ЭЛЕВАТОР ДЛЯ НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫХ ТРУБ

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для использования в процессе ремонта наклонно-направленных и горизонтальных скважин.
Известен элеватор (Амиров А.Д., Овнатанов С.Т., Яшин А.С. «Капитальный ремонт нефтяных и газовых скважин», М., «Недра», 1975 г., см. стр.123-125), состоящий из корпуса с открытыми по бокам отверстиями под штропы, затвора присоединенного к корпусу посредством оси, на которой он вращается, подпружиненной собачки фиксирующей элеватор от самопроизвольного открытия.
Недостатками данной конструкции являются:
- во-первых, в процессе осуществления ремонтных работ в скважине предохранительные пальцы теряются, в связи с чем их привязывают к штропам лентой или веревкой, а это снижает культуру производства;
- во-вторых, предохранительные пальцы не имеют фиксации в вертикальных сквозных отверстиях корпуса и выпадают оттуда при повороте элеватора более 90°.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является элеватор для насосно-компрессорных труб (патент RU №2175047, МПК 8 Е21В 19/06 опубл. в бюл. №29 от 20.10.2001 г.), содержащий корпус, направляющие, узел захвата, включающий челюсти, соединенные между собой штоком с помощью шарнира и взаимодействующие с направляющими и с корпусом в процессе захвата и освобождения трубы, при этом поверхности челюстей, взаимодействующие с корпусом, имеют плоские поверхности с возможностью зацепления друг за друга до момента отклонения оси захвата в сторону от оси штока, причем кромки челюстей, входящие в зацепление с направляющими, размещены на указанных плоскостях.
Недостатками данной конструкции являются:
- во-первых, сложность конструкции, обусловленная большим количеством узлов и деталей;
во-вторых, низкая надежность работы, так как нагрузка (вес колонны труб) воспринимается только шарнирно соединенными между собой челюстями, которые со временем изнашиваются, что приводит к их перекосу и может вызвать несанкционированное раскрытие элеватора, что влечет за собой возникновение аварийной и травмоопасной ситуации на скважине.
- в-третьих, металлоемкость (большие габариты и вес), так как корпус элеватора выполнен литым, рассчитанный на большие нагрузки, по этому применение данного элеватора в наклонно-направленных и горизонтальных скважинах при небольшой длине колонны труб не удобен для рабочего персонала (тяжелый и громозкий в работе) при проведении спускоподъемных операций с трубами.
Задачей полезной модели является упрощение конструкции и повышение надежности работы устройства, а также снижение габаритов и веса.
Поставленная задача решается элеватором для насосно-компрессорных труб, содержащим корпус, оснащенный снизу губками, разделенными радиальной выборкой под трубу и снабженными поперечными плоскими поверхностями, узел захвата, имеющий плоские поверхности, взаимодействующие с плоскими поверхностями корпуса, и выполненные с возможностью поворота и фиксации в замкнутом состоянии.
Новым является то, что верхняя плоскость губок корпуса выполнена с возможностью взаимодействия с торцом муфты, обращенным в сторону трубы, а внутри губок выполнена кольцевая выборка с поперечными верхней и нижней плоскими поверхностями, взаимодействующими с замковым механизмом, выполненным в виде полого цилиндра с радиальной выборкой, соответствующей выборке корпуса с возможностью установки в кольцевой выборке и поворота относительно оси корпуса с замыканием по периметру трубы.
Также, новым является то, что узел захвата оснащен наружным рычагом, а корпус-поперечной замкнутой проточкой под рычаг узла захвата.
Также, новым является то, что корпус оснащен замковым механизмом, выполненным в виде подпружиненного стержня, выполненного с возможностью взаимодействия и фиксации рычага узла захвата в замкнутом состоянии.
На фигуре 1 изображен предлагаемый элеватор в продольном сечении.
На фигуре 2 изображено поперечное сечение А-А предлагаемого элеватора.
Элеватор для насосно-компрессорных труб содержит корпус 1 (см. фиг.1 и 2), оснащенный снизу губками 2 и 3, разделенными радиальной выборкой под трубу 4 (например насосно-компрессорную трубу), снабженными поперечными плоскими поверхностями 5 и 6, узел захвата 7, имеющий плоские поверхности, взаимодействующие с плоскими поверхностями 5 и 6 корпуса 1, и выполненные с возможностью поворота и фиксации в замкнутом состоянии.
Узел захвата 7 оснащен наружным рычагом 8, а корпус 1 поперечной замкнутой проточкой 9 под рычаг 8 узла захвата 7.
Корпус оснащен замковым механизмом, выполненным в виде подпружиненного посредством пружины 10 стержня 11, в свою очередь, выполненного с возможностью взаимодействия и фиксации рычага 8 узла захвата 7 в замкнутом состоянии (на фиг.2 показано условно).
