Результат интеллектуальной деятельности: ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ СПУСКА ТРУБ В СКВАЖИНУ

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к технологии спускоподъемных операций труб с гладкими концами, например обсадных труб или труб перекрывателей скважин.

Известно «Устройство для центрирования труб» (авт.св. SU №603740, Е21В 19/00, опубл. бюл. №15 от 25.04.1978 г.), содержащее цилиндрические элементы с прорезями, установленные один внутри другого на общей оси, при этом с целью повышения надежности, путем предотвращения смещения колонны труб в процессе центрирования, контактирующая с трубой поверхность внутреннего элемента выполнена с эксцентриситетом относительно его наружной поверхности, причем поверхность внутреннего элемента имеет линию контакта с поверхностью наружного элемента.

Недостатками данного устройства являются:

- высокие требования к точности изготовления и взаимному расположению наружного и внутреннего цилиндрических элементов устройства, т.к. центрируемые трубы после приведения устройства в рабочее положение должны находиться на одной оси для правильного свинчивания их между собой;

- низкая надежность продольной фиксации помещенных внутрь устройства труб, когда усилия стопорного винта может быть недостаточно для удержания одной из труб, что может привести к несанкционированному ее срыву и удару о торец (или резьбу) другой трубы и взаимному повреждению торцов (или резьб) свинчиваемых труб.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является «Инструмент для спуска в скважину насосно-компрессорных труб» (патент RU №2257460, Е21В 19/00, опубл. Бюл. №21 от 27.07.2005 г.), состоящий из трубного элеватора с серьгой, трубных ключей, спайдера, при этом он включает в себя стыковочное устройство, выполненное в виде снабженной ручкой двухступенчатой накидной втулки с открытым продольным зевом под насосно-компрессорную трубу, причем нижняя ступень выполнена с возможностью посадки на торец муфты насосно-компрессорной трубы и сопряжена с наружным диаметром этой муфты, а верхняя ступень выполнена в виде воронки с диаметром малого расположенного на границе между ступенями основания, соответствующим наружному диаметру насосно-компрессорной трубы, причем нижняя ступень стыковочного устройства сопряжена с муфтой по ее наружному диаметру на участке большем, чем половина периметра муфты.

Недостатками этого устройства являются:

- сложность центрирования свинчиваемых труб, т.к. оператор вынужден удерживать стыковочное устройство на муфте нижней трубы и одновременно направлять спускаемую верхнюю трубу в открытый зев устройства, что затруднительно при сильной раскачке навесного оборудования и может привести к повреждению резьбы спускаемой трубы о поверхность устройства;

- невозможность полного свинчивания труб, обусловленная конструкцией стыковочного устройства.

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание простой и надежной конструкции устройства для направления и центрирования труб с гладкими концами в процессе их свинчивания и спуска в скважину, исключающей повреждение резьб стыкуемых труб.

Техническая задач решается инструментом для спуска труб в скважину, включающем элеватор, трубные ключи, стыковочное устройство, выполненное в виде двухступенчатой накидной втулки, снабженной ручками, причем нижняя ступень выполнена с возможностью посадки на муфтовый торец трубы, а внутренняя поверхность верхней ступени выполнена в виде воронки.

Новым является то, что стыковочное устройство выполнено в виде диаметрально разрезанной на две части втулки, части которой соединены шарнирно одними концами, а другие концы частей выполнены с возможностью фиксации в замкнутом состоянии втулки, при этом верхняя ступень выполнена в виде съемных элементов, внутренняя поверхность которых изнутри покрыта эластичным износостойким материалом, выполненным с возможностью скользящего взаимодействия с ниппельной резьбой труб, а нижняя часть верхней ступени снабжена подпружиненными внутрь фиксирующими элементами.

На фиг.1 изображено стыковочное устройство, установленное на муфтовый конец трубы, частично в разрезе. На фиг.2 - стыковочное устройство, вид сверху.

Инструмент для спуска труб в скажину включает элеватор, трубные ключи (не показано), стыковочное устройство, выполненное в виде двухступенчатой накидной втулки, снабженной ручками 1 (фиг.1), причем нижняя ступень 2 благодаря внутренним радиальным выступам 3 фиксируется от продольных перемещений вниз на муфтовом торце 4 трубы 5, одновременно центрируя устройство относительно муфтового конца 6 трубы 5, а верхняя ступень 7 имеет внутреннюю поверхность 8, выполненную в виде воронки.

