Лубрикатор на скважине – —

Лубрикатор для исследования скважин

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, а именно к устройствам, обеспечивающим проведение геофизических исследований и работ в нефтяных и газовых скважинах приборами и инструментами на геофизическом кабеле.

Известен лубрикатор, имеющий в своем составе уплотнитель геофизического кабеля, присоединяемый к приемной камере лубрикатора и состоящий из корпуса, в котором установлен патрубок, имеющий профиль продольного сечения, выполненный в виде отверстия с камерами расширения, которые в сочетании с профилем гибкого элемента, проходящего в центре, создают турбулентные завихрения скважинной среды (Ю.В.Зайцев и др. «Освоение и ремонт нефтяных и газовых скважин под давлением». Стр. 168-170. М., Недра, 1982).

Такой уплотнитель дает возможность осуществлять герметизацию геофизического кабеля, за счет снижения скважинного давления при прохождении через него геофизического кабеля в процессе дросселирования части скважинного флюида в патрубке с камерами расширения и последующим отводом флюида в отводную линию.

Недостатком такого уплотнителя является плохая герметизация геофизического кабеля при его движении, в результате чего в процессе работы возникают значительные утечки скважинного флюида в атмосферу.

Известен также лубрикатор, имеющий уплотнитель геофизического кабеля, состоящий из корпуса, содержащего сменные направляющие втулки с калиброванным внутренним отверстием под геофизический кабель, соединенные между собой муфтами. Через муфты подается и отводится уплотнительная смазка под давлением, превышающим устьевое давление скважинной среды (Ю.В.Зайцев и др. «Освоение и ремонт нефтяных и газовых скважин под давлением». Стр. 170-171. М., Недра, 1982).

Упомянутый уплотнитель геофизического кабеля позволяет существенно снизить утечки скважинного флюида в атмосферу при движении геофизического кабеля в скважине за счет перемещения в зазоре между геофизическим кабелем и направляющими втулками нагнетаемой уплотнительной смазки.

Недостатком данного уплотнителя является то, что при движении геофизического кабеля через калиброванные отверстия направляющих втулок происходит их интенсивный износ. Износ втулок приводит к значительному увеличению количества подаваемой уплотнительной смазки для обеспечения герметизации геофизического кабеля. Снижается долговечность работы направляющих втулок, возрастает расход уплотнительной смазки.

Сущностью изобретения является повышение долговечности направляющих втулок и снижение расхода уплотнительной смазки.

Это достигается тем, что уплотнитель геофизического кабеля лубрикатора, содержащий корпус со штуцерами для нагнетания и отвода уплотнительной смазки, снабжен направляющими втулками, выполненными из твердосплавного материала и установленными в трубчатых обоймах с возможностью свободного поворота втулок при движении геофизического кабеля.

Такое выполнение лубрикатора обеспечивает существенное снижение сопротивления движению геофизического кабеля в уплотнителе, поскольку направляющие втулки имеют возможность поворота вокруг своей оси. Это позволяет заменить трение скольжения геофизического кабеля о внутреннюю стенку направляющей втулки трением качения и дает возможность уменьшить зазор между геофизическим кабелем и направляющими втулками, сократить количество грузов для преодоления трения в уплотнителе при входе прибора в скважину, многократно снизить износ направляющих втулок. Поскольку материал направляющих втулок обладает высокой стойкостью к износу и хорошими антифрикционными свойствами, расход уплотнительной смазки при проведении геофизических исследований остается стабильным, отпадает необходимость в корректировке работы системы подачи уплотнительной смазки, снижается трудоемкость проводимых работ.

Изобретение было реализовано при изготовлении и испытании лубрикатора в полевых условиях для исследования нефтяных и газовых скважин.

На чертеже представлена схема уплотнителя геофизического кабеля в разрезе.

Уплотнитель выполнен в виде корпуса 1. В нижней части корпуса 1 установлен верхний патрубок 2, в котором закреплены трубчатые обоймы 3. Трубчатые обоймы 3 зафиксированы неподвижно в верхнем патрубке 2 при помощи верхней шайбы 4 и нижней шайбы 5. В трубчатых обоймах 3 размещены направляющие втулки 6. Верхний патрубок 2 аксиально установлен в кожухе 7, соединенным в верхней части с корпусом 1, в нижней части с муфтой 8, в которой размещена фигурная шайба 9, имеющая отверстия 10. К нижней части муфты 8 прикреплен нижний патрубок 11. В нижнем патрубке 11 также установлены трубчатые обоймы 3, которые зафиксированы шайбой 12 и крышкой 13. В трубчатых обоймах 3 также размещены направляющие втулки 6, имеющие торцевой зазор с промежуточными шайбами 14. В корпусе 1 установлен нагнетательный штуцер 15 и отводной штуцер 16. Нагнетательный штуцер 15 сообщен каналом 17 с кольцевой полостью 18 между верхним патрубком 2 и кожухом 7, которая сообщена с центральным каналом 19 через отверстия 10 фигурной шайбы 9. Штуцер 16 также сообщен с центральным каналом 19.

Уплотнитель работает следующим образом. После монтажа лубрикатора с размещенным в нем прибором с грузами, закрепленными на геофизическом кабеле, на устье скважины, через штуцер 15 в кольцевую полость 18 нагнетается уплотнительная смазка, которая заполняет зазор между геофизическим кабелем и направляющими втулками 6. Производится выравнивание давления в лубрикаторе с давлением в скважине. Прибор под действием веса грузов входит в устье скважины, протягивая геофизический кабель через уплотнитель. При этом геофизический кабель, перемещаясь в направляющих втулках 6, взаимодействует с их стенками и, при увеличении трения между геофизическим кабелем и направляющими втулками, установленными в трубчатых обоймах 3 с зазором, вызывает их поворот вокруг своей оси, что способствует снижению трения. Промежуточные шайбы 14 при этом выполняют функцию торцевых подшипников для направляющих втулок 6, а трубчатые обоймы 3, зафиксированные от перемещения патрубками 2 и 11, шайбами 4 и 5, а также муфтой 8, шайбой 12 и крышкой 13 центрируют направляющие втулки 6. После входа прибора в ствол скважины давление нагнетаемой через штуцер 15 уплотнительной смазки увеличивается до величины, превышающей устьевое скважинное давление и позволяющей получить герметизацию геофизического кабеля в уплотнителе при минимальном расходе уплотнительной смазки. При этом часть нагнетаемой уплотнительной смазки попадает в направляющие втулки 6, установленные в нижнем патрубке 11, и удерживается в них давлением скважины, часть смазки остается на геофизическом кабеле, часть смазки, которая попадает в направляющие втулки 3, установленные в верхнем патрубке 2, дросселируется в зазоре между стенками направляющих втулок 6 и геофизическим кабелем и затем удаляется в отвод через штуцер 16. В то же время через штуцер 15 в уплотнение поступает под давлением новая порция уплотнительной смазки, обеспечивая герметизацию геофизического кабеля в уплотнителе как при его движении, так и в процессе его остановки.

Изготовленные из твердого сплава с высокой устойчивостью к износу и высокими антифрикционным свойствами, направляющие втулки 6 практически не подвергаются износу при движении в них геофизического кабеля. Поскольку зазор между втулками 6 и геофизическим кабелем остается неизменным, не меняется расход уплотнительной смазки и отпадает необходимость в регулировании ее подачи в уплотнение, это приводит к снижению трудоемкости обслуживания оборудования в процессе скважинных исследований.

