Винахід відноситься до нафтової і газової галузей промисловості, а саме до пристроїв, що забезпечує проведення геофізичних досліджень і робіт в нафтових і газових свердловинах приладами на кабелі або дроті. Суть винаходу - підвищення ефективності роботи лубрикатора за рахунок збільшення герметизуючої здатності ущільнювального пристрою, зменшення його ваги і габаритів і спрощення управління пристроєм. Це досягається тим, що ущільнювача пристрій лубрикатора включає вузол контактної герметизації каротажного кабелю, що містить нижній і верхній контактні ущільнювачі, натискну втулку, нижній і верхній поршні, розміщені в загальному гидроцилиндре, причому нажимная втулка забезпечена хвостовиком, на якому встановлені нижній і верхній поршні з можливістю переміщення в протилежні сторони, які взаємодіють зі своїми контактними ущільнювачами при подачі в гідроциліндр керуючого тиску. За рахунок використання одного гідроциліндра і однієї гідролінії істотно знижуються габаритні розміри і маса ущільнювача пристрою і спрощується управління пристроєм. 1 мул.
Малюнки до патенту РФ 2456430
Винахід відноситься до нафтової і газової галузей промисловості, а саме до пристроїв, що забезпечує проведення геофізичних досліджень і робіт в нафтових і газових свердловинах приладами і інструментами на гнучкому елементі - каротажному кабелі або скребковий дроті.
Відомий лубрикатор, що містить ущільнювальне пристрій для герметизації каротажного кабелю, що включає корпус з розміщеними в ньому контактним ущільнювачем і натискний втулкою, яка взаємодіє з підпружиненим поршнем, встановленим в гидроцилиндре, закріпленому на цьому корпусі (Ю.В.Зайцев і ін. «Освоєння та ремонт нафтових і газових свердловин під тиском ». М. Недра, 1982 р Стр.167-168), Такий пристрій забезпечує можливість дистанційного керування роботою ущільнювача за рахунок подачі тиску робочої рідини в порожнину гидроцилиндр .
Недоліком даного пристрою є обмежена довжина контактного ущільнювача, що при високому надмірному тиску на гирлі свердловини різко знижує його ущільнювальну здатність. Збільшити довжину контактного ущільнювача в розглянутій конструкції не представляється можливим, тому що контактний ущільнювач зі збільшеною довжиною при його стисненні заклинюється між корпусом і каротажний кабелем і не забезпечує рівномірної передачі зусилля на весь обсяг ущільнюючого елемента ущільнювача.
Такий пристрій краще герметизирует кабель при роботі в свердловинах з високим гирловим тиском, ніж раніше описане, так як воно забезпечує герметизацію каротажного кабелю верхнім і нижнім контактними ущільнювачами.
Недоліком даного пристрою є те, що верхній і нижній поршні встановлені в двох окремих гідроциліндрах, керованих двома гідравлічними лініями через що пристрій має значно більші габарити і масу в порівнянні з раніше описаним і досить складно в управлінні. Крім того, робоча площа нижнього поршня, на яку впливає керуючий тиск, істотно менше, ніж площа поршня, яка знаходиться під впливом свердловинного тиску, в зв'язку з чим не забезпечується створення необхідного герметизирующего зусилля контактного ущільнення каротажного кабелю в широкому діапазоні тисків свердловинного флюїду. При такій компоновці пристрою нижній поршень використовується головним чином для обтирання кабелю від свердловинного флюїду.
Зазначені фактори ускладнюють експлуатацію описаного пристрою і знижують ефективність роботи лубрикатора.
Сутністю винаходу є підвищення ефективності роботи лубрикатора за рахунок збільшення герметизуючої здатності ущільнювального пристрою, зниження габаритних розмірів і маси, а також спрощення управління цим пристроєм.
Це досягається тим, що ущільнювача пристрій для контактної герметизації гнучкого елемента (каротажного кабелю або скребковий дроту) лубрикатора виконується у вигляді вузла, що містить нижній і верхній контактні ущільнювачі, натискну втулку, нижній і верхній поршні, розміщені в загальному гидроцилиндре, причому нажимная втулка забезпечена хвостовиком , на якому встановлені нижній і верхній поршні, взаємодіючі зі своїми контактними ущільнювачами. При подачі в гідроциліндр керуючого тиску поршні переміщаються в протилежні сторони під впливом перепаду тиску між керуючим тиском і атмосферної середовищем.
Таке виконання ущільнювального пристрою забезпечує герметизацію гнучкого елемента одночасно двома контактними ущільнювачами за допомогою однієї гідравлічної лінії управління і одного гідравлічного джерела високого тиску.
Використання пропонованого технічного рішення дозволяє істотно підвищити ступінь герметизації гнучкого елемента, знизити габаритні розміри і масу ущільнювального пристрою, спростити управління цим пристроєм.
Винахід було реалізовано і випробувано для дослідження газових і нафтових свердловин на робочий тиск 70 МПа.
На фігурі представлена схема ущільнювального пристрою лубрикатора в розрізі.
