Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ И СПУСКА КЕРНОПРИЕМНЫХ ТРУБ

Предлагаемая группа изобретений относится к нефтяной промышленности, а именно к вспомогательному инструменту при бурении скважин с отбором керна.

Известен способ извлечения керноприемных труб с керном из керноотборного снаряда, при котором на верхнюю часть верхней секции керноприемника устанавливают захват, содержащий проушину с отверстием для соединения с грузоподъемным механизмом, соединяют крюк вспомогательной лебедки с отверстием проушины захвата, поднимают керноприемник до полного извлечения верхней секции из керноотборного снаряда, разделяют верхнюю и нижнюю секции керноприемника устройством для разрезания и удерживания керна, спускают верхнюю секцию керноприемника на приемные мостки (патент РФ №2570690, Е21В 25/00, опубл. 10.12.2015, БИ №34).

Недостатком данного способа является возникающий при спуске прогиб керноприемной трубы и, как следствие, разрушение находящегося внутри керна. Данные негативные последствия существенно затрудняют дальнейшее комплексное исследование керна. Во избежание прогиба керноприемной трубы ее поддерживают в средней части. Но это полностью не решает проблему прогиба трубы и является небезопасным приемом для рабочего персонала.

Наиболее близким к заявляемому способу в группе изобретений по технической сущности является способ, реализованный в устройстве для извлечения и спуска керноприемных труб, при котором с помощью первой вспомогательной лебедки с приемных мостков поднимают устройство, устанавливают его на пол буровой вышки, на верхнюю часть керноприемной трубы устанавливают колпак с отверстием под крюк вспомогательной лебедки и хомут с двумя выступами под пазы пластин рамы, с помощью второй вспомогательной лебедки поднимают керноприемную трубу до полного извлечения верхней секции из керноотборного снаряда, разделяют верхнюю и нижнюю секции керноприемных труб устройством для разрезания и удерживания керна, заводят верхнюю секцию керноприемной трубы в устройство до соединения выступов хомута керноприемной трубы с пазами на пластинах рамы, закрепляют нижнюю часть керноприемной трубы на устройстве, опускают устройство с закрепленной керноприемной трубой на приемные мостки (Core Lay Down Cradle, http://www.corpro-group,com/service-offering/core-processing/core-lay-down-cradle/).

Недостатком является то, что необходимо оснащение буровой установки двумя вспомогательными лебедками, сложность и небезопасность при проведении работ, увеличение времени извлечения керноприемных труб из керноотборного снаряда.

Известно устройство для извлечения керноприемных труб с керном из керноотборного снаряда, содержащее секцию корпуса керноотборного снаряда в виде трубы, верхний колпак для соединения с верхней частью керноприемной трубы и закрепления крюка вспомогательной лебедки, нижний колпак, соединенный с секцией корпуса посредством резьбы (Zakupki.bashneft.ru/resources/files/0256/Prilozhenie_11_Tehnicheskie_trebovaniya_k_otboru_kerna0001.xlsx.).

Недостатками данного устройства являются большой вес устройства, закрепление керноприемной трубы только в верхней части, а не по всей длине, следовательно, керн не защищен от разрушения, необходимость отсоединения секции корпуса снаряда от остальной части керноотборного снаряда, как следствие, уменьшение ресурса резьбовых соединений керноотборного снаряда, небезопасность при проведении работ, неудобство извлечения керноприемных труб с керном из устройства на приемных мостках и последующей распиловки на отрезки заданной длины.

Наиболее близким устройством того же назначения в группе изобретений является устройство, содержащее раму с четырьмя опорами, установленные в раме ролики, нижнюю платформу с двумя вращающимися каждый на своей оси колесами, две пластины с пазами под выступы хомута керноприемной трубы в верхней части, крепление нижнего конца керноприемной трубы производят стяжным ремнем (Core Lay Down Cradle, http://www.corpro-group.com/service-offering/core-processing/core-lay-down-cradle/).

Недостатком является то, что способ спуска керноприемной трубы с помощью данного устройства является трудоемким и небезопасным, требует не менее двух рабочих. Другим недостатком является обязательное техническое оснащение буровой установки двумя вспомогательными лебедками.