Ресурсные испытания опытного образца уплотнителя, изготовленного в соответствии с настоящим изобретением, показали стабильность величины зазора между направляющими втулками и геофизическим кабелем, при минимальном его значении. Направляющие втулки известной конструкции при таком же пробеге геофизического кабеля требуют их трехкратной замены. Износ направляющих втулок 6 и геофизического кабеля отсутствовал. В процессе проведенных испытаний не было необходимости в регулировании установленного в начале операции режима подачи уплотнительной смазки. Трение при движении геофизического кабеля в уплотнителе существенно снизилось. Расход уплотнительной смазки снизился на 23%.

Лубрикатор для исследования скважин, состоящий из приемной камеры и уплотнителя геофизического кабеля, содержащего корпус со штуцерами для нагнетания и отвода уплотнительной смазки и сменные направляющие втулки, отличающийся тем, что направляющие втулки выполнены из твердосплавного материала и установлены в трубчатых обоймах с возможностью свободного поворота при движении геофизического кабеля.

edrid.ru

Лубрикатор для исследования нефтяных и газовых скважин с высоким избыточным давлением на устье

Изобретение относится к нефтяной и газовой отраслям промышленности, а именно к устройствам, обеспечивающим проведение геофизических исследований и работ в нефтяных и газовых скважинах приборами на кабеле или проволоке. Сущность изобретения - повышение эффективности работы лубрикатора за счет увеличения герметизирующей способности уплотнительного устройства, уменьшения его веса и габаритов и упрощения управления устройством. Это достигается тем, что уплотнительное устройство лубрикатора включает узел контактной герметизации каротажного кабеля, содержащий нижний и верхний контактные уплотнители, нажимную втулку, нижний и верхний поршни, размещенные в общем гидроцилиндре, причем нажимная втулка снабжена хвостовиком, на котором установлены нижний и верхний поршни с возможностью перемещения в противоположные стороны, взаимодействующие со своими контактными уплотнителями при подаче в гидроцилиндр управляющего давления. За счет использования одного гидроцилиндра и одной гидролинии существенно снижаются габаритные размеры и масса уплотнительного устройства и упрощается управление устройством. 1 ил.

 

Изобретение относится к нефтяной и газовой отраслям промышленности, а именно к устройствам, обеспечивающим проведение геофизических исследований и работ в нефтяных и газовых скважинах приборами и инструментами на гибком элементе - каротажном кабеле или скребковой проволоке.

Известен лубрикатор, содержащий уплотнительное устройство для герметизации каротажного кабеля, включающее корпус с размещенными в нем контактным уплотнителем и нажимной втулкой, взаимодействующей с подпружиненным поршнем, установленным в гидроцилиндре, закрепленном на этом корпусе (Ю.В.Зайцев и др. «Освоение и ремонт нефтяных и газовых скважин под давлением». М.: Недра, 1982 г. Стр.167-168), Такое устройство обеспечивает возможность дистанционного управления работой уплотнителя за счет подачи давления рабочей жидкости в полость гидроцилиндра.

Недостатком данного устройства является ограниченная длина контактного уплотнителя, что при высоком избыточном давлении на устье скважины резко снижает его уплотнительную способность. Увеличить длину контактного уплотнителя в рассматриваемой конструкции не представляется возможным, т.к. контактный уплотнитель с увеличенной длиной при его сжатии заклинивается между корпусом и каротажный кабелем и не обеспечивает равномерной передачи усилия на весь объем уплотняющего элемента уплотнителя.

Известен также лубрикатор, состоящий из превентора, приемной камеры и устройства для герметизации каротажного кабеля, включающего размещенные в корпусе устройства нижний и верхний контактные уплотнители, нажимные втулки, нижний поршень, установленный в гидроцилиндре, и верхний поршень, установленный в другом гидроцилиндре, взаимодействующие с соответствующими контактными уплотнителями. Поршни управляются гидравлическими источниками высокого давления через гидравлические линии. Нижний поршень своей большей площадью находится под воздействием скважинного давления и используется главным образом для обтирки каротажного кабеля от скважинного флюида (Wireline Equipment Catalog 2003 Elmar Copyright Varco International Inc, 2002 стр.39/4).

Такое устройство лучше герметизирует кабель при работе в скважинах с высоким устьевым давлением, чем ранее описанное, так как оно обеспечивает герметизацию каротажного кабеля верхним и нижним контактными уплотнителями.

Недостатком данного устройства является то, что верхний и нижний поршни установлены в двух отдельных гидроцилиндрах, управляемых двумя гидравлическими линиями из-за чего устройство имеет значительно большие габариты и массу по сравнению с ранее описанным и достаточно сложно в управлении. Кроме того, рабочая площадь нижнего поршня, на которую воздействует управляющее давление, существенно меньше, чем площадь поршня, которая находится под воздействием скважинного давления, в связи с чем не обеспечивается создания необходимого герметизирующего усилия контактного уплотнения каротажного кабеля в широком диапазоне давлений скважинного флюида. При такой компоновке устройства нижний поршень используется главным образом для обтирки кабеля от скважинного флюида.

Указанные факторы усложняют эксплуатацию описанного устройства и снижают эффективность работы лубрикатора.

Сущностью изобретения является повышение эффективности работы лубрикатора за счет увеличения герметизирующей способности уплотнительного устройства, снижения габаритных размеров и массы, а также упрощения управления этим устройством.

Это достигается тем, что уплотнительное устройство для контактной герметизации гибкого элемента (каротажного кабеля или скребковой проволоки) лубрикатора выполняется в виде узла, содержащего нижний и верхний контактные уплотнители, нажимную втулку, нижний и верхний поршни, размещенные в общем гидроцилиндре, причем нажимная втулка снабжена хвостовиком, на котором установлены нижний и верхний поршни, взаимодействующие со своими контактными уплотнителями. При подаче в гидроцилиндр управляющего давления поршни перемещаются в противоположные стороны под воздействием перепада давления между управляющим давлением и атмосферной средой.

Такое выполнение уплотнительного устройства обеспечивает герметизацию гибкого элемента одновременно двумя контактными уплотнителями при помощи одной гидравлической линии управления и одного гидравлического источника высокого давления.

Использование предлагаемого технического решения позволяет существенно повысить степень герметизации гибкого элемента, снизить габаритные размеры и массу уплотнительного устройства, упростить управление этим устройством.

Изобретение было реализовано и испытано для исследования газовых и нефтяных скважин на рабочее давление 70 МПа.

На фигуре представлена схема уплотнительного устройства лубрикатора в разрезе.

Уплотнительное устройство состоит из корпуса 1, в котором установлены нижний контактный уплотнитель 2 и верхний контактный уплотнитель 3, а также нажимная втулка 4 с хвостовиком 5. На хвостовике 5 установлен нижний поршень 6, размещенный в полости гидроцилиндра 7. На хвостовике 5 также установлен верхний поршень 8, который взаимодействует с толкателем 9 и через него с контактным уплотнителем 3. Контактный уплотнитель 3 в верхней части упирается в гидроцилиндр 7. Нажимная втулка 4 через толкатель 10 упирается в нижний контактный уплотнитель 2. Гидроцилиндр 7 закреплен на корпусе 1 при помощи накидной гайки 11. Полость гидроцилиндра 7 над поршнем 6 и под поршнем 8 сообщается через гидравлические линии с управляющим гидравлическим источником высокого давления (не показаны) через штуцер 12. Полости гидроцилиндра 7 под поршнем 6 и над поршнем 8 сообщаются с атмосферой соответственно через отверстия 13 и 14. Между контактными уплотнителями 2 и 3 установлен штуцер 15. Вдоль центральной оси устройства имеется сквозной канал 16, который сообщается со штуцером 15. В нижней части корпуса 1 установлена накидная гайка 17, соединяющая уплотнительное устройство с приемной камерой лубрикатора или дополнительными секциями уплотнителя. Через сквозной канал 16 проходит гибкий элемент 18.

