Многофункциональный комплект для защиты кондуктора с технической колонной труб в подводной скважине
MULTIFUNCTIONAL SET FOR PROTECTION OF CONDUCTOR WITH TECHNICAL PIPE STRING IN UNDERWATER WELL

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, а именно к многофункциональному комплекту, содержащему инструмент-пробку и защитную втулку, в совокупности, для защиты кондуктора с технической колонной труб при строительстве и эксплуатации подводных скважин.
Известен способ герметизации межколонного пространства устья Нефтегазодобывающей скважины между кондуктором и эксплуатационной колонной, RU №2249093 C1, Е21В 33/04, 27.03.2005.
Известны инструменты различного назначения, используемые при эксплуатации подводных скважин, RU №2627778 С2, Е21В 47/09, 11.08.2017; RU №2598259 С2, Е21В 23/04, Е21В 23/06, 20.09.2016; RU №2463448C2, E21B 44/00, Е21В 41/00, 10.10.2012.
Известны инструменты с различными функциональными возможностями, используемые при испытании подводных установок в нефтегазовых скважинах, US 2017/0241230 A1, Е21В 33/064, Е21В 34/04, Е21В 47/00, 24.08.2017; US 9470082 B1, Е21В 47/00, Е21В 33/064 18.10.2016; US 2015/0292315 A1, E21B 47/01, 15.10.2015.
Известны защитные втулки, пробки для устья подводных нефтегазовых скважин, US 2015/0034338 A1, Е21В 34/02, 05.02.2015; US 2013/0213661 A1, E21B17/10, E21B 33/043, 22.08.2013.
В известных устройствах признаков тождественных заявляемому изобретению не обнаружено.
В основу настоящего изобретения положено решение задачи, позволяющей создать новый комплект для защиты кондуктора, с установленной в нем технической колонной труб, при строительстве и эксплуатации подводной скважины, повысить функциональность и расширить возможности использования комплекта в целом и его устройств.
Технический результат настоящего изобретения заключается:
- в создании комплекта, содержащего инструмент-пробку и защитную втулку, в совокупности, для защиты кондуктора с технической колонной труб;
- в выполнении комплекта в целом с высокой функциональностью, а именно с обеспечением защиты при установке защитной втулки, а также герметизаций пространства с кондуктором;
- в выполнении в комплекте устройства в виде инструмента-пробки, с возможностью использования в качестве инструмента при спуске и подъеме защитной втулки, а также с возможностью использования в качестве пробки для герметизаций пространства с кондуктором;
- в выполнении в комплекте устройства в виде защитной втулки, с возможностью использования в качестве защиты кондуктора, а также в качестве опорного уступа, препятствующего осевому перемещению инструмента-пробки;
- в использовании для защиты кондуктора с технической колонной труб инструмента и защитной втулки при строительстве подводных скважин, а также в использовании для защиты кондуктора с технической колонной труб пробки и защитной втулки при эксплуатации подводных скважин с целью возможности проведения гидравлических испытаний.
Согласно изобретению многофункциональный комплект для защиты кондуктора с технической колонной труб в подводной скважине состоит из инструмента-пробки и защитной втулки. Кондуктор выполнен с пазами.
Причем инструмент-пробка комплекта содержит корпус и направляющую с упором, размещенную в корпусе.
Корпус выполнен с подпружиненными пальцами, уплотнителем с крышкой, поворотным кольцом и гайкой с пазом.
А на направляющей установлен клапан.
Клапан ограничен от осевого перемещения по направляющей посредством упора и выполнен с уплотнениями.
Уплотнения взаимодействуют с направляющей и с корпусом, соответственно.
И также на направляющей установлена пружина сжатия. А защитная втулка комплекта выполнена с проточкой и пазом и содержит срезной винт.
При этом в пазе установлены упругое разрезное кольцо с уступом и металлические разрезные кольца.
А паз гайки имеет возможность взаимодействия со срезным винтом защитной втулки.
Кроме того, поворотное кольцо на корпусе выполнено с возможностью поворота его оси и удерживания подпружиненных пальцев внутри корпуса, в том числе и с возможностью поворота до 45 градусов для удерживания подпружиненных пальцев в проточке защитной втулки.
А уступ упругого разрезного кольца имеет возможность удерживания защитной втулки при размещений в пазу кондуктора с перемещением срезного винта защитной втулки в паз гайки.
При этом инструмент-пробка имеет возможность использования в качестве инструмента для спуска и установки защитной втулки и для съема и подъема ее.
