Лубрикатор для исследования скважин

Полезная модель относится к устьевому оборудованию и может быть использована при геофизических и гидродинамических исследованиях скважин в нефтегазодобывающей промышленности.
Известен лубрикатор для исследования скважин, который состоит из герметизированного корпуса с центральным осевым каналом и приемной секцией для размещения приборов на кабеле. В нижней части корпуса расположен захватный механизм, состоящий из заслонки, закрепленной на втулке, поворотного валика, на котором на его наружной части закреплен флажок с открывающимся упором, взаимодействующим с конечным выключателем (RU 2017949 С1 Е21В 47/00, 1990).
Известно также устройство для спуска приборов в скважину, содержащее герметизированный корпус, приемную секцию, поворачивающийся валик, к которому жестко закреплены внутри корпуса-заслонка, а снаружи - кулачок для взаимодействия с конечным выключателем. Возврат заслонки в закрытое положение осуществляется пружиной, установленной снаружи корпуса и взаимодействующей с валиком (Авторское свидетельство СССР №713992, кл. Е21В 47/00, 1980).
Главным недостатком этих устройств является низкая надежность работы, так как они при проведении подъемных операций не обеспечивают возможности предотвращения падения геофизических приборов в скважину при обрыве кабеля в результате заклинивания его в сальнике-грязесъемнике приемной секции лубрикатора. Такая ситуация очень часто возникает при спуске автономных глубинных приборов на проволоке.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является лубрикатор для исследования скважины, содержащий герметизированный корпус с центральным каналом для прохода скважинных приборов на кабеле, приемную секцию и механизм захвата, включающий герметично установленный в корпусе поворачивающийся валик, к которому жестко крепятся изнутри заслонка, перекрывающая центральный осевой канал, а снаружи - груз и упор для сигнализации о вхождении прибора в приемную секцию и для взаимодействия с конечным выключателем. Груз предназначен для возврата заслонки в закрытое положение после прохождения приборов в приемную секцию, и таким образом предотвращения их падения в скважину в случае отрыва при ударе о сальник лубрикатора.
Недостатками устройства являются сложность конструкции и инерционность применяемого груза. Вес груза должен быть достаточным для преодоления трения в уплотнительных кольцах валика. Но с увеличением веса груза растет маховый момент его относительно валика, что заставляет усиливать валик, а значит, увеличивать кольца, а это в свою очередь ведет к увеличению трения в сальнике и увеличению груза. Поскольку трение в уплотнениях подвержено значительным колебаниям и во многом зависит от перепада давлений, то часты случаи несрабатывания захватов (Авторское свидетельство СССР №891899, кл. Е21В 47/00, 1979, прототип).
Целью изобретения являются обеспечение надежности удержания прибора в приемной секции лубрикатора в случае обрыва кабеля с головки при нахождении прибора там или удержания прибора за оборванный конец кабеля или проволоки в случае их обрыва до вхождения прибора в приемную секцию. А также упрощение конструкции и повышение надежности устройства из-за отказа применения подвижных уплотняемых узлов, зависящих от изменения давления.
Поставленная цель достигается тем, что лубрикатор снабжен механизмом захвата и удержания оборванного конца кабеля или проволоки от ухода в скважину, который образован внутренней конусной поверхностью центрального канала в нижней части лубрикатора и внедряемыми в эту зону, перед началом операции подъема, шарами. Защемление кабеля каждым шаром в своей зоне повышает надежность захвата и удержания. Достигается это за счет того, что угол конусности выбран из условия самозаклинивания, а шары имеют различные размеры и вводятся в лубрикатор через окно в порядке возрастания их диаметра. Они образуют расположенные последовательно, но работающие параллельно, узлы захвата в количестве, соответствующем шарам. Эти же шары перекрывают центральный канал и удерживают прибор от падения в скважину в случае удара об лубрикаторную головку с последующим обрывом несущего кабеля. Для беспрепятственного пропуска прибора в пространство лубрикатора над шарами, во время подъема, на верхней части конусного участка выполнен кольцевой карман для временного приема, автоматически перемещаемых туда шаров. После прохода нижнего конца прибора уровень кармана шары, снова возвращаясь на свои места, перекрывают скважину. На уровне этого кармана выполнено и герметизируемое окно для ввода шаров в механизм захвата.