Ущільнювача пристрій складається з корпусу 1, в якому встановлені нижній контактний ущільнювач 2 і верхній контактний ущільнювач 3, а також нажимная втулка 4 з хвостовиком 5. На хвостовику 5 встановлено нижню поршень 6, розміщений в порожнині гідроциліндра 7. На хвостовику 5 також встановлено верхню поршень 8, який взаємодіє з штовхачем 9 і через нього з контактним ущільнювачем 3. Контактний ущільнювач 3 у верхній частині впирається в гідроциліндр 7. Натискна втулка 4 через штовхач 10 впирається в нижній контактний ущільнювач 2. Гідр циліндр 7 закріплений на корпусі 1 за допомогою накидної гайки 11. Порожнина гідроциліндра 7 над поршнем 6 і під поршнем 8 повідомляється через гідравлічні лінії з керуючим гідравлічним джерелом високого тиску (не показані) через штуцер 12. Порожнини гідроциліндра 7 під поршнем 6 і над поршнем 8 повідомляються з атмосферою відповідно через отвори 13 і 14. Між контактними ущільнювачами 2 і 3 встановлений штуцер 15. Уздовж центральної осі пристрою є наскрізний канал 16, який повідомляється з штуцером 15. У нижній частині корпусу 1 встановлена нак дная гайка 17, що з'єднує ущільнювача пристрій з приймальною камерою лубрикатора або додатковими секціями ущільнювача. Через наскрізний канал 16 проходить гнучкий елемент 18.
Робота ущільнювального пристрою полягає в наступному. Пристрій закріплюється до приймальні камері лубрикатора в його верхній частині за допомогою накидної гайки 17. Гнучкий елемент 18 попередньо пропускається через канал 16 і з'єднується з головкою для кріплення геофізичного приладу, який потім встановлюється в приймальну камеру лубрикатора (не показані). Після цього лубрикатор з приєднаними гідравлічними лініями монтується на фонтанної арматури свердловини, штуцер 12 під'єднується до гідравлічного джерела високого тиску, до штуцера 15 приєднується лінія для відводу свердловинного флюїду і в приймальній камері лубрикатора встановлюється тиск, що дорівнює свердловин.
В процесі спуску приладу в свердловину або його підйому, тобто при русі гнучкого елемента через вузол контактного ущільнення, в штуцер 12 подається робоча рідина, яка створює тиск в гидроцилиндре 7 над поршнем 6 і під поршнем 8. При цьому на поршні починає діяти перепад тиску між тиском робочої рідини і атмосферним тиском. Це відбувається за рахунок сполучення з атмосферою відповідно простору гідроциліндра 7 під поршнем 6 через отвір 13 і простору гідроциліндра 7 над поршнем 8 через отвір 14. За рахунок перепаду тиску поршень 6 разом з нажімной втулкою 4, переміщаючись вниз, впливає через штовхач 10 на контактний ущільнювач 2, який зафіксований від переміщення в корпусі 1. Поршень 8, переміщаючись вгору по хвостовику 5 натискної втулки 4, через штовхач 9 впливає на контактний ущільнювач 3, обмежений від переміщення верхньою частиною гідр циліндра 7. Вплив поршнів 6 і 8 на контактні ущільнювачі 2 і 3 викликає деформацію останніх. Контактні ущільнювачі 2 і 3 при цьому зменшують зазор між гнучким елементом 18 і їх внутрішньому каналом, забезпечуючи герметизацію гнучкого елемента і його обтірку від свердловинного флюїду, який відводиться через штуцер 15.
Взаємодія контактних ущільнювачів 2 і 3 з гнучким елементом дозволяє отримати його надійну герметизацію в ущільнювальному пристрої лубрикатора при високому надмірному тиску на гирлі свердловини.
При скиданні керуючого тиску поршні 6 і 8 повертаються в початкове положення за рахунок пружності контактних ущільнювачів 2 і 3, які звільняються від взаємодії з гнучким елементом 18.
Технічний результат від використання винаходу виражається в істотно зростаючої герметизуючої здатності ущільнювального пристрою, що забезпечує виключення витоків свердловинного флюїду при роботі лубрикатора на свердловинах з високим надмірному тиску на гирлі. Одночасно, за рахунок використання одного гідроциліндра і однієї гідролінії істотно знижуються габаритні розміри і маса пристрою і спрощується управління пристроєм.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Лубрикатор для дослідження нафтових і газових свердловин з високим надлишковим тиском на гирлі, що складається з превентора, приймальної камери і ущільнювального пристрою з вузлом контактної герметизації гнучкого елемента, що містить нижній і верхній контактні ущільнювачі, натискну втулку, нижній і верхній поршні, розміщені в гидроцилиндре і взаємодіючі зі своїми контактними ущільнювачами, що відрізняється тим, що нажимная втулка забезпечена хвостовиком, на якому встановлені нижній і верхній поршні, причому нижній і верхній поршні разм щени в загальному гидроцилиндре з можливістю переміщення в протилежні сторони при подачі в гідроциліндр керуючого тиску.