А также инструмент-пробка имеет возможность использования в качестве пробки для герметизации кондуктора с участием пружина сжатия, и в этом случае защитная втулка является опорным уступом, препятствующим осевому перемещению к забою инструмента-пробки.
Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «новизна».
За счет реализации отличительных признаков изобретения (в совокупности с признаками, указанными в ограничительной части формулы) достигаются важные новые свойства объекта.
Обеспечение защиты кондуктора с технической колонной труб установкой защитной втулки.
Использование инструмента-пробки в качестве инструмента и в качестве пробки.
Использование защитной втулки в качестве защиты кондуктора и в качестве опорного уступа.
Использование комплекта при строительстве подводных скважин для защиты кондуктора и одновременно при эксплуатации подводных скважин с целью проведения гидравлических испытаний.
Заявителю не известны какие-либо публикации, которые содержали бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат. В связи с этим, по мнению заявителя, можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «изобретательский уровень».
Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображены:
На фиг. 1 - «Многофункциональный комплект», инструмент-пробка и защитная втулка, в сборе;
На фиг. 2 - «Многофункциональный комплект», инструмент-пробка, разрез;
На фиг. 3 - «Многофункциональный комплект», узел А на фиг. 1, спуск защитной втулки;
На фиг. 4 - «Многофункциональный комплект», узел А на фиг. 1, подъем защитной втулки.
На фиг. 1-4 изображено:
Кондуктор - 1,
- пазы (в кондукторе 1) - 2.
Техническая колонна труб (в кондукторе 1) - 3.
Инструмент-пробка - 4.
Направляющая (Инструмента-пробки 4) - 5,
- упор (на направляющей 5) - 6.
Корпус (инструмента-пробки 4) - 7,
- подпружиненные пальцы (в корпусе 7) - 8.
Уплотнитель (корпуса 7) - 9,
- крышка (уплотнителя 9) - 10.
Клапан (в корпусе 7 на направляющей 5) - 11,
- уплотнение (для клапана 11, взаимодействующее с направляющей 5) - 12,
- уплотнение (для клапана 11, взаимодействующее с корпусом 7) - 13.
Пружина сжатия (между корпусом 7 и клапаном 11 на направляющей 5) - 14.
Защитная втулка (между кондуктором 1 и инструментом-пробкой 4) - 15,
- проточка (во втулке 15) - 16,
- паз (во втулке 15) - 17.
Срезной винт (во втулке 15) - 18.
Поворотное кольцо (на корпусе 7 с возможностью размещения в проточке 16) - 19.
Упругое разрезное кольцо (с размещением в пазе 17) - 20,
- уступ (кольца 20) - 21.
Металлические разрезные кольца (с размещением в пазе 17) - 22.
Гайка (инструмента-пробки 4) - 23,
- паз (в гайке 23 для взаимодействия со срезными винтами 18) - 24. См. фиг. 1:
Многофункциональный комплект для защиты кондуктора 1 с технической колонной труб 3 в подводной скважине состоит из инструмента-пробки 4 и защитной втулки 15.
Кондуктор 1 выполнен с пазами 2.
См, фиг. 2:
Инструмент-пробка 4 комплекта содержит корпус 7 и направляющую 5 с упором 6.
Направляющая 5 размещена в корпусе 7.
Корпус 7 выполнен с подпружиненными пальцами 8, уплотнителем 9 с крышкой 10, поворотным кольцом 19 и гайкой 23 с пазом 24.
А на направляющей 5 установлен клапан 11.
Клапан 11 ограничен от осевого перемещения по направляющей 5 посредством упора 6 и выполнен с уплотнениями 12 и 13.
Уплотнение 12 взаимодействует с направляющей 5, а уплотнение 13 с корпусом 7.
И также на направляющей 5 установлена пружина сжатия 14. См. фиг. 3, фиг. 4:
А защитная втулка 15 комплекта выполнена с проточкой 16 и пазом 17 и содержит срезной винт 18.
При этом в пазе 17 установлены упругое разрезное кольцо 20 с уступом 21 и металлические разрезные кольца 22.
Упругое разрезное кольцо 20 с уступом 21 выполнено, например, из фторопласта.
А паз 24 гайки 23 имеет возможность взаимодействия со срезным винтом 18 защитной втулки 15.
Кроме того, поворотное кольцо 19 на корпусе 7 выполнено с возможностью поворота его оси и удерживания подпружиненных пальцев 8 внутри корпуса 7, в том числе и с возможностью поворота до 45 градусов для удерживания подпружиненных пальцев 8 в проточке 16 защитной втулки 15.