Работа уплотнительного устройства заключается в следующем. Устройство закрепляется к приемной камере лубрикатора в его верхней части при помощи накидной гайки 17. Гибкий элемент 18 предварительно пропускается через канал 16 и соединяется с головкой для крепления геофизического прибора, который затем устанавливается в приемную камеру лубрикатора (не показаны). После этого лубрикатор с подсоединенными гидравлическими линиями монтируется на фонтанной арматуре скважины, штуцер 12 подсоединяется к гидравлическому источнику высокого давления, к штуцеру 15 присоединяется линия для отвода скважинного флюида и в приемной камере лубрикатора устанавливается давление, равное скважинному.

В процессе спуска прибора в скважину или его подъема, то есть при движении гибкого элемента через узел контактного уплотнения, в штуцер 12 подается рабочая жидкость, которая создает давление в гидроцилиндре 7 над поршнем 6 и под поршнем 8. При этом на поршни начинает действовать перепад давления между давлением рабочей жидкости и атмосферным давлением. Это происходит за счет сообщения с атмосферой соответственно пространства гидроцилиндра 7 под поршнем 6 через отверстие 13 и пространства гидроцилиндра 7 над поршнем 8 через отверстие 14. За счет перепада давления поршень 6 вместе с нажимной втулкой 4, перемещаясь вниз, воздействует через толкатель 10 на контактный уплотнитель 2, который зафиксирован от перемещения в корпусе 1. Поршень 8, перемещаясь вверх по хвостовику 5 нажимной втулки 4, через толкатель 9 воздействует на контактный уплотнитель 3, ограниченный от перемещения верхней частью гидроцилиндра 7. Воздействие поршней 6 и 8 на контактные уплотнители 2 и 3 вызывает деформацию последних. Контактные уплотнители 2 и 3 при этом уменьшают зазор между гибким элементом 18 и их внутреннем каналом, обеспечивая герметизацию гибкого элемента и его обтирку от скважинного флюида, который отводится через штуцер 15.

Взаимодействие контактных уплотнителей 2 и 3 с гибким элементом позволяет получить его надежную герметизацию в уплотнительном устройстве лубрикатора при высоком избыточном давлении на устье скважины.

При сбрасывании управляющего давления поршни 6 и 8 возвращаются в исходное положение за счет упругости контактных уплотнителей 2 и 3, которые освобождаются от взаимодействия с гибким элементом 18.

Технический результат от использования изобретения выражается в существенно возрастающей герметизирующей способности уплотнительного устройства, обеспечивающей исключение утечек скважинного флюида при работе лубрикатора на скважинах с высоким избыточном давлении на устье. Одновременно, за счет использования одного гидроцилиндра и одной гидролинии существенно снижаются габаритные размеры и масса устройства и упрощается управление устройством.

Повышение герметизирующей способности лубрикатора очень актуально при современных резко возрастающих требованиях к защите окружающей среды на фоне увеличения объемов разработки нефтяных и газовых месторождений с высоким содержанием агрессивных компонентов: сероводорода, сернистого ангидрида и углекислоты.

Лубрикатор для исследования нефтяных и газовых скважин с высоким избыточным давлением на устье, состоящий из превентора, приемной камеры и уплотнительного устройства с узлом контактной герметизации гибкого элемента, содержащим нижний и верхний контактные уплотнители, нажимную втулку, нижний и верхний поршни, размещенные в гидроцилиндре и взаимодействующие со своими контактными уплотнителями, отличающийся тем, что нажимная втулка снабжена хвостовиком, на котором установлены нижний и верхний поршни, причем нижний и верхний поршни размещены в общем гидроцилиндре с возможностью перемещения в противоположные стороны при подаче в гидроцилиндр управляющего давления.

findpatent.ru

Автономный лубрикатор для исследования нефтяных и газовых скважин

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, а именно к устройствам, обеспечивающим проведение исследований и работ в скважинах приборами и инструментами на каротажном кабеле или проволоке. Лубрикатор состоит из присоединительного фланца, превентора, сигнализирующего устройства, приемной камеры, узла уплотнения, направляющих роликов, гидроцилиндра с гидравлическим насосом и рукава гидравлической системы. Лубрикатор снабжается кронштейном с поворотной скобой, шарнирно связанной с его стойками. На поворотной скобе кронштейна закрепляется приемная камера. На кронштейне также устанавливается гидроцилиндр, шток которого связан с проушиной приемной камеры. При такой конструкции лубрикатора основная часть операций монтажа лубрикатора на фонтанную арматуру и его демонтажа, а также операций по смене скважинных приборов осуществляется дистанционно с помощью гидроцилиндра, управляемого гидравлическим насосом. Грузоподъемный агрегат для этих операций не требуется. Технический результат заключается в снижении трудоемкости и повышении безопасности операций по монтажу-демонтажу лубрикатора на фонтанную арматуру и операций по смене скважинных приборов. 2 ил.

 

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, а именно к устройствам, обеспечивающим проведение геофизических исследований и работ в нефтяных и газовых скважинах приборами и инструментами на гибком элементе (геофизическом кабеле или скребковой проволоке).

Известен лубрикатор, состоящий из приемной камеры, узла уплотнения, превентора, сигнализирующего устройства и грузозахватного приспособления с направляющим роликом. Грузозахватное приспособление используется для монтажа-демонтажа лубрикатора и удержания его на фонтанной арматуре скважины. Лубрикатор устанавливается на фонтанную арматуру с помощью геофизической вышки, т.е. грузоподъемного агрегата (см., например, Патент РФ на полезную модель №37148 кл. 7, Е21В 47/00, 2003 г.).

Недостатком такой конструкции является необходимость использования для монтажа-демонтажа лубрикатора и удержания его в процессе проведения исследований грузоподъемного агрегата.

Известен также лубрикатор, содержащий превентор, приемную камеру, узел уплотнения и направляющий ролик. Упомянутый лубрикатор устанавливается на фонтанной арматуре с помощью трубной телескопической мачты с пеньковой талевой системой, монтируемой непосредственно на фонтанную арматуру. Мачта крепится к фонтанной арматуре цепной стяжкой (см. например, Ю.В. Зайцев и др. Освоение и ремонт нефтяных и газовых скважин под давлением. Стр. 164-165. М.: Недра, 1982).

Конструкция такого лубрикатора позволяет устанавливать его на фонтанную арматуру и выполнять скважинные исследования и работы без использования грузоподъемного агрегата.

Недостатком описанного лубрикатора является то, что операции монтажа-демонтажа лубрикатора и операции по смене скважинных приборов в процессе исследований являются трудоемкими и небезопасными. Обслуживающему персоналу приходится выполнять все монтажные работы на фонтанной арматуре скважины вручную, что существенно ограничивает вес и габариты лубрикатора и, соответственно, область его использования. Такой лубрикатор должен иметь короткую и легкую приемную камеру и может использоваться только для исследования скважин с низким избыточным давлением на устье.

