ЛОВИТЕЛЬ ШТАНГ

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности и может найти применение при ловильных работах в нефтяных скважинах при извлечении упавших или оторвавшихся насосных штанг.
Известен ловитель насоснх штанг (патент №2191246, опубл. 20.10.2002 г.), предназначенный для извлечения оставшейся в скважине колонны насосных штанг и для освобождения от захваченных штанг при невозможности их извлечения. Ловитель штанг содержит корпус, цангу, переводник с отверстиями. Корпус выполнен в виде трубы и присоединен к переводнику с одной стороны и к воронке - с другой. На внутренней стороне корпус имеет коническую поверхность, которая взаимодействует с конической наружной поверхностью цанги. На внутренней поверхности цанги нарезаны зубья по винтовой линии. На переводнике выполнены выступы, фиксирующие цангу от поворота относительно корпуса.
Недостатком известного ловителя является ненадежность захвата штанги цанговым механизмом.
Известен ловитель (патент №1707183, М. кл. 5, E1B 31/18, опубл. 23.01.1992 г.), предназначенный для извлечения труб, штанг и других инструментов. Ловитель содержит корпус с окнами и конический участок на внутренней поверхности. В полости корпуса расположены плашки с наклонными участками в верхней и нижней части их, плашки разведены пружиной. Над плашками расположена подпружиненная в осевом направлении нажимная втулка со стопорными элементами, расположенными в окнах корпуса. В нижней части нажимной втулки выполнены конические участки на наружной и внутренней поверхностях. Конический участок на внутренней поверхности нажимной втулки выполнен ответным наклонным участкам в верхней части плашек для взаимодействия с последними в рабочем положении.
Недостатком данного ловителя является сложность конструкции, имеющей три пружинных элемента. Кроме того, оси опорных элементов должны выдерживать значительное усилие подпружиненной нажимной втулки. В корпусе данного ловителя прорезаны окна для вывода стопорных элементов подпружиненной нажимной втулки, и этим нарушена целостность корпуса, поэтому ловитель обладает недостаточной грузоподъемностью при подъеме заклиненных штанг и насосно-компрессорных труб в эксплуатационной колонне. Кроме того, вывод стопорных элементов из окон корпуса может привести к заклиниванию ловителя в эксплуатационной колонне скважины. Нет надежного и качественного залавливания и извлечения тела оборванной штанги с длиной оборванного конца насосной штанги 1-2 и более метров, так как усилие зажима зависит от усилия, создаваемого пружиной над нажимной втулкой.
Известен /патент US 1728781, 1929 г./ ловитель насосных штанг так называемого «шлипсового типа», в котором захват насосных штанг выполнен в виде плашек-сухарей, конструктивно представляющих «шлипс» - полая цилиндрическая закаленная втулка, снизу распиленная на 3 лепестка под 120 град., нижняя часть лепестков утолщена и изготовлена в виде плашек-сухарей, плавающих по конусной поверхности корпуса, корпус ловителя присоединен к насосно-компрессорным трубам. Ловитель насосных штанг сконструирован по диаметру насосно-компрессорных труб и обеспечивает пропускание через свое проходное сечение всей длины только верхней оторванной штанги.
Данный ловитель обеспечивает захват и пропускание сквозь себя только верхней оборванной штанги при условии расположения оборванной штанги по центру эксплуатационной колонны.
Недостатком данного ловителя является невозможность ловли отвернутых штанг, когда вверху расположена муфта или резьбовое соединение насосной штанги, невозможность пропускания любого количества штанг, невозможность центрирования верхней оборванной или оторванной штанги по центру эксплуатационной колонны. Данный ловитель не обладает максимальной грузоподъемностью, так как зацепляет только гладкую поверхность насосных штанг и при максимальной нагрузке может соскользнуть. Плашки-сухари ловителя закалены и тверды, поэтому при непопадании по центру возможен излом и выпадение обломленных плашек-сухарей, что усугубляет аварийную ситуацию. Ловитель сконструирован по диаметру НКТ, поэтому при расположение оборванного конца насосной штанги у стенки эксплуатационной колонны он не может ее отцентрировать и, наоборот, может загнуть насосную штангу.
Известен комбинированный ловитель насосных штанг, содержащий корпус, состоящий из двух частей - верхней и нижней, каждая из которых имеет коническую поверхность и захват насосных штанг, выполненный в виде: в верхней части в виде плашек-сухарей /«шлипс»/, имеющих возможность осевого перемещения и в стороны от центра в конической поверхности корпуса /верхняя часть предназначена для захвата оборванного конца насосной штанги/ и в нижней части в виде цангового захвата, имеющего возможность осевого перемещения и в стороны от центра в конической поверхности корпуса и фиксирования под муфту, упорный и опорный бурты на головке насосной штанги /нижняя часть предназначена для захвата отвернутого конца муфты или резьбы насосной штанги/. Корпус ловителя соединен с головкой ловителя, к которой подсоединяется или насосная штанга, или кабель с проволокой (патент US 3549187, 1970 г.).
