СТРОПОВОЕ ПРОТИВОПОЛЕТНОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, касается эксплуатации установок электроцентробежных погружных насосов (УЭЦН), и может быть использована для предотвращения аварий, называемых «полет УЭЦН», которые могут быть вызваны падением в забой скважины частей электроцентробежных погружных насосов (ЭЦН) и насосно-компрессорных труб (НКТ) при разрушении (расчленении) комплектующих деталей и узлов ЭЦН.
Проблема страховки УЭЦН от полетов существует настолько давно, что наработана статистика, согласно которой более 70% «полетов» происходит по причине разрушения комплектующих узлов корпусов УЭЦН.
Известно противополетное строповое устройство для забойных механизмов, включая установки электроцентробежных погружных насосов, (Свидетельство РФ №10774, публ. 1999 г.). Устройство выполнено в виде двух разъемных по диаметру фланцев, с внутренними диаметрами, соответствующими диаметрам охватываемых поверхностей, размещенных и скрепленных в кольцо на трубе лифтовой колонны и нижнем фланцевом соединении погружной установки и двух диаметрально расположенных относительно продольной оси погружной установки и закрепленных обоими концами на фланцах стропов. Длина стропов выполнена с учетом образования зазора в месте расчленения погружной установки.
При этом один из фланцев закреплен на первой трубе лифтовой колонны, а второй - на шейке самого нижнего фланцевого соединения погружной установки. Разъемные фланцы обеспечивают возможность закрепления их на собранную погружную установку во время ее монтажа на скважине. Стропы обеспечивают удержание погружной установки или ее части от падения в забой скважины при разрушении крепежных деталей в каком-либо фланцевом соединении.
Зазор, который может быть образован при расчленении погружной установки, обеспечивает свободное вытекание перекачиваемой жидкости из погружной установки и лифтовой колонны в затрубное пространство, фиксируя таким образом момент расчленения погружной установки. Погружная установка вместе со строповым устройством поднимается на поверхность, где устройство демонтируется для использования на другой установке.
Как видно из описания, конструкция известного устройства предполагает его монтаж непосредственно на месторождении, что осложняет и замедляет процесс монтажа УЭЦН в целом. Кроме того, исходя из условия, что длина корпуса УЭЦН может достигать 50 метров, соответственно требуется большая протяженность строп. При большой протяженности строп невозможно выдержать их одинаковую длину, поэтому на практике вся нагрузка ложится на более короткую стропу, что снижает несущую способность конструкции в целом. Несимметричность прикладывемого усилия ведет к перекашиванию вытаскиваемой нижней части конструкции, и ее деформации, вызванной неизбежностью соприкосновения со стенами обсадной колонны. Этот негативный эффект усиливается большим расстоянием между местами крепления фланцев противополетного устройства, перекашивающим положение поднимаемой установки. Нарушение конструкции противополетного устройства в процессе эксплуатации выводит ее из строя по отношению ко всем секциям установки.
Задача настоящего технического решения заключается в создании более простого, мобильного, надежного и технологичного стропового противополетного устройства, позволяющего сократить время проведения монтажно-ремонтных работ на скважине.
Для решения поставленной задачи строповое противополетное устройство содержит два, разъемные по диаметру фланца, выполненные с возможностью установки на шейках концевых деталей электроцентробежного насоса и его узлов, фланцы соединены между собой
шестью стропами, выполненными с возможностью установки вдоль образующей корпуса насоса или его узлов, при этом длина каждого стропа выполнена состоящей из величины габаритной длины корпуса насоса или его узла, плюс 70-80 мм.
При использовании заявленного решения не требуется фиксация момента расчленения погружной установки, т.к. установка отключатся автоматически путем рассоединения валов в муфте электроцентробежного насоса, которое обеспечивается заданной длиной каждого стропа, состоящей из базовой длины защищаемого корпуса или узла ЭЦН плюс 70-80 мм. При этом большое количество строп позволяет обеспечить симметричность восприятия нагрузки, минимизируя деформирующее воздействие на стены обсадной колонны.
Таким образом, новый технический результат, который может быть достигнут заявленным решением, заключается в повышении надежности предотвращения аварий и сокращении времени проведения монтажно-ремонтных работ на скважине.
Полезная модель иллюстрируется рисунками, где на фиг.1, 2 изображен фланец устройства в сборе, на фиг.3 - устройство, установленное на газосепараторе.
Устройство содержит два разъемных по диаметру фланцев, выполненных в виде скоб, позволяющих соединить их в хомут 1 с помощью крепежных элементов 2. Хомуты по своей наружной поверхности соединены между собой шестью стропами 3. Для обеспечения рассоединения валов длина каждого стропа выполнена состоящей из базовой длины корпуса ЭЦН плюс 70-80 мм.
Устройство работает следующим образом. На шейки концевых деталей электроцентробежного насоса устанавливаются фланцы в виде скоб, которые фиксируются между собой в хомут. Монтаж завершается таким положением устройства, когда его стропы оказываются протянутыми вдоль образующей защищаемого узла ЭЦН, например, корпуса насоса. В процессе
эксплуатации, в случае разрушения корпуса насоса, происходит разделение УЭЦН на две части. Нижняя часть установки, стремясь упасть в забой скважины, виснет на стропах противополетного устройства, т.к. верхняя часть жестко соединена с вышестоящими элементами УЭЦН. При смещении нижней части установки происходит расчленение валов в соединительной муфте ЭЦН, и передача вращающего момента с электродвигателя прекращается.
В процессе демонтажа установки из скважины нижняя, подвешенная на стропах противополетного устройства часть, также будет поднята из скважины, и сложная, трудоемкая и дорогостоящая авария устранена за минимальный период времени.
Устройство можно эффективно устанавливать и на отдельные узлы электроцентробежного насоса, например для защиты газосепаратора. Как показывает практика, большинство аварий на нефтяных скважинах происходит при разрушении корпуса газосепаратора, как правило, вследствие гидроабразивного износа защитной гильзы, а затем и корпуса газосепаратора. Определяющими факторами данного разрушения является высокая кавитация, обусловленная присутствием в пластовой жидкости попутного газа, механические включения и т.д. Иными словами, именно газосепаратор первым принимает на себя негативные воздействия пластовой жидкости.
В этом случае на шейки концевых деталей газосепаратора устанавливаются фланцы в виде скоб, которые фиксируются между собой в хомут. Монтаж завершается таким положением устройства, когда его стропы оказываются протянутыми вдоль образующей корпуса газосепаратора. В процессе эксплуатации, в случае разрушения корпуса газосепаратора происходит разделение УЭЦН на две части. Нижняя часть ЭЦН включающая гидрозащиту и элктродвигатель, стремясь упасть в забой скважины, виснет на стропах противополетного устройства, т.к. верхняя часть газосепаратора жестко соединена с вышестоящими элементами УЭЦН. При смещении
нижней части установки происходит рассоединение валов в соединительной муфте ЭЦН, и передача вращающего момента с электродвигателя прекращается. Для обеспечения свободного рассоединения валов длина одного стропа, например, для газосепаратора пятого габарита, состоит из его габаритной длины, равной 806 мм. плюс +80 мм и составляет 886 мм.
Конструкция заявленного устройства технологична в эксплуатации и изготовлении, т.к. устройство может монтироваться на отдельные узлы ЭЦН в производственных условиях и не требует дополнительных операций при монтаже УЭЦН на скважине. Устройство легко модифицируется в зависимости от длины защищаемого узла ЭЦН (секции), для этого необходимо лишь поменять стропы. Трудоемкость изготовления устройства небольшая и легко ставится на серийное производство.