шток, пакер, механізм герметизації штока щодо корпусу засувки з фланцем, вузол кріплення до фонтанної арматури.
Недоліки пристрою такі.
а) Після встановлення пакера всередині фонтанної арматури при розкріпленні фланцевого з'єднання та подальшої роботи, коли переміщують засувку і частину пристрою, що мають велику вагу, створюються умови для їх негативної дії.
Дія походить від їх зіткнення з довгими деталями пристрою, що виступають з фонтанної арматури (порожнистий шток), ходовими гвинтами та іншими, подібно до довгих важелів. Така дія створює небезпеку порушення фіксації пакера та його герметичності.
б) Пристрій може застосовуватись лише для циліндричного каналу фонтанної арматури.
Відомо також пристрій для зміни засувок фонтанної арматури на гирлі свердловини (клас E 21 B 33/03 N 1838577).
Даний пристрій містить опорну плиту, порожнистий шток, пакер, приводний вал, опорні сухарі та конічний насадок, встановлений на валу з можливістю взаємодії з опорними сухарями та утворення вузла кріплення порожнистого штока до внутрішньої поверхні хрестовини фонтанної арматури, при цьому порожнистий шток виконаний з рівномірно розташованими по його колу радіальними отворами, у яких розміщені опорні сухарі.
Недоліки цього пристрою такі.
а) У період після розподілу фланців, коли переміщують засувку та частину пристрою, створюються умови для негативної дії їх (тертя, поштовхи, вага) на виступаючі з каналу фонтанної арматури подібно до довгого важеля - порожнистий шток, приводний вал. Така дія створює небезпеку порушення фіксації пакера та його герметичності.
б) Застосувати його можна лишедля заміни засувок, встановлених на хрестовині фонтанної арматури. Для його роботи потрібна наявність завзятого бурта в каналі фонтанної арматури для спирання на нього опорних сухарів.
Мета пропонованого винаходу - підвищити надійність пристрою в роботі, виключивши негативну дію засувки, що переміщуються, і частин пристрою на виступає з каналу фонтанної арматури довгу частину пристрою при розкріпленні фланцевого з'єднання і в процесі подальшої роботи, і створенні можливості заміни всіх засувок фонтанної арматури як при циліндричному каналі фонтанної арматури, що не має упору, або всередині верхньої частини насосно-компресорних труб, так і в циліндричному каналі, що переходить в розтруб у напрямку свердловини в бічному відведенні хрестовини фонтанної арматури.
Поставлена мета досягається тим, що пристрій забезпечений змінними пакерами - насадками, що мають шліпсове захоплення, що фіксує і утримує їх в циліндричному каналі фонтанної арматури, що не має упору, або всередині верхньої частини насосно-компресорних труб або в циліндричному каналі, що переходить в розтруб в напрямку свердловини відведення хрестовини фонтанної арматури від виштовхувальної дії тиску свердловини і забезпечене також зчеплюючим і розчеплюючим вузлом для від'єднання приводного валу і порожнистого штока від пакера - насадки після його встановлення і з'єднання з ним перед вилученням його, а форма плашок шліпсового захоплення виконана за формою відповідності арматури, що не має упору, або внутрішньої поверхні верхньої частини насосно-компресорних труб, або циліндричному перехідному в розтруб у напрямку свердловини каналу бічного відведення хрестовини фонтанної арматури.
На фіг. 1-6 показано схему пристрою. Пристрій для зміни засувокфонтанної арматури на гирлі свердловини складається з приводу (фіг. 1, 2) та змінних пакерів-насадок (фіг. 3,4,5,6). Привід містить приводний вал 1, порожнистий шток 2. Привідний вал 1 і порожнистий шток 2 проходять через вузли герметизації 3, 4. На корпус 5 вузла 3 герметизації приводного вала 1 спирається опорна плита 6. Опорна плита 6 має центральний осьовий отвір для корпусу 5 вузла герметизації 3 і два отвори для ходових гвинтів 7. Корпус 5 фіксується в осьовому отворі опорної плити 6 гайкою 8. Ходові гайки 9 навинчини на ходові гвинти 7. На приводному валу 1 встановлені пружина 10, упорна втулка 1 пружинами 13. Наприкінці приводного валу 1 є штифт 14. На підлогою штоку 2 закріплений наконечник 15 за допомогою різьби і фіксуючого гвинта 16. На кінці наконечника 15 вирізані виступи. На ходових гвинтах 7 встановлені фіксуючі втулки 17. Привід має фланець 18 для приєднання до засувки. На кінцях ходових гвинтів 7, що проходять через отвори фланця 18, нарізане різьблення для кріплення пристрою до засувки фонтанної арматури.
Пакери-насадки (фіг. 3,4,5,6) виконані з двома варіантами плашок шліпсових захватів. На фіг. 3 та 4 показаний пакер-насадка для циліндричного, що переходить у розтруб бічного каналу хрестовини фонтанної арматури. На фіг. 5 та 6 пакер-насадка для циліндричного каналу фонтанної арматури або верхньої частини насосно-компресорних труб. На фіг. 3 та 5 пакера-насадки зображені у вільному стані. На фіг. 4 та 6 - пакера-насадки в стислому стані.
Пакер-насадка складається з ущільнювальних елементів 21, плашки 22, валика 23, гайки ходової 24, кільця 25, конуса 26, шайби-пружини 27, що фіксує конус 26 на валику 23. На кінці валика 23 закріплений кріп . За допомогоюнаконечника 28 пакер-насадка з'єднується з приводним валом приводу 1. На внутрішній поверхні плашки 22 вирізаний паз за типом ластівчиного хвоста, за допомогою якого вона взаємодіє з конусом 26. На верхній поверхні кільця 25 вирізані т-подібні пази, за допомогою яких воно взаємодіє з плашками. На бічній поверхні ходової гайки 24 прорізані пази, в яких входять виступи наконечника 15 полого штока 2. Через бічні отвори ходової гайки 24 і елементи ущільнювачів 21 проходять гвинти 30, які вкручені в кільце 25.