Верхняя плоскость губок 2 и 3 корпуса 1 выполнена с возможностью взаимодействия с торцом муфты 12, обращенным в сторону трубы 4, а внутри губок 2 и 3 выполнена кольцевая выборка 13 с поперечными верхней 5 и нижней 6 плоскими поверхностями, взаимодействующими с замковым механизмом 7, выполненным в виде полого цилиндра с радиальной выборкой соответствующей выборке корпуса 1 с возможностью установки в кольцевой выборке 13 и поворота относительно оси корпуса 1 с замыканием по периметру трубы 4.
Элеватор для насосно-компрессорных труб работает следующим образом.
Перед использованием элеватора произвести его обвязку с кабелем 14 геофизической лебедки (на фиг.1 и 2 не показано), для чего посредством переводника 15 соединить кабельную головку 16 с корпусом 1.
Установить элеватор в наклонный желоб подъемника (при работе с наклонным устьем), после чего с помощью геофизической лебедки подвести элеватор к муфте трубы 4. Далее в положении «открыто» как показано на фигуре 2 через радиальную выборку под трубу 4, выполненную между губками 2 и 3 завести муфту 12 (см. фиг.1 и 2) в корпус 1. Затем оттянуть вниз стержень 11 замкового механизма, сжав пружину 10 и удерживая стержень 11 в оттянутом положении, поворотом рычага 8 на 180° в поперечной замкнутой проточке 9 относительно оси корпуса 1 против часовой стрелки установить рычаг 8 в положение 8' «закрыто».
После чего отпустить стержень 11 замкового механизма, при этом стержень 11 за счет возвратной силы пружины 10 занимает исходное положение (см. фиг.1), предупреждая самопроизвольное перемещение рычага 8 в поперечной замкнутой проточке 9 относительно корпуса 1.
В результате замковый механизм 7 (см. фиг.2), выполненный в виде полого цилиндра с радиальной выборкой, размещенный в кольцевой выборке 13 с поперечными верхней 5 и нижней 6 плоскими поверхностями, выполненными внутри губок 2 и 3 перекрывает радиальную выборку, выполненную между губками 2 и 3 корпуса 1, и замыкает по периметру трубу 4. Далее произвести натяжку кабеля 14 вверх, при этом нижний торец муфты 12 трубы 4 ложится на верхнюю плоскость губок 2 и 3 корпуса 1 и при последующей натяжке кабеля 14 вверх элеватор поднимает трубу 4 вверх.
Подъем трубы 4 вверх вести до тех пор, пока на устье скважины (на фиг.1 и 2 не показано) появится следующая труба 4' (на фиг.1 и 2 не показано), извлекаемая из скважины. После чего перехватить трубу 4' клиновой подвеской и в ручную или гидроключом отвернуть трубу 4 от муфты трубы 4'.
Далее завести и уложить трубу 4 на мостки и произвести отцепление элеватора от труб 4.
Для этого оттянуть вниз стержень 11 замкового механизма, сжав пружину 10 и, удерживая стержень 11 в оттянутом положении, поворотом рычага 8 на 180° в поперечной замкнутой проточке 9 относительно оси корпуса 1 по часовой стрелке установить рычаг 8' в положение 8 «открыто». После чего отпустить стержень 11 замкового механизма, при этом стержень 11 за счет возвратной силы пружины 10 занимает исходное положение (см. фиг.1), предупреждая самопроизвольное перемещение рычага 8 в поперечной замкнутой проточке 9 относительно корпуса 1.
В результате, замковый механизм 7 (см. фиг.2), выполненный в виде полого цилиндра с радиальной выборкой и размещенный в кольцевой выборке 13 с поперечными верхней 5 и нижней 6 плоскими поверхностями, выполненными внутри губок 2 и 3 открывает радиальную выборку, выполненную между губками 2 и 3 корпуса 1, и размыкает по периметру трубу 4. После чего через радиальную выборку, выполненную между губками 2 и 3 вывести трубу 4 с муфтой 12 из корпуса 1 элеватора. Таким образом, элеватор освободится от трубы 4.
В дальнейшем при проведении подъемных операций повторить вышеописанный цикл.
При спуске колонны труб последовательность проведения операций с элеватором такая же, как при подъеме, только захват труб производят не из скважины, а с мостков, на которые уложены трубы.
Предлагаемый элеватор для насосно-компрессорных труб имеет простую конструкцию, небольшую металлоемкость (габариты и вес), а так как корпус элеватора рассчитан на не большие нагрузки до 7 тонн, поскольку предназначен для применения в наклонно-направленных и горизонтальных скважинах при небольшой длине колонны труб то он легок и удобен в применении для рабочего персонала при проведении спуско-подъемных операций с трубами. Повышение надежности предлагаемого устройства связано с тем, что нагрузка (вес колонны труб) воспринимается не только губками корпуса, но и замковым механизмом, выполненным в виде полого цилиндра, что увеличивает долговечность работы элеватора и исключает несанкционированное срабатывание элеватора, а, также, возникновение аварийной и травмоопасной ситуации на скважине.