ПАЗ НА СТВОЛЕ ПРОТИВОПОЛЕТНОГО УСТРОЙСТВА

Изобретение относится к оборудованию для нефтегазовой промышленности и используется в скважинных устройствах (якорях противополетных) для предотвращения падения на забой скважинного оборудования в процессе добычи нефти погружными насосами, в том числе электроцентробежными. Обеспечивает высокую эксплуатационную надежность устройства противополетного и удерживание от перемещения при аварийном падении на забой скважинного оборудования.

Известен паз на стволе пакера, состоящий из укороченного и удлиненного участков, связанных наклонным пазом, укороченный паз имеет «Л»-образную форму, между пазами: левым продольным, наклонным и правым продольным имеется замкнутый «D»-образный выступ на поверхности ствола пакера. Пересекающиеся боковые образующие выступа сопряжены дугой (патент №2489565 от 14.02.2012, опубл. 10.08.2013, МПК Е21В 33/12, патентообладатель ООО НПФ «Пакер»).

Известен паз на стволе противополетного устройства или пакера, выбранный за прототип настоящего изобретения, включающий укороченный А и удлиненный В вертикальные участки, соединенные наклонным пазом F. Участки А и В сопрягаются двумя U-образными пазами - верхним С и нижним D. Верхний U-образный паз С имеет вертикальный участок Е, являющийся продолжением паза А, и V-образный вырез, который через паз F соединен с вертикальным удлиненным участком В. Нижний U-образный паз D имеет наклонный участок G, вертикальный участок Н, параллельный пазу Е, и V-образный вырез, образованный двумя наклонными участками K и L. Паз L соединен с вертикальным удлиненным участком В. Между верхним С и нижним D U-образными пазами на теле ствола противополетного устройства или пакера образован выступ М (патент №2499879, МПК Е21В 23/01, приоритет 06.06.2012, опубл. 27.11.2013, патентообладатель: ООО НПФ «Пакер», является заявителем настоящего изобретения).

Недостатком вышеперечисленных изобретений является тот факт, что при изменении скважинных условий (температура и давление скважинной среды), которые влияют на растяжение-сжатие колонны насосно-компрессорных труб, при значительных изменениях, высока вероятность несрабатывания противополетного устройства в скважине. Для того, чтобы снизить риски и повысить надежность фиксации устройства противополетного в случае полета скважинного оборудования на забой, известная конструкция паза доработана.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение эксплуатационной надежности скважинного противополетного устройства.

Для достижения поставленного технического результата паз, согласно изобретению, имеет следующую конфигурацию: укороченный и удлиненный участки сопрягаются двумя U-образными пазами - верхним и нижним, верхний из которых имеет вертикальный участок, V-образный вырез и через наклонный паз соединен с вертикальным удлиненным участком, а нижний состоит из наклонного, вертикального участков и V-образного выреза, образованного двумя наклонными пазами, также соединенными с вертикальным удлиненным участком. Удлиненный участок в верхней части раздваивается с образованием О-образного трапецеидального выступа и оканчивается λ-образным удлиненным пазом, который связан через наклонный участок с длинным пазом N, имеющим длину, соразмерную нижней части U-образного участка, причем паз N параллелен удлиненному и укороченному участкам А и В.

Изобретение поясняется схемой, на чертеже изображена развертка паза.

Паз на стволе противополетного устройства включает укороченный А и удлиненный В вертикальные участки, соединенные наклонным пазом F. Участки А и В сопрягаются двумя U-образными пазами - верхним С и нижним D. Верхний U-образный паз С имеет вертикальный участок Е, являющийся продолжением паза А, и V-образный вырез, который через паз F соединен с вертикальным удлиненным участком В. Нижний U-образный паз D имеет наклонный участок G, вертикальный участок Н, параллельный пазу Е, и V-образный вырез, образованный двумя наклонными участками K и L. Паз L соединен с вертикальным удлиненным участком В. Между верхним С и нижним D U-образными пазами на теле ствола противополетного устройства или пакера образован выступ М. Удлиненный участок B в верхней части раздваиваться с образованием на теле штока противополетного устройства выступа О, имеющего трапецеидальную форму. Выступ О образован двумя параллельными R и S и наклонными Q и Р пазами. В верхней части выступ О оканчивается λ-образным удлиненным пазом. Паз S продолжается длинным пазом N, имеющим длину, соразмерную нижней части U-образного участка, причем паз N параллелен удлиненному и укороченному участкам А и В.

Противополетное устройство, на стволе которого выполнен паз, работает следующим образом. Устройство спускают в скважину на насосно-компрессорных трубах на требуемую глубину, причем при спуске должно соблюдаться условие:

H<h,

где Н - максимальная высота подъема колонны труб над ротором после свинчивания очередной трубы и снятия ее с нижнего элеватора или со спайдера;

h - максимальное расстояние осевого перемещения фиксатора внутри фигурного паза штока при спуско-подъеме труб (чертеж).

При спуске устройства противополетного, после свинчивания очередной трубы, колонну труб достаточно приподнять на высоту минимального подрыва инструмента при спуско-подъемных операциях и дальше производить спуск.

Перед спуском устройства противополетного в скважину фиксатор (не показан) устанавливают в нижнее положение III. В процессе спуска колонны насосно-компрессорных труб фиксатор будет находиться в положении I. Для того, чтобы произвести установку устройства противополетного, необходимо поднять его вверх на расстояние большее, чем h, при этом фиксатор перейдет в положение II, далее производится спуск колонны, при этом фиксатор из положения II переходит в паз В и контур P-S-Q-λ, затем на шток устройства прикладывается осевая нагрузка вниз от веса насосно-компрессорных труб, при этом фиксатор займет положение IV. Повторная посадка возможна перемещением фиксатора по участкам паза λ-R-P-S-Q-λ, приподнимая и опуская колонну труб.

Далее необходимо перевести устройство противополетное в рабочее состояние V, для чего взвести его по участку λ-R-B-P-S-N. В рабочем состоянии фиксатор устанавливается между точками V и VI без посадки, посадка устройства противополетного производится автоматически только при аварийном падении оборудования.

Извлечение устройства производится натяжением вверх. При этом возможны варианты:

1) устройство противополетное находится во взведенном состоянии, обрыв подвески насосно-компрессорных труб отсутствует, при этом фиксатор находится между точками V и VI, транспортное положение при извлечении натяжением вверх, фиксатор в точке V;

2) устройство противополетное находится в зафиксированном положении, после обрыва подвески насосно-компрессорных труб, при этом фиксатор находится в точке IV, транспортное положение при извлечении натяжением вверх, фиксатор в точке III;

3) для перевода устройства противополетного в транспортное положение колонну труб опустить до посадки (точка IV), затем поднять натяжением вверх, при этом фиксатор из точки V перемещается в точку III.

При необходимости установки якоря противополетного устройства в скважине на другой глубине, операция повторяется в вышеописанной последовательности.

Изобретение обеспечивает повышение эксплуатационной надежности устройства противополетного, позволяет компенсировать значительные удлинения колонны насосно-компрессорных труб и повышает надежность фиксации устройства противополетного в случае аварийного падения скважинного оборудования.