Сущностью изобретения является снижение трудоемкости и повышение безопасности работ по монтажу-демонтажу лубрикатора на фонтанную арматуру и работ при смене скважинных приборов в процессе исследования скважины, проведении работ в скважинах с высоким избыточным давлением на устье без использования грузоподъемного агрегата.

Это достигается тем, что лубрикатор снабжен кронштейном с поворотной скобой, шарнирно связанной с его стойками. На поворотной скобе кронштейна закреплена приемная камера. На кронштейне также установлен гидроцилиндр, шток которого связан с проушиной приемной камеры.

При такой конструкции лубрикатора основная часть операций монтажа (установка приемной камеры в вертикальное положение) и демонтажа (перевод приемной камеры в наклонное положение) осуществляется дистанционно с помощью гидроцилиндра, управляемого гидравлическим насосом. Эти же операции используются для смены геофизического прибора с последующим возвратом приемной камеры в вертикальное положение. Описанная конструкция лубрикатора значительно уменьшает трудоемкость работ, улучшает условия труда обслуживающего персонала, повышает его безопасность.

Работа с лубрикатором не требует использования грузоподъемного агрегата, поэтому лубрикатор назван автономным.

Изобретение было реализовано и испытано в полевых условиях.

На фиг.1 представлена схема автономного лубрикатора, на фиг.2 представлена схема кронштейна с поворотной скобой.

Автономный лубрикатор (фиг.1) состоит из присоединительного фланца 1, превентора 2, сигнализирующего устройства 3, приемной камеры 4 с проушиной 5, узла уплотнения 6 с гибким элементом 7 и верхним роликом 8, нижнего ролика 9, кронштейна 10 с поворотной скобой 11 (фиг.2), гидроцилиндра 12, закрепленного на кронштейне 10 с помощью проушин 13 и 14. Поворотная скоба 11 закреплена на стойках 15 при помощи осей 16. Кронштейн 10 имеет основание 17 с посадочным отверстием 18. Гидроцилиндр 12 имеет шток 19, связанный с проушиной 5. Гидроцилиндр 12 сообщается с насосом 20 через рукав 21.

Работа с автономным лубрикатором заключается в следующем.

На фонтанную арматуру скважины вручную производится монтаж фланца 1, превентора 2 и сигнализирующего устройства 3. На сигнализирующем устройстве устанавливается кронштейн 10 на посадочное отверстие 18. На фланце 1 монтируется нижний ролик 9. На поворотную скобу 11 кронштейна 10 укладывается и закрепляется приемная камера 4 в сборе с узлом уплотнения 5 и верхним роликом 8. Начальное положение приемной камеры показано на фиг.1. Устанавливается и закрепляется в проушинах 13 и 14 гидроцилиндр 12 со штоком 19, находящимся в крайнем нижнем положении. Шток 19 закрепляется в проушине 5 приемной камеры 4. К гидроцилиндру 12 присоединяется насос 20 при помощи рукава 21.

Нагнетанием рабочей жидкости из бака (не показан) в гидроцилиндр 12 насосом 20 создается давление рабочей жидкости, которое развивает усилие на штоке 19, обеспечивающее поворот приемной камеры 4 вокруг осей 16 кронштейна 10. Приемная камера 4, переходит в наклонное положение, удобное для затягивания в нее геофизического скважинного прибора, который закрепляется на гибком элементе 7 посредством специализированного наконечника. Гибкий элемент 7 заправляется в нижний ролик 9. Протяжкой гибкого элемента 7 производится втягивание скважинного прибора в приемную камеру 4, после чего производится перевод приемной камеры 4 в вертикальное положение нагнетанием рабочей жидкости насосом 20 и приемная камера 4 соединяется с сигнализирующим устройством 3. Рабочее положение приемной камеры показано на фиг.1

Автономный лубрикатор в таком положении полностью подготовлен к проведению геофизических исследований и работ в скважине.

При необходимости замены геофизического скважинного прибора в процессе исследований, производится затягивание спущенного в скважину прибора в приемную камеру 4 подъемом его на гибком элементе 7. Приемная камера 4 отсоединяется от сигнализирующего устройства 3 и оттягивается от вертикали веревочной оттяжкой, предварительно привязанной к узлу уплотнения 6. Одновременно производится открытие стравливающего вентиля насоса 20, что обеспечивает перетекание рабочей жидкости из гидроцилиндра 12 в бак насоса 20. Далее приемная камера 4 устанавливается в наклонное положение, удобное для смены геофизического скважинного прибора. После смены скважинного прибора, приемная камера 4 нагнетанием рабочей жидкости насосом 20 вновь переводится в вертикальное положение и скважинный прибор готов к спуску в скважину.

После окончания скважинных исследований скважинный прибор затягивается в приемную камеру 4, которая затем отсоединяется от сигнализирующего устройства 3 и переводится в наклонное положение в описанной ранее последовательности для извлечения прибора. Затем приемная камера 4 опускается в крайнее нижнее положение и снимается с поворотной скобы 11 с отсоединением штока 19 от проушины 5. Далее производится демонтаж остальных узлов автономного лубрикатора с фонтанной арматуры в обратной последовательности.

Автономный лубрикатор для исследования нефтяных и газовых скважин, состоящий из присоединительного фланца, превентора, сигнализирующего устройства, приемной камеры, узла уплотнения, направляющих роликов, гидроцилиндра с гидравлическим насосом и рукава гидравлической системы, отличающийся тем, что на сигнализирующем устройстве установлен кронштейн, включающий основание со стойками и имеющий установленную на осях стоек поворотную скобу, на которой закреплена приемная камера, связанная проушиной со штоком гидравлического цилиндра, закрепленного на основании кронштейна, в результате чего обеспечивается возможность дистанционного перемещения приемной камеры в требуемое положение в процессе выполнения исследований и работ в скважине и, тем самым, обеспечивается снижение трудоемкости и повышение безопасности операций по монтажу-демонтажу лубрикатора на фонтанную арматуру и операций по смене скважинных приборов, а также обеспечивается проведение исследований и работ в скважинах с высоким избыточным давлением на устье без применения грузоподъемного агрегата.

findpatent.ru

Скважинный лубрикатор

 

Использование: в промысловой геофизике при проведении геофизических исследований в скважинах под давлением. Сущность изобретения: сопло 5 установлено в области конического сужения корпуса 4, направлено к забою скважины и посредством отводного и напорного шлангов 6 через насос 7 сообщено с внутренней полостью эксплуатационной колонны 2. Уровень жидкости в корпусе 1 контролируется уровнемером 8. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к промысловой геофизике, в частности к проведению геофизических исследований в скважинах под давлением.