Зміна несправної засувки провадиться наступним чином.
Перед використанням пристрою необхідно приєднати змінний пакер насадку до приводу. Приєднати треба пакер-насадку, що має шліпсове захоплення з формою плашок, що відповідає формі каналу всередині фонтанної арматури або верхньої частини насосно-компресорних труб. Для цього треба вставити кінець приводного валу 1 в наконечник 28 валика 23 пакера-насадки, поєднати виступи наконечника 15 полого штока 2 з пазами на ходовій гайці 24, потім стиснути пружину 10, уперши буртик валика 23 в жорсткий предмет, і привести приводний зачеплення з наконечником валика 28 23. Закрити вентиль 31. Вставити пакер-насадку всередину засувки, приєднати фланець 18 пристрою до засувки фонтанної арматури. Відкрити засувку. Обертанням ходових гайок 9 перемістити пакер-насадку всередину каналу фонтанної арматури або верхньої частини насосно-компресорних труб до місця його встановлення. Обертанням приводного валу 1 привести плашки 22 в зачеплення з внутрішньою стінкою каналу фонтанної арматури або верхньої частини насосно-компресорних труб і стиснути ущільнювальні елементи 21. Приводний вал, що обертається, 1 через штифт 14 і наконечник 28 обертає валик 2порожнистого штока 2. Відстань між буртиком валика 23 і ходової гайки 24 зменшується. Буртик валика 23 штовхає конус 26. Конус 26 взаємодіє з плашками 22. Плашки 22 взаємодіють з кільцем 25. За рахунок цих взаємодій плашки 22 переміщаються і приходять в зачеплення з внутрішньою стінкою каналу фонтанної арматури або верхньою частиною насосно-2 стискаються за рахунок зменшення відстані між ходовою гайкою 24 і кільцем 25, герметично роз'єднують порожнину несправної засувки від свердловини порожнини. При цьому необхідно контролювати положення шліпсового захоплення та пакера-насадки в цілому за вказівником 31 і довжиною ходу ходових гайок 9 і опорної плити 6 всередині каналу арматури фонтанної або верхньої частини насосно-компресорних труб. Якщо необхідно, то коригувати їх положення треба переміщенням опорної пити 6, обертаючи ходові гайки 9, і обертаючи приводний вал 1. Відкрити вентиль 32, знизити тиск всередині пристрою і засувки, що демонтується, до атмосферного. Наявність надлишкового тиску контролювати по струменю, що виходить, і по манометру, який приєднаний до вентиля 32 через трійник. При недостатній герметичності обертанням приводного валу 1 дотиснути ущільнювальні елементи 21. Переконавшись без надлишкового тиску, надійності дії шліпсового захоплення розкріпити фланцеве з'єднання, демонтувати несправну засувку з приводом пристрою. Встановити нову засувку. Потім відрегулювати напрям положення штифта 14 приводного валу 1 відповідно до положення вирізу на наконечнику 28 валика 23, а напрям виступів наконечника 15 порожнього штока 2 - з положенням, що відповідає напрямку пазів на ходовій гайці 24. Приєднати привід пристрою до встановленої засувки, в зачеплення приводний вал 1 черезштифт 14 з наконечником 28 валика 23, а виступи наконечника 15 порожнистого штока 2 - з ходовою гайкою 24. Обертанням приводного валу 1 ущільнювальні елементи 21 наводяться у вільний стан, а шліпсове захоплення з зачеплення. Привідний вал через штифт 14 обертає валик 23 і наконечник 28, ходова гайка 24 утримується виступами наконечника 15 порожнистого штока 2. Відстань між буртиком валика 23 і ходової гайки 24 збільшується. Конус 26, зафіксований шайбою-пружиною 27 на валику 23, переміщається і відстань між ходовою гайкою 24 і кільцем 25 теж збільшується до початкового відповідно до довжини гвинтів 30. Внаслідок того, що плашки 22 пов'язані з конусом 26 і кільцем до осі валика 23 і виходять із зачеплення із внутрішньою стінкою каналу фонтанної арматури або верхньою частиною насосно-компресорних труб. Після цього обертанням ходових гайок 9 на ходових гвинтах 7 перемістити пакер насадку в початкове положення перед шибером засувки. Закрити засувку та демонтувати пристрій.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Пристрій для зміни засувок фонтанної арматури на гирлі без глушіння свердловини, що містить опорну плиту, ходові гвинти, приводний вал, вузли герметизації приводного валу і повного штока, що відрізняється тим, що забезпечено змінними пакерами-насадками, що мають шліпсовий захват, фіксуючий каналі фонтанної арматури, що не має упору, або всередині верхньої частини насосно-компресорних труб або в циліндричному перехідному в розтруб в напрямку свердловини каналі бічного відводу хрестовини фонтанної арматури від виштовхувальної дії тиску свердловини і забезпечено також зчеплення і розчеплення від пакера-насадки після його встановлення та з'єднання з нимперед вилученням його, а форма плашок шліпсового захоплення виконана за формою відповідної циліндричному каналу фонтанної арматури, що не має упору, або внутрішньої поверхні верхньої частини насосно-компресорних труб або циліндричному переходить у розтруб у напрямку свердловини каналу бічного відведення хрестів.