ЛУБРИКАТОР ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН

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, 10…30 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 повышение удобства монтажа и обслуживания, а так же упрощение конструкции.
Технический результат достигается тем, что в лубрикаторе для исследования нефтяных и газовых скважин, состоящем из присоединительного фланца, приемной камеры, узла уплотнения гибкого элемента (кабеля или скребковой проволоки) и установленных на верхнем и нижнем поворотных кронштейнах направляющих роликов:
- кронштейн верхнего ролика смонтирован непосредственно на верхней части приемной камеры и снабжен дополнительной стойкой установленной с возможностью быстросъемного соединения с кронштейном и с возможностью разворота посредством втулочно-осевого соединения, ось которого параллельна оси приемной камеры;
- нижний ролик выполнен с возможностью быстросъемного соединения с нижним кронштейном посредством легкосъемной оси и фиксатора, например, в форме булавки;
- щеки нижнего кронштейна ролика смонтированы на полувтулке, с возможностью ее быстросъемного соединения с корпусом приемной камеры посредством накидной гайки установленной на корпусе приемной камеры и имеющей внутреннюю кольцевую проточку соответствующей размеру верхнего торца полувтулки и посредством дополнительной кольцевой проточки соответствующей размеру нижнего торца полувтулки и образованной на присоединительном фланце, либо на присоединительном переходном элементе корпуса приемной камеры.
Такое конструктивное выполнение лубрикатора позволяет:
- во-первых, одному оператору (работающему на высоте и часто при неблагоприятных атмосферных условиях) производить установку лубрикатора последовательно: фланец, приемная камера, верхний и нижний кронштейны, поворотную стойку с роликом, а затем, после предварительного разворота стойки с роликом на угол 20…90°, необходимого для того, чтобы ролик не препятствовал вводу в приемную камеру прибора или инструмента в форме штанги, производить его размещение в приемной камере, предварительно соединенного с гибким элементом и с установленным на нем узлом уплотнения, а далее производить установку на приемной камере узла уплотнения, заправлять гибкий элемент на верхний ролик повернутого со стойкой в исходное положение, и затем с одновременной установкой нижнего ролика с использованием быстросъемного соединения заправлять гибкий элемент за нижний ролик;
- во-вторых, при необходимости принудительной кратковременной ручной подачи скребковой проволоки в приемную камеру, а такая необходимость появляется при повышенном давлении в скважине и при не большой массе инструмента или прибора, оператор может на время снять стойку с роликом с верхнего кронштейна для удобства подачи проволоки вручную;
- в третьих, верхнему ролику самоустанавливаться более точно в плоскость проходящую через ось вращения стойки и ось приемной камеры, что снижает износ узла уплотнения;
- в четвертых, повысить удобство работы оператору за счет компактных быстросъемных соединений кронштейнов и роликов, установка которых не требует использование дополнительного инструмента;
- в пятых, легко менять направление подачи гибкого элемента при изменении расположения агрегата «АИС-1» возле скважины, так как кронштейны роликов могут свободно поворачиваться вокруг оси приемной камеры;
- в шестых, выполнить лубрикатор сравнительно простым по конструкции при обеспечении требуемых функциональных свойств.
Заявленная полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 показано размещение лубрикатора на скважине, на фиг. 2 показана конструкция лубрикатора, а на фиг. 3…6 его элементы.
Лубрикатор для исследования нефтяных и газовых скважин состоит из присоединительного фланца 1, приемной камеры, узла уплотнения гибкого элемента (кабеля или скребковой проволоки) 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, ось которого параллельна оси приемной камеры 2. Нижний ролик 5 выполнен с возможностью быстросъемного соединения с нижним кронштейном 7 посредством легкосъемной оси 10 и фиксатора 11, например, в форме булавки, которые снабжены страховочными связями с кронштейном 7, например, цепочками. 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 корпуса приемной камеры 2. Переходной элемент 18 в предлагаемом варианте конструктивного исполнения лубрикатора является накидной гайкой ниппельного соединения 19 корпуса приемной камеры 2 с переходником 20, который ввернут в присоединительный фланец 1 по трубной резьбе НКТ (НКМ).
Порядок монтажа лубрикатора следующий. При закрытой буферной задвижке на фонтанную арматуру устанавливается присоединительный фланец 1 с предварительно ввернутым в него переходником 20, затем устанавливается и крепиться приемная камера 2 посредством ниппельного соединения 19, при этом предварительно на приемной камере монтируются игольчатый кран, манометр и верхний кронштейн 6. Далее устанавливаются стойка 8 с верхним роликом 4 посредством использования втулочно-осевого соединения 9, затем устанавливается кронштейн 7 без роликов, для чего отводят накидную гайку 15 вверх, прикладывают полувтулку 14 к корпусу, заводят нижний торец полувтулки 14 в кольцевую проточку 17 накидной гайки 18 и затем, наворачивая верхнюю накидную гайку 15 на корпус приемной камеры 2, фиксируют посредством кольцевой проточки 15 кронштейн 7 на корпусе приемной камеры.
Порядок работа лубрикатора следующий.
В кузове агрегата «АИС-1» предварительно размещенного с наветренной стороны от скважины проводится подготовительная работа к спуску в скважину приборов или инструмента, для чего на гибкий элемент заводится узел уплотнения 3 и затем крепиться спускаемый прибор или инструмент. Далее оператор перемещает прибор или инструмент с гибким элементом к верхней части лубрикатора, затем разворачивает стойку с роликом на угол 20…90° для того, чтобы ролик не препятствовал вводу в приемную камеру прибора или инструмента в форме штанги и производит его размещение в приемной камере, устанавливает на приемной камере узел уплотнения 3, разворачивает верхний ролик 4 со стойкой 8 в плоскость, проходящую через ось вращения стойки и ось приемной камеры, и, затем заправляет гибкий элемент на верхний ролик 4 и далее с одновременной установкой нижнего ролика с использованием быстросъемного соединения в виде оси 10 и фиксатора 12, подвешенных на цепочках 12 закрепленных на кронштейне 7, заправляет гибкий элемент за нижний ролик 5.
После перечисленных действий лубрикатор готов к проведению спуско-подъемным операциям приборов или инструмента, которые проводятся в следующей последовательности.
Поджатием сальника узла уплотнения 3 производится герметизация гибкого элемента, затем открывается буферная задвижка и осуществляется спуск приборов или инструмента в скважину лебедкой агрегата «АИС-1» на необходимую глубину. При необходимости принудительной кратковременной ручной подачи скребковой проволоки в приемную камеру, а такая необходимость появляется при повышенном давлении в скважине и при не большой массе прибора или инструмента, оператор снимает стойку 8 с роликом 4 с верхнего кронштейна 6 для удобства подачи проволоки вручную.
Извлечение приборов или инструмента и демонтаж лубрикатора производятся в обратной последовательности.
Таким образом, по мнению авторов, конструкция лубрикатора отличается относительной простотой и позволяет обеспечить легкий и безопасный монтаж-демонтаж лубрикатора на скважине и установку-выемку геофизических приборов и инструмента, а так же позволяет значительно снизить трудоемкость работ по исследованию скважин.