устройство для приема и подачи труб или штанг при спуско-подъемных операциях на скважине с наклонным входом

Формула изобретения

Устройство для приема и подачи труб или штанг при спуско-подъемных операциях на скважине с наклонным входом, включающее раму, стеллаж, механизм приема и передачи труб или штанг, трос и привод, отличающееся тем, что рама снабжена якорем и лотком для труб или штанг, выполненным из трубы с диаметром, равным диаметру обсадной колонны скважины, установленным соосно с обсадной колонной скважины с углами наклона к горизонтали и вертикали, равными соответствующим углам оси обсадной колонны скважины, с возможностью независимого перемещения конца и начала лотка в горизонтальной и вертикальной плоскости, с прорезью снизу, элеватором в лотке с приводом в прорези лотка, находящимся в зацеплении с тросом, захватным механизмом дальнего от скважины конца трубы или штанги с упором для труб или штанг в элеваторе, установленным соосно с лотком с возможностью проворота вокруг оси лотка.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при спуско-подъемных операциях на скважине с наклонным входом.

Известно устройство для укладки скважинных труб, включающее раму, стойки, приемные мостки, смонтированные на стойках, и накопитель. Приемные мостки снабжены емкостью для сбора технологической и скважинной жидкости; накопитель выполнен в виде откидных секций, расположенных по боковым сторонам приемного мостка, при этом секции одного из накопителей снабжены желобами для стока технологической жидкости, размещенными под каждой секцией, крайний из которых сообщен с емкостью, причем конец каждого предыдущего желоба в рабочем положении перекрывает начало последующего (Патент РФ №2138611, кл. Е21В 19/14, опублик. 1999.09.27).

Известное устройство обеспечивает комплекс работ на скважине с вертикальным входом и выполняет только часть работ при эксплуатации скважины с наклонным входом.

Наиболее близкой к предложенному изобретению по технической сущности является установка для приема, складирования и выдачи скважинных труб и штанг при спуско-подъемных операциях, включающая платформу, на которой установлен механизм приема и переноса труб с приводом и стеллажами с горизонтальными полками и упорами, расположенными концентрично вала, установленного на платформе. Установка снабжена стойками передачи труб, установленными на платформе. Передняя стойка имеет противовес и на стойках установлены полки с возможностью их перемещения вдоль стоек со скосом верхней образующей в сторону стеллажа. Стеллажи связаны осью с платформой с возможностью их поворота в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Механизм приема и передачи труб установлен на платформе, центр которой выполнен в виде рамы. Механизм имеет вид несущего желоба, на котором установлены карманы на полках. В карманы вставляют консоли с захватами. На желобе лежит направляющий желоб с роликом с возможностью его вращения вокруг вала, соединяющего оба желоба. Приемник труб связан с тросом, обеспечивающим возможность его перемещения вдоль направляющего желоба. Несущий желоб подвижно связан с двумя парами рычагов, установленных на валах, закрепленных на раме. На задней паре рычагов установлен блок роликов с возможностью его перемещения вдоль рычагов. Сами пары рычагов связаны между собой силовой балкой, к которой подведены гидроцилиндры. Опоры гидроцилиндров шарнирно установлены на раме с возможностью их вращения в вертикальной плоскости. Стеллажи снабжены гидроцилиндрами и связаны упором с передней опорой. Трос проходит по роликам и концы троса закреплены на раме с возможностью их перемещения вдоль рамы (Патент РФ №2170325, кл. Е21В 19/14, опублик. 2001.07.10 - прототип).

Известное устройство обеспечивает подачу труб или штанг к скважине, но не обеспечивает подачу в скважину с наклонным входом, когда трубы или штанги не могут опускаться в наклонную скважину под собственным весом.

В предложенном изобретении решается задача обеспечения спуска или подъема труб или штанг на наклонной скважине.

Задача решается тем, что устройство для приема и подачи труб или штанг при спуско-подъемных операциях на скважине с наклонным входом, включающее раму, стеллаж, механизм приема и передачи труб или штанг, трос и привод, согласно изобретению рама снабжена якорем и лотком для труб или штанг, выполненным из трубы с диаметром, равным диаметру обсадной колонны скважины, установленным соосно с обсадной колонной скважины с углом наклона к горизонтали и вертикали, равными соответствующим углам оси обсадной колонны скважины, с возможностью независимого перемещения конца и начала лотка в горизонтальной и вертикальной плоскости, с прорезью снизу, элеватором в лотке с приводом в прорези лотка, находящимся в зацеплении с тросом, захватным механизмом дальнего от скважины конца трубы или штанги с упором для труб или штанг в элеваторе, установленным соосно с лотком с возможностью проворота вокруг оси лотка.