Данный комбинированный ловитель предназначен для ловли оборванных или отвернутых насосных штанг в колонне насосно-компрессорных труб.
Недостатком данного ловителя является его сложность, он как бы состоит из двух ловителей для ловли оборванных и отвернутых насосных штанг. Возможность проведения ловильных работ только внутри насосно-компрессорных труб, ненадежность крепления «шлипсового» и цангового захвата, ненадежность работы ловителя в скважинах с парафиносмолистыми отложениями - забивают корпус, присоединительная резьба штанговая, поэтому небольшая грузоподъемность. Невозможность работы внутри эксплуатационной колонны скважины.
Наиболее близким к предложенной полезной модели является ловитель, который содержит корпус, имеющий коническую поверхность и соединенный в верхней части с головкой, захват насосных штанг, упорный и опорный бурты на головке штанги, направляющую воронку. Захват выполнен в виде двух сменных плавающих по конусной поверхности корпуса плашек-сухарей под типоразмеры насосных штанг диаметром 25, 22 и 19 мм. Направляющая воронка имеет внутри коническую поверхность совместно с корпусом для обеспечения возможности отодвигания оборванного или отвернутого верхнего конца штанги от стенки эксплуатационной колонны и отцентрирования его. К головке ловителя подсоединены насосно-компрессорные трубы (НКТ) для спуска ловителя. Ловитель сконструирован по диаметру эксплуатационной колонны и имеет возможность пропускания сквозь свое проходное сечение насосных штанг, заклиненных в НКТ, а НКТ - в эксплуатационной колонне (Патент РФ №2267598, кл. Е21В 31/18, опублик. 10.01.2006-прототип).
Недостатком известного ловителя является ненадежность захвата штанги и множественность типоразмеров плашек-сухарей.
В предложенной полезной модели решается задача повышения надежности захвата штанги и универсальности залавливания штанг независимо от типоразмера.
Задача решается тем, что в ловителе штанг, включающем корпус, захват штанги и направляющую воронку с внутренней конической поверхностью, согласно полезной модели, корпус имеет вертикальную прорезь, в которой в качестве захвата штанги размещена подвижная плашка, имеющая внутреннюю скошенную боковую поверхность, а напротив прорези в корпусе закреплена неподвижная плашка со своей внутренней скошенной боковой поверхностью, кроме того, направляющая воронка выполнена со скошенной нижней частью в виде пера.
На фиг.1 представлен заявленный ловитель штанг в разрезе. Ловитель состоит из корпуса 1 с вертикальной прорезью 2, в которой размещена подвижная плашка 3, имеющая внутреннюю скошенную боковую поверхность 4. Напротив прорези 2 в корпусе 1 закреплена неподвижная плашка 5 со своей внутренней скошенной боковой поверхностью 6. Направляющая воронка выполнена в виде пера 7 с внутренней конической поверхностью 8. В верхней части корпуса 1 имеется отверстие 9 для прохода извлекаемой штанги 10. Ловитель спускают по колонне НКТ 11 на штангах 12. Извлекаемая штанга 10 имеет муфту 13.
Ловитель работает следующим образом.
Ловитель спускают по колонне НКТ 11 на штангах 12 до контакта направляющей воронки 7 с оборванной или отвинтившейся штангой 10. В случае выполнения направляющей воронки по прототипу возможно ее упирание в штангу 10 и невыполнение залавливания штанги 10. В случае выполнения направляющей воронки согласно предложенного технического решения в виде пера 7 при упирании в штангу 10 проворачивают всю компоновку с одновременным ее опусканием, что гарантирует размещение штанги 10 внутри направляющей воронки 7. При дальнейшем опускании ловителя штанга 10 своей муфтой 13 упирается в неподвижную плашку 5, скользит по скошенной боковой поверхности 6 с отклонением в сторону подвижной плашки 3, упирается в подвижную плашку 3, поднимает подвижную плашку 3 и проходит вверх выше неподвижной плашки 5. После перевода подвижной плашки 3 в верхнее положение муфта 13 штанги 10 скользит по скошенной боковой поверхности 4 подвижной плашки 3, отклоняется от подвижной плашки 5, проходит вверх выше подвижной плашки 3. Подвижная плашка 3 под действием собственного веса опускается вниз и занимает положение напротив неподвижной плашки 5. Пространство между плашками 3 и 5 становится меньше диаметра муфты 13. Штанга 10 захвачена. Ловитель поднимают из скважины по колонне НКТ 11 на штангах 12.
В случае использования двух подвижных плашек возникает опасность их подъема вместе с муфтой без их расхождения в стороны, что может привести к невыполнению залавливания.
Применение подвижной и неподвижной плашки позволяет залавливать штанги любого типоразмера, т.к. залавливание и удержание проводится за муфту, а не за тело штанги. В нижнем положении расстояние между плашками менее размера любой муфты.
Применение предложенного ловителя позволит повысить надежность захвата штанги и залавливать штанги независимо от типоразмера.