СКВАЖИННЫЙ ГИДРОДОМКРАТ

Предложение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано при извлечении из обсаженной скважины аварийного прихваченного внутрискважинного оборудования.
Известны скважинные гидродомкраты, состоящие из силовых гидроцилиндров и гидроякоря (В.А.Харьков. Капитальный ремонт нефтяных и газовых скважин. - М., Недра, 1969 г., стр.131. Тематические научно-технические обзоры серии "Бурение", ВНИИОЭНГ, 1977 г., стр.10).
Основным недостатком этих устройств является отсутствие жесткой связи штока домкрата с ловильной колонной и ловильным инструментом, что не позволяет им передавать усилие от грузоподъемной установки на прихваченный объект. Это обстоятельство обусловливает необходимость включать в конструкцию гидродомкрата дополнительные силовые гидроцилиндры, увеличивая его размеры и усложняя технологию проведения ремонтных работ.
Наиболее близким по технической сущности является скважинный гидродомкрат (патент RU №2285110, МПК 7 Е21В 31/113, опуб. в бюл. №28 от 10.10.2006 г.), спускаемый на ловильной колонне насосно-компрессорных или бурильных труб в скважину, содержащий, по меньшей мере, два силовых гидроцилиндра, гидравлический якорь, корпус которого соединен с корпусом силовых гидроцилиндров, перепускной циркуляционный клапан, полый ствол, соединенный с ловильной колонной, отличающийся тем, что он снабжен гидравлическими разделителями с плавающими сальниками, установленными между силовыми гидроцилиндрами, и между гидравлическим якорем и силовым гидроцилиндром, один из силовых гидроцилиндров снабжен подпружиненным поршнем и состоит из двух цилиндров, соединенных резьбой, причем поршни всех силовых гидроцилиндров имеют кольцевые уплотнения и кольцевую полость для размещения смазки внутренней поверхности силовых гидроцилиндров, напротив каждого силового гидроцилиндра и гидравлического якоря в полом стволе выполнены отверстия, сообщающие его полость с полостью силовых гидроцилиндров и гидравлического якоря, причем диаметр отверстий напротив силовых гидроцилиндров меньше чем диаметр отверстий напротив гидравлического якоря, при этом в нижней части полого ствола имеется седло бросового запорного шара и присоединительная резьба для ловильного инструмента, а верхняя его часть соединена с корпусом перепускного циркуляционного клапана, в котором имеется резьба для присоединения ловильной
колонны, при этом корпус перепускного циркуляционного клапана соединен с корпусом гидравлического якоря с помощью срезных штифтов.
Недостатками данного устройства являются:
во-первых, сложность конструкции, связанная с большим количеством узлов и деталей, таких как перепускной циркуляционный клапан, гидроцилиндр, состоящий из двух цилиндров, соединенных между собой резьбой, полости в которые помещена смазка, плавающие сальники, что повышает себестоимость устройства;
во-вторых, устройство не позволяет произвести циркуляцию технологической жидкости сквозь гидродомкрат и через находящийся ниже и жестко соединенный с ним ловильный инструмент в тот момент, когда становится возможным подъем прихваченного объекта без помощи гидродомкрата или в процессе подъема.
Задачей полезной модели является упрощение конструкции гидродомкрата с возможностью промывки прихваченного объекта через гидродомкрат и ловильный инструмент непосредственно перед подъемом и в процессе подъема аварийного прихваченного оборудования.
Поставленная задача решается скважинным гидродомкратом, спускаемым на ловильной колонне насосно-компрессорных или бурильных труб в скважину, содержащим, по меньшей мере, два силовых гидроцилиндра, один из которых снабжен подпружиненным поршнем, а также гидравлический якорь, корпус которого соединен с корпусом силового гидроцилиндра, полый ствол, причем напротив каждого силового гидроцилиндра и гидравлического якоря в полом стволе выполнены отверстия, сообщающие его полость с полостью силовых гидроцилиндров и гидравлического якоря, причем диаметр отверстий напротив силовых гидроцилиндров меньше чем диаметр отверстий напротив гидравлического якоря, при этом в нижней части полого ствола имеется седло бросового запорного шара и присоединительная резьба для ловильного инструмента, резьбу для присоединения ловильной колонны, срезные штифты.
Новым является то, что полый ствол срезными штифтами соединен с корпусом гидравлического якоря, при этом поршень второго силового гидроцилиндра подпружинен относительно корпуса, причем седло запорного шара выполнено в виде подвижной втулки, герметично закрепленной на срезных винтах в полом стволе в нижней его части, при этом в полом стволе ниже подвижной втулки выполнены обводные каналы и фиксатор осевого перемещения подвижной втулки, причем резьба для присоединения ловильной колонны выполнена на верхнем конце полого ствола.
На фигуре изображен предлагаемый гидродомкрат в продольном разрезе перед установкой в скважине.
Гидродомкрат, спускаемый на ловильной колонне 1 насосно-компрессорных или бурильных труб в скважину (на фиг. не показано), содержит, по меньшей мере, два силовых гидроцилиндра 2 и 3, каждый из которых снабжен подпружиненными посредством пружин 4 и 5, соответственно, поршнями 6 и 7, а также гидравлический якорь 8, корпус 9 которого соединен с корпусом силового гидроцилиндра 2, полый ствол 10. Напротив каждого силового гидроцилиндра 2 и 3 и гидравлического якоря 8 в полом стволе 10 выполнены отверстия 11, 12 и 13, соответственно, сообщающие полость 14 полого ствола 10 с полостью силовых гидроцилиндров 2 и 3 и гидравлического якоря 8, причем диаметр отверстий 11 и 12 напротив силовых гидроцилиндров 2 и 3, соответственно меньше чем диаметр отверстий 13 напротив гидравлического якоря 8. Полый ствол 10 срезными штифтами 15 соединен с корпусом 9 гидравлического якоря 8.