Технический результат - упрощение процесса извлечения керноприемной трубы с керном из керноотборного снаряда и спуска на приемные мостки, не допуская прогиба керноприемной трубы и разрушения керна, а также повышение безопасности при эксплуатации устройства.

Данный единый технический результат при осуществлении группы изобретений по объекту-способу достигается тем, что способ извлечения и спуска керноприемных труб включает подъем с помощью лебедки устройства для спуска и извлечения керноприемных труб на стол ротора, установку на верхнюю часть керноприемной трубы колпака и ее подъем до полного извлечения верхней секции из керноотборного снаряда, разделение верхней и нижней секций керноприемной трубы устройством для разрезания и удерживания керна, закрепление ее нижней части на устройстве для спуска и извлечения керноприемных труб нижним механическим захватом, спуск устройства с закрепленной керноприемной трубой с керном на приемные мостки и отсоединение устройства разрезания и удерживания керна и колпака керноприемной трубы, согласно изобретению предварительно перед полным извлечением верхней секции керноприемной трубы из керноотборного снаряда колпак заводят в верхний механический захват и закрывают поворотную планку запирающим пальцем верхнего механического захвата, при этом разделение верхней и нижней секций керноприемной трубы устройством для разрезания и удерживания керна производят после закрепления ее нижней части на устройстве для спуска и извлечения керноприемных труб нижним механическим захватом.

Данный единый технический результат при осуществлении группы изобретений по объекту-устройству достигается тем, что устройство для извлечения и спуска керноприемных труб содержит раму с опорами, по меньшей мере шесть поддерживающих роликов, согласно изобретению, в верхней части рамы шарнирно установлен верхний механический захват для крепления верхнего конца керноприемной трубы, нижняя часть рамы содержит нижний механический захват для закрепления нижнего конца керноприемной трубы и направляющую, жестко закрепленную с тыльной стороны рамы, с установленными на ней с возможностью вращения колесами и съемным страховочным ограничителем, корпус верхнего механического захвата выполнен с внутренней расточкой под колпак и содержит жестко закрепленные планки с отверстиями для подвешивания рамы, вращающуюся поворотную планку с запирающим пальцем, при этом поверхность поддерживающих роликов, контактирующая с керноприемной трубой, выполнена в виде двух усеченных конусов и цилиндра для центрирования и поддержания керноприемных труб разного типоразмера, при этом на опорах с нижней стороны установлены пластины с загнутыми краями для облегчения перемещения устройства по желобу и приемным мосткам.

Заявленная группа изобретений соответствует требованию единства изобретения, т.к. группа разнообъектных изобретений образует единый изобретательский замысел, причем одно из заявленных объектов группы - устройство для извлечения и спуска керноприемных труб предназначено для осуществления другого заявленного объекта группы - способа извлечения и спуска керноприемных труб, при этом оба объекта направлены на решение одной задачи с получением единого технического результата.

На фиг. 1 изображен общий вид заявляемого устройства; на фиг. 2 - верхний механический захват; на фиг. 3 - положение устройства, при котором производят установку колпака на керноприемную трубу, подъем устройства с приемных мостков на стол ротора, закрепление верхнего конца керноприемной трубы механическим захватом устройства; на фиг. 4 - положение устройства, при котором производят подъем устройства вместе с керноприемной трубой над ротором, закрепление нижнего конца керноприемной трубы на устройстве, разделение секций керноприемных труб устройством разрезания и удерживания керна, установка на направляющую страховочного ограничителя; на фиг. 5 - положение устройства, при котором производят разворот устройства на 180 градусов, опускание устройства с керноприемной трубой на приемные мостки.