Известна конструкция лубрикатора, в которой используется механический способ герметизации движущегося геофизического бронированного кабеля, т. е. контактный способ уплотнения. Контактный уплотнитель представляет собой сальниковое устройство, обжимающее кабель [1] . Данное устройство отличается простотой конструкции, но не обеспечивает геофизических исследований при высоких давлениях. Это связано с тем, что контактные уплотнители не обеспечивают полной герметизации, резиновые элементы их быстро истираются и выходят из строя, в связи с чем возникает необходимость непрерывного поджатия сальника, либо его замены. Это в свою очередь приводит к увеличению простоя и задалживания скважины. Таким образом, низкая надежность конструкции лубрикатора приводит к снижению производительности исследований. Известен лубрикатор для исследования скважин, содержащий корпус с фланцем, узел герметизации троса с накидной гайкой с коническим наконечником, узел подачи масла и систему роликов для пропуска кабеля в скважину [2] . Данный лубрикатор облегчает спуск прибора в скважину с высоким устьевым давлением. Однако его конструкция не обеспечивает надежность герметизации троса, т. к. его сальниковый уплотнитель быстро истирается за счет больших сил трения, действующих на трос. Кроме того, конструкция его довольно сложная, состоит из большого числа составных элементов. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является лубрикаторное оборудование Л-210, в состав которого входят лубрикатор, выполненный в виде шлюзового отсека, контактного уплотнителя и проталкивателя кабеля, и станция управления с насосом и системой напорных и отводных шлангов [3] . Устройство взято за прототип. Конструкция контактного уплотнителя представленного лубрикатора обеспечивает применение снижения давления за счет дросселирования с эффектом создания противодавления в уплотнителе методом прокачки вязкой жидкости в кольцевой зазор между кабелем и стенками трубки уплотнителя. Закачка вязкой жидкости производится насосом, обеспечивающим давление, превышающее давление на устье скважины, создавая тем самым гидравлический затвор. Конструкция данного уплотнителя позволяет производить геофизические работы в скважинах с высоким давлением. Ее достоинством является отсутствие больших сил трения, простота в эксплуатации. Она не требует регулировки в процессе работы. К недостаткам данного устройства относится сложность конструкции как уплотнительного узла, так и всего устройства в целом, обусловленная большим количеством составных элементов. Кроме того проталкивание кабеля сквозь уплотнитель посредством системы роликов снижает надежность работы устройства в процессе эксплуатации. Это объясняется истиранием сальника, приводящим к аварийной ситуации - разгерметизации скважины и изливу скважинной жидкости. К недостаткам относится также то, что работоспособность лубрикатора обеспечивается только при большом весе прибора, необходимом для преодоления выталкивающей силы, действующей на кабель и препятствующей его спуску в скважину. Для преодоления выталкивающей силы, действующей на кабель и препятствующей его спуску в скважину, необходимо применять специальные грузы, подвешиваемые к прибору или под ним. Это приводит в свою очередь к увеличению габаритных размеров лубрикатора, а также к увеличению времени монтажа-демонтажа оборудования, т. е. снижает производительность труда и увеличивает затраты времени и материальных средств на задалживание исследования скважины. Задачей изобретения является повышение надежности и упрощение конструкции лубрикатора. Поставленная задача достигается тем, что скважинный лубрикатор, содержащий корпус, насос, отводной и напорный шланги, снабжен соплом, а корпус выполнен с коническим сужением, при этом сопло установлено в области конического сужения корпуса с возможностью сообщения посредством отводного и напорного шлангов через насос с внутренней полостью эксплуатационной колонны скважины и направлено к забою скважины. Кроме того, он снабжен уровнемером, размещенным в корпусе над соплом и электрически связанным с насосом. Предлагаемое изобретение значительно упрощает конструкцию лубрикатора, уменьшает количество составных элементов, обеспечивает герметизацию устья скважины и спуск кабеля через лубрикатор без помощи взаимодействующих и трущихся деталей (системы роликов и сальника). Наличие в изобретении сопла, установленного в области конического сужения корпуса с возможностью сообщения через насос с внутренней полостью эксплуатационной колонны скважины позволяет исключить излив скважинной жидкости на поверхность. Скорость истечения жидкости через сопло регулируется насосом, а уровень жидкости, устанавливаемой в корпусе, контролируется уровнемером. На чертеже представлен скважинный лубрикатор. Лубрикатор содержит корпус 1, закрепленный на эксплуатационной колонне 2 с магистральным трубопроводом 3. Нижняя часть корпуса 1 имеет коническое сужение корпуса 4. В области конического сужения 4 установлено сопло 5, которое посредством напорного и отводного шлангов (обводного трубопровода) 6 через насос 7 сообщается с внутренней полостью эксплуатационной колонны 2. В корпусе 1 установлен уровнемер 8 для измерения уровня жидкости в лубрикаторе в процессе работы устройства. Каротажный кабель 9 со скважинным прибором (на фиг. не показан). проходит внутри корпуса 1 по зазору между стенкой корпуса 1 и соплом 5 во внутреннюю полость эксплуатационной колонны 2. Устройство работает следующим образом. В эксплуатационной колонне имеется избыточное давление жидкости, закачиваемой в скважину при исследовании нагнетательной скважины (либо изливаемой жидкости - в случае фонтанирующей скважины). При закреплении лубрикатора на эксплуатационной колонне 2 и при подсоединении к нему обводного трубопровода 6 происходит под воздействием избыточного давления излив жидкости из эксплуатационной колонны 2 в корпус 1. Уровень жидкости в корпусе лубрикатора фиксируется уровнемером 8. При достижении определенного уровня жидкости по сигналу уровнемера 8 включают насос 7. С помощью насоса 7 жидкость из эксплуатационной колонны 2 перекачивается по обводному трубопроводу 6 до излива через сопло 5 обратно в эксплуатационную колонну. Излив жидкости через сопло 5 производится посредством насоса со скоростью, обеспечивающей противодавление скважинной жидкости в эксплуатационной колонне. В корпусе 1 лубрикатора устанавливается определенный уровень жидкости, контролируемый уровнемером 8. Путем изменения производительности насоса 7 добиваются снижения (повышения) уровня жидкости, либо сохранения поверхности жидкости на одном уровне в зависимости от режима проводимых геофизических исследований прибором, спускаемым в скважину на кабеле 9. Таким образом, образующийся в процессе работы лубрикатора гидрозатвор обеспечивает необходимую герметизацию устья скважины. При этом исключается необходимость применения сальника или ему подобных деталей, что значительно упрощает сборку лубрикатора, его эксплуатацию, повышает надежность лубрикатора и его долговечность. Простота и надежность конструкции предлагаемого лубрикатора обеспечивает его эффективное использование на скважинах, а также высокую производительность труда, защиту от аварийного излива скважинной жидкости на поверхность. Кроме того, отсутствие проталкивателя кабеля и сальника обеспечивает свободный спуск кабеля через лубрикатор под воздействием силы тяжести геофизического прибора. Следовательно, исключается необходимость применения дополнительного груза, что снижает себестоимость изготовления лубрикатора, а также проведения геофизических исследований. (56) Авторское свидетельство СССР N 909142, кл. Е 21 В 47/00, 1980. Моисеев В. Н. Применение геофизических методов в процессе эксплуатации скважины. - М. : Недра, 1990, с. 127-132.

Формула изобретения

1. СКВАЖИННЫЙ ЛУБРИКАТОР, содержащий корпус, насос и отводной и напорные шланги, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и упрощения конструкции, он снабжен соплом, а корпус выполнен с коническим сужением, при этом сопло установлено в области конического сужения корпуса с возможностью сообщения посредством отводного и напорного шлангов через насос с внутренней полостью эксплуатационной колонны скважины и направлено к забою скважины. 2. Лубрикатор по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен уровнемером, размещенным в корпусе над соплом и электрически связанным с насосом.