При проводке двухустьевых скважин начальный вход является вертикальным, а выход на втором устье является наклонным до 40-60° к горизонту. Спуск труб и штанг во второе устье такой скважины представляет значительные трудности, связанные с тем, что трубы и штанги не спускаются в скважину под собственным весом. При искривлении скважины, что реально всегда имеет место, спуск тем более осложняется из-за возникающего трения труб или штанг о стенки обсадной колонны скважины. Существующие машины и механизмы способны обеспечить спуск труб в наклонную скважину при бурении. Однако применение без доработки таких устройств для спуска труб или штанг в наклонную пробуренную скважину невозможен без существенной доработки их деталей и узлов. Существующие устройства для подачи труб или штанг к вертикальным скважинам способны обеспечить подачу труб или штанг к скважине и завести трубу или штангу над скважиной, однако такие устройства не обеспечивают подачу труб или штанг в саму скважину, тем более наклонную и искривленную. В предложенном изобретении решается задача обеспечения спуска в наклонную скважину или подъема труб или штанг из наклонной скважины. Задача решается устройством, представленным на чертеже.

Устройство для приема и подачи труб или штанг 1 при спуско-подъемных операциях на скважине 2 с наклонным входом включает раму 3, стеллаж 4, механизм приема и передачи 5 труб или штанг 1, трос 6 и привод в виде реверсивной лебедки 7. Рама 3 снабжена якорями 8 и лотком 9, выполненным из трубы с диаметром, равным диаметру обсадной колонны 10 скважины 2. Лоток 9 установлен соосно с обсадной колонной 10 скважины 2 с углом наклона к горизонтали и вертикали, равными соответствующим углам наклона оси обсадной колонны 10 скважины 2. Лоток 9 выполнен с возможностью перемещения своего конца 11 и начала 12 в горизонтальной и вертикальной плоскости. Перемещение или не перемещение конца 11 выполнено независимым от перемещения или неперемещения начала 12 лотка 9. Перемещение может выполняться посредством домкратов с винтовым, пневмо-электроприводом и т.п. (не показаны). В лотке 9 снизу выполнена прорезь 13. В лотке 9 размещен элеватор 14 с возможностью продольного перемещения в лотке 9. Элеватор 14 имеет вывод 15 в прорезь 13 лотка 9. Вывод 15 соединен с тросом 6, который связан с приводом 7 в виде реверсивной лебедки. Элеватор 14 снабжен захватным механизм 16 трубы или штанги 1 с упором 17 для труб или штанг 1, установленным соосно с лотком 9 с возможностью проворота вокруг оси лотка 9.

Устройство работает следующим образом.

Устройство устанавливают перед скважиной 2 так, чтобы лоток 9 в среднем положении находился напротив обсадной колонны 10. Закрепляют раму 3 в грунте якорями 8. Поднимают начало 12 и конец 11 лотка 9 и добиваются соосности и совпадения углов наклона к горизонтали и вертикали лотка 9 и обсадной колонны 10. Механизмом приема и передачи 5 перегружают одну трубу или штангу 1 в лоток 9. Направляют трубу или штангу 1 в скважину 2. По лотку 9 подводят элеватор 14 к трубе или штанге 1 в конце 11 лотка 9, фиксируют захватным механизмом 16 и подпирают упором 17. Включают привод 7 в виде реверсивной лебедки, которая тянет трос 6 и последовательно вывод 15 элеватора 14 в прорези 13 лотка 9. Элеватор 14 перемещается вниз по лотку 9 и через захватный механизм 16 и упор 17 давит на трубу или штангу 1 и подает ее в скважину 2. При затруднениях подачи трубы или штанги 1 ее проворачивают ключом (не показан) и/или перемещают конец 11 и/или начало 12 лотка по горизонтали и/или по вертикали. Вместе с лотком 9 труба или штанга 1 испытывает перемещения своего начала или конца, облегчающие спуск в скважину 2 или подъем из скважины 2. После подачи первой трубы или штанги 1 в скважину 2 элеватор 14 отводят вверх в конец 11 лотка 9, перегружают вторую трубу или штангу 1 в лоток 9, соединяют с первой трубой или штангой 1 и повторяют операции по спуску в скважину 2.

При подъеме труб или штанг 1 из скважины 2 операции воспроизводят в обратном порядке.

За счет возможности вращать и покачивать трубу или штангу при спуске или подъеме удается провести спуск или подъем практически на любой скважине.

Применение предложенного устройства позволит обеспечить спуск в наклонную скважину или подъем труб или штанг из наклонной скважины.