УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЛОВИЛЬНЫХ РАБОТ В СКВАЖИНЕ

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для проведения ловильных работ в скважине.
В отечественной практике при ловле аварийных труб используют различные механические или гидравлические роторы, посредством которых осуществляется вращение спущенных в аварийную скважину колонны труб, например, бурильные трубы, насосно-компрессорные трубы, стальные бурильные трубы, с ловильным инструментом, таким как труболовки, овершоты, колокола, метчики и др. [Амиров А.Д. и др. Справочная книга по текущему и капитальному ремонту нефтяных и газовых скважин - М.: Недра, 1979. - 309 с.].
На сегодняшний день большинство скважин вступили в позднюю стадию разработки, которая характеризуется низкими устьевыми параметрами и поступлением на забой скважины пластовой воды. Применение традиционных способов проведения ловильных работ с использованием роторов или забойных двигателей, для вращения колонны труб, подразумевает глушение скважины, что на данной стадии разработки может привести к выбытию скважины из эксплуатации. Для проведения ремонта без глушения скважины можно использовать колтюбинговую установку, при этом основной проблемой является отсутствие возможности вращения гибкой трубы.
Известно ловильное устройство для извлечения прихваченной колонны гибких труб с помощью гибкой трубы, содержащее обратный клапан, забойный двигатель, ловитель, переводник, гидравлический якорь, глубинный гидравлический домкрат [RU 155017 U1, Е21В 31/20 (2006.01), опубл. 20.09.2015].
Недостатком известного устройства является сложность спуска компоновки устройства на гибкой трубе по причине различия диаметров ее элементов и возможном затруднении при прохождении через герметизатор, а также зацепление элементов в местах соединения колонны насосно-компрессорных труб.
Известен головной узел, выполненный с возможностью спуска в бурильную колонну и извлечения ее, который содержит ловильный головной узел с ловильным острием и фиксирующее устройство, соединенные друг с другом и с труболовкой [US 2012/0074722 А1, МПК Е21В 31/20 (2006.01), опубл. 2012]. Фиксирующее устройство обеспечивает возможность перемещения головного узла в бурильной колонне с предотвращением перемещения в осевом направлении (поворота).
Недостатком известного устройства является отсутствие механизма поворота колонны, вследствие чего, для этих целей используется ротор. В связи с этим отсутствует возможность проведения ловильных работ без глушения скважины.
Техническая проблема заключается в необходимости создания устройства новой конструкции в рамках импортозамещения, которое обеспечит проведение ловильных работ в скважине, с возможностью преобразования осевой нагрузки трубы во вращательное движение ловильного инструмента, в том числе в труднодоступной местности.
Технический результат создания полезной модели заключается в обеспечении возможности создания устройства, предназначенного для проведения ловильных работ в скважине, в том числе в труднодоступной местности, при условии преобразования осевой нагрузки трубы во вращательное движение ловильного инструмента.
Технический результат достигается тем, что устройство для проведения ловильных работ в скважине содержит последовательно соединенные средство приложения осевой силы, винтовой несамотормозящий механизм и ловильный инструмент, винтовой несамотормозящий механизм содержит ведущее звено - полый цилиндрический вал, соединенный со средством приложения осевой силы и ведомое звено - полый цилиндрический корпус, установленный с возможностью вращения вокруг своей оси, при этом в нижней части полого цилиндрического корпуса закреплен ловильный инструмент.
Существует вариант, в котором указанное средство приложения осевой силы представляет собой колонну насосно-компрессорных труб.
Существует также вариант, в котором указанное средство приложения осевой силы представляет собой колонну бурильных труб.
Возможен вариант, в котором указанное средство приложения осевой силы представляет собой гибкую трубу.
На фиг. 1 схематично изображено устройство для проведения ловильных работ в скважине, в котором показано расположение полого цилиндрического вала в крайнем верхнем положении.
На фиг. 2 схематично изображено устройство для проведения ловильных работ в скважине, в котором показано расположение полого цилиндрического вала в крайнем нижнем положении.