При этом стыковочное устройство выполнено в виде диаметрально разрезанной на две части втулки и представляет собой два полукольца 9 (фиг.2) и 10, соединенных одними концами с помощью поворотного шарнира 11, а с противоположной стороны имеющих, с целью фиксации в замкнутом состоянии, замок 12. Замок 12 может быть выполнен любой известной конструкции, позволяющей регулировать усилие фиксации устройства на муфтовом конце 6 (фиг.1) трубы 5, например, в виде поворотной защелки 13 (фиг.2), закрепленной с помощью оси 14 в пазу 15 выступа 16 полукольца 10 с возможностью поворота в плоскости, перпендикулярной центральной оси симметрии приспособления. Поворотная защелка 13 имеет на конце резьбу 17 с навинченной на нее регулировочной гайкой 18, а полукольцо 9 содержит выступ 19 с пазом 20, соответствующий выступу 16 с пазом 15 полукольца 10.

Внутренняя поверхность 8 (фиг.1) верхней ступени 7 устройства покрыта изнутри эластичным износостойким материалом 21 и выполнена съемной в виде металлических вкладышей 22 (обычно 2 шт.) гуммированных, например, слоем резины и закрепленных в верхней ступени 7 устройства с помощью винтов 23, с возможностью скользящего взаимодействия с ниппельной резьбой 24 спускаемой трубы 25.

Фиксирующие нижнюю ступень 2 внутренние радиальные выступы 3 имеют скосы 26 сверху вниз и выполнены при этом, благодаря пружинам 27, поджатыми внутрь нижней части верхней ступени 7 устройства.

Устройство работает следующим образом.

На устье скважины, например, с помощью спайдера (не показано) фиксируют трубу 5, на муфтовый конец 6 которой устанавливают стыковочное устройство, зафиксировав его нижней ступенью 2 с помощью выступов 3 на муфтовом торце 4 трубы 5 и замкнув с помощью замка 12 (фиг.2). Для этого перемещают поворотную защелку 13 вокруг оси 14 в пазу 15 полукольца 10 до соприкосновения резьбовым концом 17 паза 20 выступа 19 полукольца 9 и фиксируют ее затяжкой гайки 18 до упора в торец 28 выступа 19. При этом приспособление плотно фиксируется в закрытом положении благодаря, например, выступающим внутрь нижней ступени 2 (фиг.1) резиновым кольцам 29.

Затем с помощью элеватора зацепляют и начинают спускать трубу 25, направляя ее ниппельной резьбой 24 внутрь верхней ступени 7 стыковочного устройства. При этом благодаря эластичному покрытию 21 на внутренней поверхности 8 верхней ступени 7 гасятся и смягчаются несанкционированные удары при взаимодействии ниппельной резьбы 24 трубы 25 с поверхностью 8, исключая таким образом повреждение резьбы 24. По достижении фиксирующих выступов 3 резьба 24 трубы 25 начинает взаимодействовать со скосами 26 выступов 3, которые, преодолевая сопротивление пружин 27, перемещаются внутрь нижней части верхней ступени 7 устройства, не мешая фиксации и свинчиванию ниппельной резьбы 24 трубы 25 в муфтовом конце 6 трубы 5. По окончании свинчивания труб 5 и 25 стыковочное устройство снимают, разомкнув замок 12 (фиг.2) и, взявшись за ручки 1, разводят полукольца 9 и 10 вокруг шарнира 11 в стороны. Операцию повторяют до свинчивания всех труб.

После окончания работ, в случае повреждения эластичного покрытия 21 (фиг.1) внутренней поверхности 8 верхней ступени 7 устройства, вывинчивают винты 23 и вынимают вкладыши 22, заменяя их на новые. В результате устройство всегда готово к работе.

Преимущество предлагаемого инструмента для спуска труб в скважину заключается в том, что конструкция стыковочного устройства позволяет надежно центрировать и свинчивать трубы с гладкими концами, исключая при этом повреждение резьб стыкуемых труб.