А уступ 21 упругого разрезного кольца 20 имеет возможность удерживания защитной втулки 15 при размещении в пазу 2 кондуктора 1 с перемещением срезного винта 18 защитной втулки 15 в паз 24 гайки 23.
Следует иметь в виду, что гайка 23 выполняет две роли: фиксирует поворотное кольцо 19 На инструменте-пробке 4 в одном из двух положений и имеет паз 24 для взаимодействия со срезными винтами 18.
При этом инструмент-пробка 4 имеет возможность использования в качестве Инструмента для спуска и установки защитной втулки 15 и для съема и подъема ее.
А также инструмент-пробка 4 имеет возможность использования в качестве пробки для герметизации кондуктора 1 с участием пружина сжатия 14, и в этом случае защитная втулка 15 является опорным уступом, препятствующим осевому перемещению к забою инструмента-пробки 4.
Препятствие осевому перемещению к забою инструмента-пробки 4 обеспечивает сжатие пружины сжатия 14, перемещение клапана 11 в корпусе 7 и герметизацию его уплотнением 13 для проведения гидравлических испытаний по затрубью.
Использование многофункционального комплекта осуществляют следующим образом.
Для спуска защитной втулки 15 для защиты кондуктора 1 подпружиненные пальцы 8 на инструменте-пробке 4 утапливают в корпусе 7, поворотное кольцо 19 поворачивают на 45 градусов, подпружиненные пальцы 8 упираются в поворотное кольцо 19, а гайка 23 фиксирует поворотное кольцо 19 к корпусу 7.
Инструмент-пробку 4 заводят в защитную втулку 15 до упора, при этом пазы 24 гайки 23 будут размещены напротив срезных винтов 18 на защитной втулке 15, которые завинчивают до упора в гайку 23.
Инструмент-пробку 4 с защитной втулкой 15 спускают на бурильных трубах в кондуктор 1. Спуск осуществляют до упора их в посадочную поверхность технической колонны труб 3.
При этом упругое разрезное кольцо 20 зайдет в паз 2 на кондукторе 1 и зафиксируется одним из металлических разрезных колец 22 (нижним) от возможности сжатия.
При подъеме инструмента-пробки 4 на платформу упругое разрезное кольцо 20 упрется в паз 2 на кондукторе 1 и будет удерживать защитную втулку 15, а срезные винты 18 срежутся, и инструмент-пробку 4 поднимут, защитная втулка 15 останется в скважине.
Следует иметь в виду, что усилие для среза упругого разрезного кольца 20 выше, чем усилие для среза срезных винтов 18.
Для того, чтобы защитную втулку 15 поднять на инструменте-пробке 4, ослабляют гайку 23, поворачивают поворотное кольцо 19 вокруг оси, пока подпружиненные пальцы 8 не выйдут из него, при этом инструмент-пробку 4 спускают в скважину до упора в защитную втулку 15. Подпружиненные пальцы 8 начинают взаимодействовать с проточкой 16 на защитной втулке 15.
Поднимают инструмент-пробку 4 из скважины на Платформу вместе с защитной втулкой 15, висящей на подпружиненных пальцах 8, при этом уступ 21 на упругом разрезном кольце 20 срезается.
В случае необходимости проведения гидравлических испытаний, установленного на кондуктор оборудования (например, превентора), подпружиненные пальцы 8 на инструменте-пробке 4 утапливают в корпус 7, описанным выше способом, и инструмент-пробку 4 спускают до упора в защитную втулку 15.
При этом уплотнитель 9 герметизирует пространство между кондуктором 1 и корпусом 7, а клапан 11, осевым перемещением направляющей 5 от бурильных труб, сжимая пружину сжатия 14, переместится в корпус 7 и герметизирует его уплотнением 13, герметизируя и пространство под инструментом-пробкой 4.
Заявляемый комплект является многофункциональным Относительно комплекта в целом, а также многофункциональным относительно каждого из устройств в комплекте, кроме того, комплект имеет различные функциональные возможности использования.
Заявляемый «Многофункциональный комплект для защиты кондуктора с технической колонной труб в подводной скважине» может быть изготовлен промышленным способом, что подтверждают проектно-конструкторские проработки комплекта в целом и отдельных конструктивных узлов его устройств, а испытания опытной партии комплекта и изучение эксплуатационных режимов, предложенного технического решения, обусловливает, по мнению заявителя, соответствие его критерию «промышленная применимость».
Предложенное техническое решение позволяет создать новый комплект для защиты кондуктора, с установленной в нем технической колонной труб, при строительстве и эксплуатации подводной скважины, повысить функциональность и расширить возможности использования комплекта в целом и его устройств.