Устройство для извлечения и спуска керноприемных труб содержит раму 1, выполненную из двух жестко закрепленных между собой швеллеров или широкополочного двутавра, четыре опоры 2, выполненные из отрезков трубы прямоугольного профиля или двух жестко соединенных между собой швеллеров. Опоры 2 закреплены посредством сварного соединения на раме 1, верхний механический захват 3 для закрепления верхнего конца керноприемной трубы, выполненный с возможностью поворота на оси 4, установленной в верхней части рамы 1, вертлюжок 5, закрепленный на оси 6 в верхней части рамы 1, для зацепления крюком вспомогательной лебедки (не показана) и предотвращения перекручивания троса вспомогательной лебедки. По всей длине рамы 1 на равном расстоянии друг от друга установлены посредством осей шесть поддерживающих роликов 7, выполненных из полимерного композитного материала, для равномерного поддержания керноприемной трубы при спуске на приемные мостки и легкого перемещения керноприемной трубы к отрезной пиле для разрезания на отрезки заданной длины. Поверхность поддерживающих роликов 7, контактирующая с керноприемной трубой, выполнена в виде двух усеченных конусов и цилиндра для центрирования и поддержания керноприемных труб разного типоразмера. К опорам 2 с нижней стороны посредством сварного соединения установлены пластины 8 из листового проката с загнутыми краями для облегчения перемещения устройства по желобу и приемным мосткам. Нижняя часть рамы 1 содержит нижний механический захват 9 для закрепления нижнего конца керноприемной трубы и направляющую 10. Направляющая 10 выполнена из швеллера и жестко закреплена с тыльной стороны рамы 1, на конце направляющей 10 установлены с возможностью вращения два колеса 11 для облегчения перемещения устройства по желобу и приемным мосткам. Конструкция рамы 1 позволяет производить операции по разделению керна в месте соединения секций керноприемных труб устройством разрезания и удерживания керна. Верхний механический захват 3 содержит корпус 12 с внутренней расточкой 13 под колпак 14 керноприемной трубы, две жестко закрепленные планки 15 с отверстиями 16 для подвешивания на оси 4 рамы 1, вращающуюся на оси 17 поворотную планку 18, и запирающий палец 19, установленный в поворотную планку 18 посредством резьбы. В корпусе 12 выполнено отверстие (не показано) для запирающего пальца 19. Запирающий палец 19 фиксирует поворотную планку 18 в закрытом положении. Верхний 3 и нижний 9 механические захваты надежно прижимают керноприемную трубу к поддерживающим роликам 7. Для закрепления верхнего конца керноприемной трубы в верхнем механическом захвате 3 используется колпак 14 керноприемной трубы с расточкой под верхний механический захват 3, устанавливаемый на керноприемную трубу посредством резьбы.

Предлагаемый способ извлечения и спуска керноприемных труб заключается в следующем.

При разборке керноотборного снаряда 20, как показано на фиг. 3, на верхнюю часть керноприемной трубы 21 установили колпак 14. С приемных мостков 22 на стол ротора при помощи вспомогательной лебедки (не показана) подняли устройство для извлечения и спуска керноприемных труб. После этого его развернули поддерживающими роликами 7 и верхним механическим захватом 3 в сторону ротора и керноотборного снаряда 20. Во время спуска устройства вниз по желобу 23, как показано на фиг. 3, колпак 14 керноприемной трубы завели в верхний механический захват 3, закрыли поворотную планку 18 и зафиксировали ее запирающим пальцем 19. После этого устройство поднимали наверх до тех пор, пока секция керноприемной трубы полностью не вышла из корпуса снаряда, как показано на фиг. 4. Нижнюю часть керноприемной трубы закрепили нижним механическим захватом 9 и разделили керн в месте соединения секции керноприемных труб с помощью устройства разрезания и удерживания керна 24, который остается закрепленным на нижнем конце керноприемной трубы для предотвращения выпадения керна из керноприемной трубы. Установили на направляющую 10 страховочный ограничитель 25, развернули устройство керноприемной трубой в сторону приемных мостков и спустили устройство на приемные мостки 22, как показано на фиг. 5. Отсоединили устройство разрезания и удерживания керна 22, страховочный ограничитель 25 и колпак 14 керноприемной трубы. Поддерживающие ролики 7 позволяют легко двигать керноприемную трубу в сторону отрезной пилы при распиле керноприемных труб на отрезки заданной длины.

Изобретение обеспечивает сохранность керна внутри керноприемных труб при разборке керноотборного снаряда и спуске керноприемных труб с керном на приемные мостки, а также повышение безопасности при работе. Изготовление устройства не требует сложного и специального технологического оснащения.