Устройство для проведения ловильных работ в скважине (фиг. 1 и фиг. 2) содержит последовательно соединенные средство приложения осевой силы 1, винтовой несамотормозящий механизм 2 и ловильный инструмент 3, например, труболовка в состав которой входят плашки.
Винтовой несамотормозящий механизм 2 содержит (фиг. 1) ведущее звено - полый цилиндрический вал 4, соединенный со средством приложения осевой силы 1, например, колонной НКТ, или колонной бурильных труб, или гибкой трубой, посредством муфты 5 и ведомое звено - полый цилиндрический корпус 6, установленный с возможностью вращения вокруг своей оси. Полый цилиндрический вал 4 и полый цилиндрический корпус 6 представляют собой винтовую пару.
При этом на наружной поверхности полого цилиндрического вала 4 выполнены ограничители хода 7 и 8, которые предназначены для ограничения хода полого цилиндрического вала 4 от осевого перемещения вверх или вниз. В средней части наружной поверхности полого цилиндрического вала 4 выполнены витки 9. Внутренняя полость 10 полого цилиндрического вала 4 служит для обеспечения циркуляции промывочной жидкости.
В верхней и нижней частях полого цилиндрического корпуса 6 размещены уплотнительные кольца 11 и 12. В средней части внутренней поверхности полого цилиндрического корпуса 6 выполнены витки 13. Внутренняя полость 14 полого цилиндрического корпуса 6 заполнена смазкой, например, солидолом.
В нижней части полого цилиндрического корпуса 6 закреплен посредством переводника 15 ловильный инструмент 3.
В качестве винтового несамотормозящего механизма 2 могут быть использованы винтовые передачи с малым трением скольжения или винтовые передачи качения.
Устройство работает следующим образом.
В аварийную скважину, до головы извлекаемого предмета, например, бурильных или насосно-компрессорных труб, спускают устройство, например, с помощью передвижного подъемного агрегата с использованием колонны НКТ в качестве средства приложения осевой силы 1.
При упоре устройства в извлекаемый предмет, например в трубу НКТ, поступательное движение средства приложения осевой силы 1 преобразуется во вращательное движение ловильного инструмента 3.
А именно, при действии осевой силой F происходит стопорение ведущего звена - полого цилиндрического вала 4 и его поступательное перемещение вниз. Ведомое звено - полый цилиндрический корпус 6 начинает вращаться, приводя во вращательное движение ловильный инструмент 3 в качестве которого используют, например, труболовку.
При повороте труболовки и последующем ее приподъеме раздвигаются плашки, которые своими гребенчатыми зубьями врезаются во внутреннюю поверхность ловимых труб.
После завершения запланированных работ, производят извлечение из скважины устройства с захваченной трубой.
Возможен вариант, когда спуск устройства можно осуществить при помощи буровой установки с использованием колонны бурильных труб в качестве средства приложения осевой силы 1.
При проведении технологических операций с использованием буровой установки, позволяет вращать ловильный инструмент без использования механического или гидравлического ротора. Роторы используют для того, чтобы провернуть колонну труб в скважинных условиях. Для этого требуется большой крутящий момент, так как необходимо преодолеть сопротивление в местах контакта колонны спускаемых труб и обсадной колонной. В некоторых случаях ротор может не выдержать и выйти из строя. Кроме этого роторы имеют большие габаритные размеры и вес, что затрудняет его доставку на скважину, особенно в труднодоступной местности. Также экономится время, которое затрачивается на монтажные работы.
Возможен также вариант, когда спуск устройства можно осуществить при помощи колтюбинговой установки с использованием гибкой трубы в качестве средства приложения осевой силы 1.
При проведении технологических операций с использованием колтюбинговой установки, позволяет проводить ловильные работы без глушения скважины, что благоприятно сказывается на состоянии призабойной зоны пласта ремонтируемой скважины, сокращает материальные и временные затраты на ремонт.
Таким образом, заявляемое устройство обеспечивает проведение ловильных работ в скважине за счет преобразования осевой нагрузки трубы во вращательное движение ловильного инструмента, что позволяет расширить арсенал технических средств, применяемых для проведения ловильных работ в скважине, особенно в труднодоступной местности.