УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ПАДЕНИЯ СКВАЖИННОГО ОБОРУДОВАНИЯ НА ЗАБОЙ

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для предотвращения падения скважинного оборудования на забой скважины.
Известно устройство для предупреждения падения посторонних предметов в скважину, содержащее корпус, эластичные элементы, выполненные в виде сегментных лепестков, шарнирно соединенные с корпусом посредством осей, и привод (авт. свид. СССР №462017, Е 21 В 31/00, 1971).
Сложность данной конструкции делают работу устройства ненадежной.
Известно устройство для предотвращения падения подземного оборудования на забой скважины, содержащее ствол с кольцевым выступом, опорным и предохранительным кольцами, установленными на стволе с возможностью взаимодействия, амортизирующий узел, выполненный в виде установленного под опорным кольцом уплотнительного элемента с конусом, и заякоривающий механизм, выполненный в виде подвижной гильзы с окнами, в которых установлены размещенные над кольцевым выступом ствола шары (авт. свид. СССР №874968, Е 21 В 23/00, 1981). Устройство выбрано за прототип.
Недостатком устройства является то, что оно срабатывает только при достижении падающим оборудованием большой скорости, что приводит к резкому торможению и, как следствие, к поломке скважинного оборудования и обсадной колонны, а это делает работу устройства ненадежной.
Поставлена задача: повысить надежность спуска скважинного оборудования и исключить повреждения обсадной колонны при механическом торможении.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для ограничения скорости спуска скважинного оборудования по прототипу, новым является то, что ствол выполнен с прорезями в виде прямоугольника, при этом сторона прямоугольника параллельная стволу длиннее стороны прямоугольника, прилежащей к стволу, между стволом и подвижной гильзой размещена пружина с возможностью перемещения вдоль ствола, под подвижной гильзой установлена диафрагма, выполненная в виде П-образной формы.
Прорези, выполненные в виде прямоугольника на стволе, необходимы для перетока жидкости. Диафрагма со сквозным отверстием по центру, перекрывающая обсадную колонну, армирована медной проволокой и выполнена из эластичного материала, например, нефтестойкой резины. Диаметр диафрагмы меньше диаметра обсадной колонны. Диафрагма, выполненная в виде П-образной формы, обеспечивает полное перекрывание обсадной колонны при торможении. Пружина жесткая.
Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что благодаря наличию прямоугольных прорезей в стволе, пружины и самоуплотняющейся диафрагмы меняется площадь перетока жидкости через эти прорези. Гидравлическое сопротивление скважинной жидкости изменяется также плавно, в результате чего обеспечивается плавное торможение и остановка скважинного оборудования.
Реализация заявленного технического решения позволяет повысить надежность спуска скважинного оборудования, исключить причины, вызывающие повреждение обсадной колонны при механическом торможении.
На чертеже приведено устройство для ограничения скорости спуска скважинного оборудования.
Устройство включает ствол 1, с прорезями 2 для перетока жидкости. На стволе 1 установлена подвижная гильза 3, под ней установлена диафрагма 4, перекрывающая обсадную колонну 5. Диафрагма 4 по центру со сквозным
B
B
отверстием 6 закреплена под подвижной гильзой 3 при помощи болтов 7, шайбы 8 и гаек 9. Между стволом 1 и подвижной гильзой 3 установлена пружина 10. Винты 11 ограничивают движение гильзы 3 относительно ствола 1. Устройство устанавливают в обсадной колонне 5, верхняя часть ствола 1 соединена со скважинным оборудованием 12 (насосной установкой или насосно-компрессорными трубами). На стволе 1 установлен центратор, обеспечивающий надежную работу диафрагмы, т.е. предохраняет ее от повреждения при торможении. Устройство работает следующим образом. При увеличении скорости спуска скважинного оборудования 12 больше допустимого значения - 0,5 м/сек - (причиной может быть отказ тормозной системы или обрыв скважинного оборудования) сила гидравлического сопротивления скважинной жидкости F, воздействующая на диафрагму 4, увеличивается. Преодолевая сопротивление пружины 10, скважинная жидкость плавно перемещает подвижную гильзу 3 вверх по стволу 1. Площадь сечения прямоугольных прорезей 2 для перетока жидкости уменьшается, это приводит к дополнительному увеличению силы F и уменьшению скорости спуска скважинного оборудования 12. При полном перекрытий прямоугольных прорезей 2, скважинное оборудование 12 плавно остановится и будет удерживаться на месте силой сопротивления жидкости к сжатию. Допустимая скорость спуска скважинного оборудования 12 обеспечивается выбором параметров пружины 10 и размерами прямоугольных прорезей 2 ствола 1. Для приведения устройства в исходное положение необходимо стволу 1 придать движение вверх при помощи скважинного оборудования, при этом переток жидкости через прямоугольные прорези 2 возобновляется.
Таким образом, формирование силы, противодействующей аварийному спуску скважинного оборудования, за счет гидравлического сопротивления скважинной жидкости, путем плавного изменения площади сечения канала перетока жидкости, существенно повышает надежность спуска и исключает причины, вызывающие повреждения обсадной колонны вследствии резкого
торможения. Кроме того, заявляемая конструкция устройства существенно проще известных.