РИСУНКИ

Рисунок 1

findpatent.ru

Лубрикатор для исследования нефтяных и газовых скважин

 

Полезная модель относится к нефтяной и газовой промышленности, а именно к устройствам, обеспечивающим проведение геофизических и гидромеханических исследований и работ в нефтяных и газовых скважинах геофизическими приборами и инструментами на гибком элементе. Техническим результатом является создание конструкции, обладающей конструктивной простотой и позволяющей повысить удобство монтажа-демонтажа и обслуживания лубрикатора. Лубрикатор состоит из присоединительного фланца 1, приемной камеры, узла уплотнения гибкого элемента 3 и направляющих роликов 4 и 5 установленных на верхнем 6 и нижнем поворотных кронштейнах 7. Кронштейн 6 верхнего ролика 4 смонтирован непосредственно на верхней части приемной камеры 2 и снабжен дополнительной стойкой 8 установленной с возможностью быстросъемного соединения с кронштейном и с возможностью разворота посредством втулочно-осевого соединения 9. Нижний ролик 5 выполнен с возможностью быстросъемного соединения с нижним кронштейном 7 посредством легкосъемной оси 10 и фиксатора 11, которые снабжены страховочными связями с кронштейном 7. Щеки 13 нижнего кронштейна 7 ролика 5 смонтированы на полувтулке 14, с возможностью ее быстросъемного соединения с корпусом приемной камеры 2 посредством накидной гайки 15 установленной на корпусе приемной камеры и имеющей внутреннюю кольцевую проточку 16 соответствующей размеру верхнего торца полувтулки 14 и посредством дополнительной кольцевой проточки 17 соответствующей размеру нижнего торца полувтулки 14 и образованной на присоединительном переходном элементе 18 ниппельного соединения 19 корпуса приемной камеры 2 с переходником 20. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Предполагаемая полезная модель относится к нефтяной и газовой промышленности, а именно к устройствам, обеспечивающим проведение геофизических и гидромеханических исследований и работ в нефтяных и газовых скважинах геофизическими приборами и инструментами на гибком элементе (кабеле или скребковой проволоке) совместно с агрегатом для исследования скважин, например, серийно выпускаемым «АИС-1».

Особенностью проведения операций по геофизическим и гидродинамическим исследованиям скважин с использованием агрегата «АИС-1», является то, что, во-первых, агрегат не имеет грузоподъемного механизма для установки лубрикатора на скважине, поэтому установка лубрикатора производится в ручную на буферную задвижку фонтанной арматуры, которая, как правило, расположена высоко над поверхностью земли и обслуживается с площадки смонтированной рядом со скважиной, во-вторых, агрегат «АИС-1» должен располагаться от скважины с наветренной стороны, в третьих, спускаемые приборы и инструменты, как правило имеют форму удлиненной штанги. Все это накладывает определенные требования к конструкции лубрикатора, а именно: он должен иметь легко подъемные составные части для монтажа вручную, должен легко подстраиваться к положению агрегата «АИС-1», располагающегося возле скважины в зависимости от направления ветра и должен быть удобен при выполнении работ по установке в лубрикатор и последующей выемке приборов и инструментов.

Известно устройство для спуска приборов в скважины с высоким устьевым давлением (см. Патент РФ 2041349, кл. 6 Е21В 47/01, 1986 г.).

Это устройство содержит лубрикатор, в нижней части которого на устье скважины установлен превентор, включающий корпус с плашками и узлом выравнивания давления между лубрикаторной полостью и скважиной, снабжено установленными на корпусе узлами блокировки плашек, каждый из которых выполнен в виде фиксатора, плиты с камерой, разделенной поршнем с охватываемой пружиной штоком на штоковую и бесштоковую полости, при этом шток кинематически связан с фиксатором, в корпусе выполнены каналы, соединяющие штоковую и бесштоковую полости соответственно с лубрикаторной полостью и скважиной, и окна, со стороны штоков в плашках выполнены гнезда, а фиксаторы установлены с возможностью входа через окна в гнезда плашек, при этом устройство снабжено расположенными в бесштоковых полостях указателями положения плашек, установленными с возможностью выхода за наружную поверхность плиты.

Монтаж и демонтаж этого устройства на устье осуществляется грузоподъемным механизмом, поэтому задачи по снижению массы составных частей в этом устройстве не ставилось и, по-видимому, установить его вручную на буферную задвижку не представляется возможным.

Известен так же лубрикатор для герметизации устья при гидродинамических исследованиях (см. УДК 622.276.76 Ю.В. Зайцев и др. Освоение и ремонт нефтяных и газовых скважин под давлением. М., Недра, 1982, Стр. 162-165.).Этот лубрикатор содержит сменный фланец, приемную камеру, узел уплотнения гибкого элемента и верхний направляющий ролик установленный на узле уплотнения гибкого элемента. Лубрикатор устанавливается на устье скважины в ручную. Приборы и инструменты устанавливаются в лубрикатор через его верхнюю часть.

Недостатком этого лубрикатора является то, что для установки прибора или инструмента в приемную камеру лубрикатора необходимо предварительно снимать верхний ролик в сборе с кронштейном и узлом уплотнительного элемента представляющих собой единую сборку имеющей большую массу, что не совсем удобно, трудоемко и не безопасно при выполнении работ одним оператором на высоте.

Наиболее близким по своей технической сущности к заявляемому лубрикатору является автономный лубрикатор для исследования нефтяных и газовых скважин (см. Патент РФ 2465432, МПК E21B 23/14, 2011 г.). Этот лубрикатор состоит из присоединительного фланца, превентора, сигнализирующего устройства, приемной камеры, узла уплотнения, направляющих роликов, гидроцилиндра с гидравлическим насосом и рукава гидравлической системы. На сигнализирующем устройстве установлен кронштейн, включающий основание со стойками и имеющий установленную на осях стоек поворотную скобу, на которой закреплена приемная камера, связанная проушиной со штоком гидравлического цилиндра, закрепленного на основании кронштейна. Приемная камера у этого лубрикатора может устанавливается в наклонное положение дистанционно с помощью гидроцилиндра, управляемого гидравлическим насосом, для смены скважинного инструмента через нижнюю часть лубрикатора.

Конструкция этого лубрикатора удобна и приемлема при работе со сложными длинномерными скважинными инструментами, например, скважинными клапанами. При использовании этого лубрикатора для спуска приборов и инструмента с небольшими габаритами и массой, например, 1030 кг. его конструкция будет неоправданно усложнена и массивна, так как требуется гидроцилиндр, гидравлический насос и гидросистема для управления гидронасосом и гидроцилиндром.

Основной задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является исключение вышеуказанных недостатков, а именно повыше

poleznayamodel.ru

Лубрикатор для исследования скважин

 

Союз Советских

Социалистическик

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

„„891899 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 09.04.80 (21) 2907305/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.з

Е 21 В 47/00

Государствекиык комитет

Опубликовано 23.12.81. Бюллетень № 47

Дата опубликования описания 28.12.81 (53) УДК 550.83 (088.8) по делам изооретеиий и открытий

Н. А. Савостьянов, А. С. Шагинян, А. Г. Асан-Джалалов, А. И. Свинин и И. В. Жуков (72) Авторы изобретения

Специальное конструкторское бюро сейсмической техники-.=

Министерства нефтяной промышленности (71) Заявитель (54) ЛУБРИКАТОР ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СКВАЖИН

Изобретение относится к оборудованию для спуско-подъемных операций при геофизических исследованиях скважин и может быть применено в нефтяной и газовой промышленности.

Известно устройство для спуска приборов в скважину (1).

Известен лубрикатор для исследования скважин, содержащий герметизированный корпус с центральным каналом для прохода скважинных приборов на кабеле, приемную секцию и механизм захвата (2).

Недостаток устройства — низкая надежность работы, так как оно при проведении подъемных операций не обеспечивает возможности предотвращения падения геофизических приборов в скважину при обрыве кабеля в результате заклинивания его в сальнике-грязесъемнике приемной секции лубрикатора, что составляет около 30% от числа аварий на скважине.