Поршни 6 и 7, соответственно, силовых гидроцилиндров 2 и 3 соединены с полым стволом 10 жестко.
Седло запорного шара 16 выполнено в виде подвижной втулки 17, герметично закрепленной на срезных винтах 18 в полом стволе 10 в нижней его части, при этом в полом стволе 10 ниже подвижной втулки 17 выполнены обводные каналы 19 и фиксатор 20 осевого перемещения подвижной втулки 17, причем ловильная колонна 1 присоединена к верхнему концу полого ствола 10 с помощью резьбы 21, а на нижнем конце полого ствола 10 выполнена присоединительная резьба 22 для ловильного инструмента (на фиг. не показано). В корпуса силовых гидроцилиндров 2 и 3 с целью исключения «поршневания» выполнены технологические отверстия 23 и 23', соответственно.
Несанкционированные перетоки жидкости исключаются уплотнительными элементами 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30.
Скважинный гидродомкрат работает следующим образом.
Перед спуском гидродомкрата в скважину, при сборке в его компоновку включают в сборе силовые гидроцилиндры 2 и 3, соединенные между собой резьбой 31. К нижней части полого ствола 10 гидродомкрата посредством присоединительной резьбы 22 подсоединяют ловильный инструмент, а с помощью присоединительной резьбы 21 полого ствола 10 присоединяют к нему ловильную колонну 1, на которой спускают его в скважину. В результате этого образуется жесткая связь между ловильной колонной 1 и ловильным инструментом через полый ствол 10, поэтому на ловильный инструмент могут передаваться сжимающие, растягивающие усилия, крутящий момент, осевое перемещение. Достигнув интервала прихваченного оборудования (на фиг. не показано) в скважине, производят его захват ловильным инструментом, а при необходимости
осуществляют промывку «головы» прихваченного оборудования циркуляцией технологической жидкости через ловильную колонну 1, полый ствол 10 гидродомкрата и ловильный инструмент.
Затем производят натяжку ловильной колонны в пределах технической возможности подъемного агрегата, бросают в ловильную колонну запорный шар 16 и создают избыточное давление в полости 14 полого ствола 10, в результате чего происходит следующее: так как отверстие 13 больше отверстий 11 и 12, вначале выдвигаются и упираются в стенку обсадной колонны (на фиг. не показано) сухари гидравлического якоря 8, а затем смещаются вверх поршни 6 и 7 силовых гидроцилиндров 2 и 3, соответственно, а вместе с ними и полый ствол 10, поскольку они соединены между собой жестко, а так как корпуса силовых гидроцилиндров 2 и 3 жестко соединены между собой и зафиксированы относительно обсадной колонны гидравлическим якорем 8, то усилие, возникающее в гидродомкрате, будет суммироваться с усилием натяжения ловильной колонны 1 и передаваться на ловильный инструмент. При перемещении прихваченного объекта срезаются штифты 15 и полый ствол 10 перемещается вверх, в результате чего поршни 6 и 7, соответственно, силовых гидроцилиндров 2 и 3 сжимают соответствующие пружины 4 и 5, при этом корпуса силовых гидроцилиндров 2 и 3 остаются неподвижным. Это действие отмечается на поверхности по показанию индикатора веса.
После этого снижают давление в ловильной колонне, в результате чего сухари гидравлического якоря 8 возвращаются в исходное положение и под действием возвратной силы пружин 4 и 5, соответственно поршней 6 и 7, гидродомкрат автоматически возвращается в исходное положение. Затем пытаются поднимать прихваченный объект. Если его подъем невозможен усилием подъемного агрегата, то вновь создают избыточное давление в ловильной колонне 1 и при необходимости процесс повторяется необходимое количество раз, при этом избыточное давление, создаваемое в ловильной колонне 1, должно быть не более давления разрушения срезных винтов 18 подвижной втулки 17.
Когда становится возможным подъем аварийного прихваченного объекта без помощи гидродомкрата, создают избыточное давление в ловильной колонне 1 и полом стволе 10 до разрушения срезных винтов 18, при этом подвижная втулка 17 перемещается вниз и упирается в фиксатор 20 осевого перемещения подвижной втулки 17, при этом жидкость из полого штока 10 через обводные каналы 19 устремляется вниз и через ловильный инструмент поступает на «голову» аварийного прихваченного оборудования, промывая его и облегчая извлечение скважинного оборудования, как непосредственно
перед извлечением, а при необходимости и в процессе извлечения в случае появления «затяжек». После чего извлекают всю компоновку вместе с аварийным прихваченным оборудованием на поверхность.
Предлагаемый скважинный домкрат имеет простую конструкцию и имеет возможность промывки прихваченного объекта через гидродомкрат и ловильный инструмент непосредственно перед подъемом и в процессе подъема аварийного о инструмента из скважины, что позволяет ускорить процесс подъема, а значит сократить время на извлечение оборудования и сэкономить финансовые затраты.