При анализе уровня техники, в целях проверки новизны заявляемого лубрикатора не обнаружены аналоги с перечисленной совокупностью вышеназванных признаков. Следовательно, описанное техническое решение соответствует критерию «новизна».
На фиг. 1 изображен лубрикатор в сборе на устье скважины; на фиг. 2 механизм захвата в момент проведения исследований; на фиг. 3 механизм захвата в процессе операции подъема прибора на проволоке; на фиг. 4 механизм захвата при пропуске прибора через себя, а на фиг. 5 в момент возможного обрыва проволоки или кабеля.
Лубрикатор для исследования скважин состоит из герметизированного корпуса с центральным каналом 8 и с лубрикаторной головкой (грязесъемник, герметизатор кабеля) 2, приемной секции 1, труба которой может служить стойкой для верхнего ролика 16 и механизма захвата 3, устанавливаемого на устьевой кабельный превентор 4.
Механизм захвата 3 предлагаемого лубрикатора состоит из конусной части 9 центрального прохода 8, кольцевого кармана 10 с плавным переходом 11 снизу и с «плавающей» шайбой 12 - ограничителем хода шаров, сверху и самих шаров 17. Карман 10, с боку, имеет герметизируемое окно 7 для пропуска шаров 17, а сверху устройство заканчивается переходом 13 со стандартной резьбой 14, например, резьба муфты 2,5'' НКТ, для приемной секции 1 лубрикатора. Механизм захвата 3 снизу имеет также стандартную резьбу 15, например, 2,5" НКТ, к устьевому кабельному превентору 4.
Лубрикатор работает следующим образом.
Его устанавливают на устьевое оборудование скважины 5 через кабельный превентор 4. При этом присоединительные узлы должны соответствовать применяемым в своем регионе стандартам и конструкциям. Отличительным звеном является только узел механизма захвата 3 лубрикатора, поэтому этот узел можно сочетать с любыми существующими лубрикаторами не теряя суть изобретения. После завершения исследовательских работ, перед окончательным подъемом прибора, закрывают на устье кабельный превентор 4 и после сбрасывания давление из лубрикатора, открывают окно 7 на механизме захвата 3. Затем, через него в лубрикатор внедряют шары 17, в порядке возрастания их диаметра, и снова герметизируют это окно 7. Завершают подготовительные работы открыванием превентора 4, и производят подъем прибора 18. Прибор 18 в лубрикатор заводят, переходя на ручной подъем, при этом шары 17, пропуская прибор 18 в приемную секцию 1, перекрывают скважину 8. Если процесс подъема будет не контролируемым, и произойдет удар об лубрикаторную головку 2 с последующим обрывом проволоки 6, прибор 18 все равно останется в приемном отсеке 1 лубрикатора. Если же проволока 6 оборвется в любом месте выше механизма захвата 3 по другим причинам, то шары 17, прищемляя проволоку 6, сохранят ее конец выше устья 4, понижая степень возникших осложнений.
Технический результат выражается в повышении надежности механизма захвата лубрикатора и упрощении конструкции в целом и для изготовления, и для эксплуатации.
Повышение актуальности применения лубрикатора по изобретению при работе с проволокой объясняется тем, что в последнее время из-за сильного развития автономных приборов в связи с улучшением их элементной базы и многократного увеличения времени беспрерывного пребывания в работе, их интенсивнее начали применять при исследовании скважин через межтрубное пространство. Этот вид исследования всегда связан с повышенной частотой случаев затяжек и осложнений с несущим тяговым элементом (кабелем, проволокой).
Повышение надежности лубрикатора по удержанию оборванного прибора дает возможность исключения, в определенных случаях, необходимости применения индикаторов вхождения прибора в лубрикатор, как лишнего элемента, так как, «человеческий фактор» не способен правильно отреагировать (предотвратить) в аварийных ситуациях. Если же требуется применение в лубрикаторе индикатора вхождения прибора, применение механизма захвата, предлагаемого лубрикатора, не противоречит существующим конструкциям, а дополняет и обогащает их, не теряя сущности собственного изобретения.