Цель изобретения — повышение надежности работы при подъеме скважинных приборов.

Поставленная цель достигается тем, что механизм захвата шарнирно связан с корпусом и выполнен в виде образующих схо2 дящийся на оси перемещения кабеля клиновой паз направляющих, в которых смонтированы самозаклинивающие ролики, контактирующие с кабелем и Йаправляющими.

На фиг. 1 изображен лубрикатор, общий вид; на фиг. 2 — сечение А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — вид Б на фиг. 2.

Лубрикатор для исследования скважин содержит герметизированный корпус 1 с центральным каналом 2 для прохода геофизических приборов 3 на кабеле 4, сальникгрязесъемник 5, приемной секции 6, контроль-сбросный узел 7, снабженный срабатывающим при обрыве кабеля 4 в приемной секции 6 лубрикатора механизмом захвата 8, выполненного в виде образующих сходящихся на оси перемещения кабеля 4 клиновой паз направляющих 9, в которых смонтированы зажимные элементы 10, например, самозаклинивающие ролики, контактирующие с кабелем 4 и направляющими 9, неподвижно закрепленными на заслонке 11, установленной шарнирно посредством вала

20 12 относительно корпуса 7 и управляемой рычагом 13 с грузом.

Лубрикатор работает следующим образом.

891899

Дли спуска в скважину геофизических приборов 3 заслонку 11 рычагом 13 принудительно перемещают в вертикальное положение, обеспечивая свободный проход геофизических приборов 3 на кабеле 4- в скважину.

При проведении подъемной операции заслонку 11 переводят в горизонтальное положение. Радиальный паз 14, выполненный в заслонке I l, обеспечивает проход и центрацию кабеля 4 относительно зажимных элементов (роликов) 10 механизма захвата 8.

При перемещении кабеля 4 вверх ролики 10, свободно вращаясь, не препятствуют перемещению кабеля 4. В случае механического повреждения кабеля («размочаливания») и заклинивания его в сальнике-грязесъемни- >s ке 5 приемной секции 6 создается аварийная ситуация, при которой возможен обрыв кабеля и падение геофизических приборов в скважину. В существующих конструкциях лубрикаторов расстояние от заслонки 11 до сальника-грязесъемника 5 составляет 20 от 3 до 10 метров. При обрыве кабеля 4, контактирующего с роликами 10, последние перемещаются в направляющих 9 по клиновому пазу и самозаклиниваются, удерживая кабель 4 с геофизическими приборами. На- 25 дежность защемления кабеля 4 обеспечивается за счет того, что оси роликов 10 размещены в пазах 15 направляющих 9 с некоторым зазором (для компенсации неравномерности диаметра кабеля и других погрешностей), обеспечивая возможность кон- З0 тактирования роликов IO с кабелем 4 и наклонной поверхностью 16 направляющих

9. Кроме того, угол наклона пазов 15 и наклонных поверхностей 16 выбран из условия самозаклинивания.

Удержание оборванного кабеля позволяет произвести ремонтные работы с последующим извлечением геофизических приборов из скважины.

При извлечении геофизических приборов из скважины они, задерживая заслонку 11, подымают ее в верхнее положение и свободно заходят в приемную секцию 6 лубрикатора, после чего заслонка 11 под действием груза рычага 13 становится в горизонтальное положение, предотвращая возможное падение геофизических приборов в скважину. Контроль захода приборов в приемную секцию осуществляется визуально по положению рычага 13 или автоматически по сигналу путевого выключателя 17, взаимодействующего с эксцентриком 18, установленном на валу 12 заслонки 11.

По сравнению с известным предложенное устройство позволяет повысить надежность при проведении подъемных операций и исключить аварии, связанные с обрывом кабеля и падением геофизических приборов в скважину.

Формула изобретения

Лубрикатор для исследования скважин, содержащий герметизированный корпус с центральным каналом для прохода скважинных приборов на кабеле, приемную секцию и механизм захвата, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы при подъеме скважинных приборов, механизм захвата шарнирно связан с корпусом и выполнен в виде образующих сходящийся на оси перемещения кабеля клиновой паз направляющих, в которых смонтированы самозаклинивающие ролики, контактирующие с кабелем и направляющими.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 713992, кл. Е 21 В 47/00, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР № 186922, кл. E 21 В 23/02, 1965.

891899

Фиг.2 ид

Составитель В. Булыгин

Редактор А. Козорнз Техред А. Бойкас Корректор Г. Решетняк

Заказ 11171/45 Тираж 630 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и оз крытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4

   

findpatent.ru

Лубрикатор для геофизических исследований и работ в газовых скважинах

Изобретение относится к устройствам, обеспечивающим проведение геофизических исследований и работ в действующих газовых скважинах приборами и инструментами на геофизическом кабеле. Лубрикатор содержит станцию подачи уплотнительной смазки, инжектор для подачи реагента-ингибитора гидратообразования, уплотнитель, включающий калиброванные втулки и хвостовик. Инжектор выполнен в виде концентрично установленного на хвостовике уплотнителя кожуха, в котором размещена перфорированная гильза с набивкой из пористого материала, являющаяся продолжением хвостовика и снабженная уплотнением, запирающим кольцевой канал между кожухом и хвостовиком. Обеспечивает улучшение защиты лубрикатора от образования ледово-гидратных пробок в уплотнителе, а также предотвращает осложнения, вызванные примораживанием геофизического кабеля к стенкам калиброванных втулок. 1 ил.

 

Изобретение относится к газовой промышленности, а именно к устройствам, обеспечивающим проведение геофизических исследований и работ в действующих газовых скважинах приборами и инструментами на геофизическом кабеле.

Известен лубрикатор, имеющий уплотнитель геофизического кабеля, состоящий из корпуса, содержащего соединенные между собой сменные направляющие втулки с калиброванным внутренним отверстием под геофизический кабель (калиброванные втулки). Втулки соединяются между собой муфтами, через которые подводится и отводится уплотнительная смазка, вводимая через обратный клапан в муфту. Отвод смазки осуществляется через верхнюю муфту, соединяющую сборку втулок с уплотнителем. Уплотнительную смазку подают насосной станцией (станцией подачи уплотнительной смазки) (Ю.В.Зайцев и др. Освоение и ремонт нефтяных и газовых скважин под давлением. М., Недра, 1982, Стр.170-171).

Упомянутый уплотнитель геофизического кабеля позволяет снизить утечки скважинного флюида в атмосферу при движении геофизического кабеля за счет перемещения в зазоре между геофизическим кабелем и калиброванными втулками нагнетаемой под избыточным давлением густой уплотнительной смазки, которая создает гидравлический затвор.

Недостатком описанного уплотнителя является то, что в начальный период спуска прибора в скважину, когда гидравлический затвор еще не сформировался, в калиброванных втулках происходит резкое падение давления газа при значительном снижении температуры газа и конденсации из него водяного пара. Это приводит к образованию ледово-гидратных пробок, перекрывающих зазор между кабелем и стенками калиброванных втулок. При этом происходит прихват геофизического кабеля в результате его примораживания к стенкам калиброванных втулок. Такое явление весьма часто наблюдается при работе на действующих газовых скважинах при устьевом давлении более 30 МПа.

Известен также лубрикатор, включающий переводник, в котором расположен инжектор для нагнетания реагентов - ингибиторов гидратообразования в виде перфорированной гильзы с набивкой из пористого материала. Переводник размещается под уплотнителем лубрикатора. Переводник имеет штуцер для подсоединения линии подачи реагентов под избыточным давлением (Каталог продукции ASEP Eimar 2010 National Oilwell Varco, Переводник для нагнетания реагентов. Раздел 3 - Оборудование контроля давления при канатных работах, стр.165).

Такой переводник позволяет подавать в лубрикатор реагенты-ингибиторы гидратообразования для предотвращения образования ледово-гидратных пробок.

Недостатком конструкции является увеличение длины и металлоемкости лубрикатора, а также то, что реагент подается в приемную камеру лубрикатора, а не в зону, где требуется обеспечить его непосредственное воздействие - зону дросселирования. Это снижает эффективность работы уплотнителя и не обеспечивает надлежащего уровня защиты лубрикатора от последствий примораживания геофизического кабеля.

Сущностью изобретения является улучшение защиты лубрикатора от образования ледово-гидратных пробок в уплотнителе, предотвращение осложнений, вызванных примораживанием геофизического кабеля к стенкам калиброванных втулок, снижение металлоемкости лубрикатора и затрат на реагенты-ингибиторы гидратообразования.

Это достигается тем, что в лубрикаторе, содержащем присоединительный фланец, превентор, приемную камеру, станцию подачи уплотнительной смазки (насосную станцию) с гидросистемой, инжектор для подачи реагента-ингибитора гидратообразования в виде перфорированной гильзы, заполненной пористым материалом, уплотнитель, включающий калиброванные втулки, соединенные с каналами для подачи и отвода уплотнительной смазки, и хвостовик, состоящий из калиброванных втулок, инжектор выполнен в виде концентрично установленного на хвостовике уплотнителя кожуха, в котором размещена перфорированная гильза с набивкой из пористого материала, являющаяся продолжением хвостовика и снабженная уплотнением, запирающим кольцевой канал между кожухом и хвостовиком, который сообщен со штуцером для подачи реагента-ингибитора гидратообразования, запирающим кольцевой канал между кожухом и хвостовиком, сообщенный со штуцером для подачи реагента-ингибитора гидратообразования.

Изобретение было реализовано при изготовлении и испытании лубрикатора в полевых условиях.

На фиг.1 представлена схема уплотнителя лубрикатора в разрезе. Уплотнитель включает муфту 1, в которой закреплен кожух 2. В кожухе 2 размещены калиброванные втулки 3. Калиброванные втулки 3 входят в закрепленную на кожухе 2 муфту 4, в которой установлена распорная втулка 5 с отверстиями 6. В нижней части муфты 4 закреплены калиброванные втулки, функционально являющиеся хвостовиком 7, который установлен концентрично в кожухе 8. Между хвостовиком 7 и кожухом 8 имеется кольцевой канал 9. На хвостовике 7 установлена гильза 10, заполненная пористым материалом 11. В верхней части гильзы 10 имеются перфорационные отверстия 12, через которые гильза 10 сообщена с кольцевым каналом 9. Гильза 10 снабжена уплотнением 13, герметизирующим кольцевой канал 9. В муфте 1 имеется нагнетательный штуцер 14 с обратным клапаном 15. Нагнетательный штуцер 14 сообщен каналом 16 с кольцевым каналом 17 между кожухом 2 и калиброванными втулками 3. В муфте 1 также имеется отводной штуцер 18, сообщенный каналом 19 с центральным каналом 20, в котором проходит каротажный кабель 21. В муфте 4 установлен штуцер 22 с обратным клапаном 23, сообщенный с кольцевым каналом 9.

Лубрикатор работает следующим образом. Уплотнитель устанавливается на верхнюю часть приемной камеры нижней частью кожуха 8 и закрепляется на ней. Гильза 10 при этом частично входит в приемную камеру (на фигуре не показано). После монтажа лубрикатора с размещенным в нем прибором и грузами производится подача порции реагента-ингибитора гидратообразования, равная объему порового пространства гильзы 10 и кольцевого канала 9. Порция реагента подается через штуцер 22 от станции подачи уплотнительной смазки или ручного насоса. При этом происходит пропитка реагентом пористого материала 11, размещенного вокруг геофизического кабеля 21. Пористый материал 11 заполняется реагентом через перфорационные отверстия 12 в гильзе 10. Уплотнение 13 препятствует утечке реагента из кольцевого канала 9 в приемную камеру. После этого производится выравнивание давления в приемной камере лубрикатора с давлением на устье скважины и спуск прибора с грузами под превентор. Скважинный газ насыщается реагентом при проходе вдоль каротажного кабеля в зоне размещения пористого материала гильзы 10 и дросселируется в калиброванных втулках хвостовика 7 и в калиброванных втулках 3. При этом, поскольку гильза 10 непосредственно соединена с хвостовиком 7, входящий в центральный канал скважинный газ увлекает вместе с собой реагент, который взаимодействует со скважинным газом и исключает возможность гидратообразования. После прохода геофизического кабеля 21 с прибором и грузами под превентор производится подача уплотнительной смазки через штуцер 14 от станции подачи уплотнительной смазки. Уплотнительная смазка проходит через канал 16 в кольцевой канал 17 и через отверстия 6 распорной втулки 5 попадает в центральный канал 20, где создает гидравлический затвор, исключая утечки скважинного газа через зазор между наружным диаметром кабеля и отверстием калиброванных втулок 3. Калиброванные втулки хвостовика 7 препятствуют уходу уплотнительной смазки в скважину. Пройдя калиброванные втулки 3, уплотнительная смазка из центрального канала 20 попадает в канал 19 и через штуцер 18 удаляется из лубрикатора. В случае прекращения подачи уплотнительной смазки по какой-либо причине и нарушения целостности гидрозатвора через штуцер 22 вновь подается порция реагента-ингибитора гидратообразования для предотвращения загидрачивания кабеля дросселирующим в калиброванных втулках 7 и 3 потоком скважинного газа. Обратные клапаны 15 и 23 исключают попадание скважинной среды соответственно в линии подачи уплотнительной смазки и реагента ингибитора гидратообразования при прекращении их подачи.

Испытания опытного образца лубрикатора с уплотнителем, изготовленным в соответствии с настоящим изобретением, показали стабильность выхода лубрикатора на режим герметизации геофизического кабеля за счет исключения гидратообразования и более быстрого создания устойчивого гидравлического затвора из уплотнительной смазки в калиброванных втулках уплотнителя.

Время выхода на режим стабильной работы описанного лубрикатора, при котором отсутствуют утечки скважинной среды и обеспечивается его работа с минимальной подачей уплотнительной смазки, по сравнению с лубрикатором, имеющим отдельно установленный переводник с инжектором для подачи реагента ингибитора гидратообразования, сократилось на 14%. При этом на 32% снизился расход реагента ингибитора гидратообразования. Сократилась также металлоемкость лубрикатора и его общая длина.

Лубрикатор для геофизических исследований и работ в газовых скважинах, содержащий присоединительный фланец, превентор, приемную камеру, станцию подачи уплотнительной смазки, инжектор для подачи реагента-ингибитора гидратообразования в виде перфорированной гильзы, заполненной пористым материалом, и уплотнитель, включающий калиброванные втулки и хвостовик, отличающийся тем, что инжектор выполнен в виде концентрично установленного на хвостовике уплотнителя кожуха, в котором размещена перфорированная гильза с набивкой из пористого материала, являющаяся продолжением хвостовика и снабженная уплотнением, запирающим кольцевой канал между кожухом и хвостовиком, который сообщен со штуцером для подачи реагента-ингибитора гидратообразования.

findpatent.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *