1.5. Ловильный, режущий и вспомогательный инструменты
Инструменты предназначенные для ловли (захвата) и извлечения из скважины бурильных и НКТ, штанг, тартального каната, каротажного кабеля и других элементов оборудования, называют ловильными. Конструкции их чрезвычайно разнообразны.
Универсальный эксплуатационный метчик МЭУ предназначен для захвата с последующим извлечением оставшейся в скважине колонны насосно-компрессорных труб, оканчивающихся муфтой, путем врезания ввинчиванием во внутреннюю поверхность трубы и муфты.
Ловильная резьба универсального метчика - специального профиля, конусностью 1:8.
Выпускается с правой и левой резьбой.
Специальный эксплуатационный метчик МЭС (рис. 16) предназначен для захвата с последующим извлечением оставшейся в скважине колонны насоснокомпрессорных труб (гладких и высаженных), оканчивающихся муфтой, путем врезания ввинчиванием в резьбу муфты.
Рис. 16. Ловильные метчики:
а) универсальный типа МЭУ; б) специальный типа МЭС
1 – присоединительная резьба; 2 – ловильная резьба
Ловильная резьба метчиков с профилем и размерами резьбы соответствующей насосно-компрессорной трубы, конусностью 1:16.
Таблица 8
Техническая характеристика метчиков типа МЭУ
Типоразмер мечика
| Условный диаметр ловильных труб, мм (ГОСТ 63380)
| Условный диа-метр колонны обсадных труб, в которой производится ловля, мм
| Гру-зо-подъ-ем-ность, т
| Присое-дини-тельная резьба, (замко-вая)
|
Основные размеры, мм
|
Масса, кг
| d
| d
| D
| L
| МЭУ 36-60
МЭУ 36-60Л
| 48; В48
| 114168
| 30
| 350
| 36
| 60
| 65
| 370
| 6,5
| МЭУ 46-801
МЭУ 46-80Л
| 60; В60
73; В73
| 114178
| 45
| 376
| 46
| 80
| 90
| 455
| 11,0
| МЭУ 69-100
МЭУ 69-100Л
| 89;В89
| 140273
| 60
| 388
| 69
| 100
| 108
| 450
| 19,0
| МЭУ 85-127
МЭУ 85-127Л
| 102; В102
114; В114
| 168273
| 75
| 3117
| 85
| 127
| 134
| 560
| 34,0
|
Выпускаются с правой и левой резьбой.
Ловильные метчики для колонн бурильных труб универсальные МБУ и специальные МСЭ изготовляют с резьбой под направление. Ловильная резьба универсального метчика - специального профиля, конусностью 1:16, а специального метчика - с профилем и размерами резьбы соответствующего ниппеля замка бурильных труб, конусностью 1:4 и 1:6. В остальном универсальные и специальные метчики по конструкции аналогичны метчикам для насосно-компрессорных труб [7].
Колокола ловильные (рис. 17) предназначены для извлечения, оставшейся в скважине колонны бурильных или насосно-компрессорных труб. Захват происходит навинчиванием колокола на наружную поверхность труб.
Рис. 17. Ловильные колокола:
а – несквозной типа К; б – сквозной типа КС; 1 присоединительная резьба к колонне; 2 – ловильная резьба; 3 – присоединительная резьба к воронке
Ловильные колокола по назначению подразделяются на несквозные К и сквозные КС. Сквозные колокола обеспечивают возможность пропуска сквозь корпус колокола сломанного или безмуфтового конца ловимой трубы с последующим захватом путем нарезания резьбы на наружной поверхности замков или муфты.
Все колокола изготовляют правыми и левыми. Правые колокола применяют для извлечения колонны правых труб целиком и левых труб по частям (отвинчиванием); левые колокола - для извлечения колонны левых труб целиком и правых труб по частям.
Труболовки предназначены для захвата насосно-компрессорных, бурильных и обсадных труб и извлечения их целиком или по частям из нефтяных и газовых скважин при аварийных ловильных работах.
Захват осуществляется путем заклинивания выдвижных плашек между внутренней или наружной поверхностью захватываемой трубой и стержнем или корпусом труболовки.
По характеру захвата труб труболовки подразделяются на две группы: внутренние (для захвата за внутреннюю поверхность) и наружные; труболовки подразделяются на неосвобождающиеся и освобождающиеся (при необходимости освобождение инструмента от захваченных тру б в скважине производится после захвата и фиксации плашек в сомкнутом положении).
Труболовки спускают в скважину на колонне бурильных труб.
Внутренние и наружные освобождающиеся труболовки исполнения и со спиральным захватным устройством состоят из механизмов захвата и освобождения, а внутренние неосвобождающиеся - только из механизма захвата.
Труболовка внутренняя освобождающаяся типа ТВМ (рис. 18) изготовляется в двух исполнениях: исполнение I - упирающаяся в торец захватываемой колонны; исполнение II - заводимая внутрь захватываемой колонны на любую глубину.
Труболовки изготовляют с резьбами левого направления, они могут извлекать колонны труб как целиком, так и по частям, предварительно отвинчивая. По заказу потребителя труболовки исполнения I могут быть изготовлены с правыми резьбами.
Рис. 18. Трубоголовка освобождающаяся типа ТВМ:
а – исполнение ; б – исполнение ;
1 – корпус; 2, 8 – фиксаторы; 3 – стержень; 4 – ниппель; 5 – плашкодержатель; 6 – плашка; 7 нижний стержень; 9 – пластинчатые пружины; 10 – поводок; 11 – стержень с зубьями Механизм захвата - шестиплашечный, состоит из плашек, стержня и наконечника, В труболовках ТВМ 60-1 механизм захвата - одноплашечный, состоит из стержня с гребенчатой насечкой, плашки и клина.
Механизм освобождения включает в себя тормозной башмак, ниппель, фиксатор, корпус и плашкодержатель, обеспечивающий синхронное перемещение плашек по наклонным плоскостям, а также удержание плашек в крайнем верхнем или сомкнутом (при освобождении) положении. В труболовке ТВМ60-1 функцию плашкодержателя выполняет поводок, ввинчиваемый в верхний торец плашки и после освобождения удерживающий плашку в сомкнутом положении.
Конструкция труболовок обеспечивает их освобождение от захваченной трубы внутри скважины с фиксацией плашек в сомкнутом положении механическим устройством.
Труболовка внутренняя неосвобождающаяся типа ТВ (рис. 19) изготавливается с резьбами правого и левого направлений. Труболовки с резьбами правого направления могут захватывать и извлекать колонну труб целиком, а труболовки с резьбами левого направления - отвинчивать и извлекать их по частям.
Механизм захвата труболовок - шестиплашечный; состоит из стержня, плашкодержателя, плашки и наконечника. В труболовках ТВ 48-80 и ТВ 60-93 механизм захвата - одноплашечный, состоит из стержня с гребенчатой насечкой, плашки и клина.
Конструкция труболовки позволяет освобождать их от захваченных труб на устье скважины без проведения сварочных работ.
Выпускаются труболовки других типов, например, труболовки наружные освобождающие ТНОС и ТНС [7], труболовки внутренние типа 73 ВТ 60-64, ТВР и т.д. «Ижнефтемаш», кроме оригинальных труболовок, производит комплект ловильного инструмента, который позволяет захватывать и извлекать из скважин насосно-компрессорные трубы, скважинные насосы, забойные двигатели, насосные штанги, штоки сальниковые устьевые, электрические центробежные насосы, а также одновременно извлекать НКТ и насосные штанги при ликвидации аварии [7].
Рис. 19. Труболовка внутренняя неосвобождающая типа ТВ:
а, б – в сборе без центрирующего приспособления; в – в сборе с центрирующим приспособлением (направление с вырезом); г – в сборе с центрирующим приспособлением (направление с воронкой):
1 – переходник; 2 – стержень; 3 – плашка; 4 – клин; 5 – плашкодержатель; 6 – наконечник; 7 специальный переводник; 8 – направление с вырезом; 9 – направление; 10 – воронка Овершот (рис. 20) с запорной втулкой предназначен для залавливания за муфту насосно-компрессорных труб диаметром 60, 70 и 89 мм в колонне 5 и 6 дюймов.
Принцип работы:
Муфта НКТ, пройдя через овершот, упирается в клапан (3). Клапан, передвигаясь вверх, срезает штифт (5) и запорная втулка (6) падает на овершот (8). Жидкость с НКТ сливается через сливные отверстия упора (2) и клапана (3). Когда аварийных труб в скважине мало, определяем заловились аварийные НКТ или нет по давлению в НКТ, для чего разгружаем инструмент, отверстия в клапане закроются за счет конусной посадки клапана и перекрытия отверстий (А и Б). Давление в НКТ возрастает. Овершоты сменные. Рис. 20. Овершот:
1 – переводник; 2 – упор; 3 – клапан; 4 – пружина; 5 штифт; 6 запорная втулка; 7 – корпус; 8 овершот; 9 - направляющая
Ловильный инструмент неосвобождающего плашечного типа предназначен для ловли и извлечения насосных штанг и насосно-компрессорных труб из эксплуатационной колонны. Ловители изготовляют с резьбой левого направления, их применяют с центрирующими приспособлениями (воронками).
Ловители ЛКШ-114 (рис. 21) предназначены для ловли, отвинчивания и извлечения (целиком или по частям) насосных штанг- за тело или муфту в эксплуатационной колонне, а также недеформированных насосно-компрессорных труб диаметром до 48 мм.
Ловитель состоит из корпуса 4, удлинителя 1, плашкодержателей 3 и 6, пружины 2, плашек 5 и 8, винта 7 и стопорного винта 9.
Рис. 21. Ловитель ЛКШ-114 К верхней части корпуса ловителя прикреплен удлинитель, а к нижней - воронка 10. В верхней и нижней частях корпуса на внутренней поверхности предусмотрены специальные пазы с профилем сечения типа «ласточкин хвост», в которых сверху расположены плашки для ловли штанг за тело, а снизу - плашки для ловли штанг за муфту.
Плашки перемещаются в корпусе синхронно с помощью специальных плашкодержателей, соединенных между собой винтами, и пружины.
Техническая характеристика
Условный диаметр ловимой колонны, мм:
наносных штанг:
за тело 16; 19; 22
за муфту 38; 42; 46
труб:
за тело В33; В42; В48
за муфту В33
Условный диаметр колонны обсадных труб,
в которой производится ловля, мм 144168
Грузоподъемность, т 24
Основные размеры (с воронкой), мм
диаметр 95
длина 913
Масса (с воронкой), кг 31
Ловитель ЛКШТ-136 (рис. 22) предназначен для ловли и извлечения насосно-компрессорных и насосных штанг (отдельных или расположенных в несколько рядов) из эксплуатационной колонны.
Рис. 22. Ловитель ЛКШТ-136 Ловитель состоит из трех захватных ярусов: нижнего - для захвата насоснокомпрессорных труб диаметром 73 мм и пучка насосных штанг; среднего - для захвата насосно-компрессорных труб диаметром 48 и 60 мм и насосных штанг за муфту; верхнего - для захвата насосных штанг за тело.
В состав каждого яруса входит корпус - верхний 5, средний 6 и нижний 12. Корпусы соединены между собой резьбой; средний и нижний - при помощи переводника 10.
В верхнем корпусе расположены две откидные плашки 2 с гребенчатой насечкой, которые укреплены в пазах кронштейна 4 на оси 3. Плашки могут поворачиваться в верхнее (раскрытое) положение и возвращаться в исходное.
К верхнему корпусу прикреплен переводник 1 для соединения с колонной бурильных труб, а к нижнему - специальная воронка 15 для направления ловимых штанг и труб внутрь ловителя.
В среднем и нижнем корпусах, на внутренней поверхности предусмотрены наклонные пазы с профилем сечения типа «ласточкин хвост», смещенные относительно друг друга на 120°, в пазах расположено по три плашки 9 и 14. В захватной части плашек имеются острые гребенчатые пазы, а с наружной стороны - конусные выступы с профилем сечения типа «ласточкин хвост», которые входят в соответствующие пазы корпусов. Сверху на торцах плашек установлены стаканы 7 и 13, служащие направляющими для пружин 8 и 11.
Техническая характеристика
Условный диаметр ловимой колонны, мм:
насосных штанг:
за тело 12; 16; 19; 22; 25; 28
за муфту 26; 38; 42; 46; 53; 60
труб:
гладких:
за тело 4873
за муфту 5673
с высаженными концами:
за тело 3360
за муфту 1863,5
Условный диаметр эксплуатационной
колонны, в которой производится ловля, мм 168273
Грузоподъемность, т 50
Основные размеры (с воронкой), мм:
наружный диаметр 136
длина 1146
Масса (с вороккой), кг 95
Штанголовитель типа ШК (рис. 23) предназначен для извлечения оставшейся в скважине колонны насосных штанг и устьевых штоков.
Штанголовители типа ШК выпускают в двух исполнениях:
1 - для захвата за тело, муфту или головку насосной штанги;
2 - для захвата за муфту или головку насосной штанги.
Штанголовители изготовляют с резьбой правого направления; их применяют с центрирующим приспособлением (воронкой).
Штанголовитель состоит из переводника 1, нижнего 6 и верхнего 2 корпусов, соединенных между собой резьбой, нижней 7 и верхней 3 пружин, направляющего винта 3, цанги 5, вилки 4, плашек 5 и воронки 10.
На внутренней конической поверхности верхнего корпуса предусмотрена вилка с плашками для ловли штанг за тело. Плашки, перемещающиеся внутри корпуса на перьях вилки, удерживаются в крайнем нижнем положении с помощью верхней пружины.
Рис. 23. Штанголовитель типа ШК:
а – исполнение 1; б – исполнение 2 В стенке нижнего корпуса имеются три сквозных паза 12 для выхода перьев цанги и байонетный паз 11 для перемещения направляющего винта.
Цанга, вставленная в нижний корпус, предназначена для захвата штанг за муфту или головку.
При подъеме ловителя цанга подхватывает штангу под муфту или головку и, не вращаясь, движется вниз до упора в бурт нижнего корпуса. При этом головка направляющего винта из крайней верхней точки перемещается в вертикальный участок байонетного паза и удерживает цангу от вращения.
Штанголовители спускают в лифтовые насосно-компрессорные трубы на колонне насосных штанг.
Таблица 9
Технические характеристики штанголовителей типа ШК
Типоразмер штанголови-теля
| Ис-поль-зова-ние
| Условный диаметр насосно-компрессорных труб, в которых производится ловля, мм
| Диаметр элементов ловимых насосных штанг (ГОСТ 1387780), мм
| Гру-зо-подъ-ем-ность, т
| Основные размеры, мм
| Масса, кг
| тела
| головки
| муфты
| D
| L
|
| ШК4719
| 1
| 60
| 1219
| 2636
| 2638
| 6
| 47
| 693
| 4,9
| ШК4719-1
| 2
| 60
| -
| 2636
| 2638
| 6
| 47
| 540
| 3,6
| ШК5722
| 1
| 73
| 1222
| 2646
| 2646
| 10
| 57
| 762
| 5,7
| ШК5722-1
| 2
| 73
| -
| 2646
| 2646
| 10
| 57
| 607
| 4,1
| ШК6936
| 1
| 89; 114
| 1636
| 3652
| 3857
| 11
| 69
| 866
| 8,5
| ШК6936-1
| 2
| 89; 114
| -
| 3652
| 3857
| 14
| 69
| 703
| 6,0
|
При ликвидации аварии в скважинах значительный объем работ занимает фрезерование аварийных металлических предметов и разбуривание цемента.
Скважинные фрезеры типа ФП предназначены для фрезирования верхнего конца насосно-компрессорных, бурильных и обсадных труб с целью захватывания их ловильным инструментом (рис. 24).
Рис. 24. Скважинный фрезер типа ФП Фрезер - торцевой, с опорно-центрирующим устройством, позволяющим центрировать его относительно оси колонны. Истирающе-режущие участки фрезера армированы композиционным твердосплавным материалом. В корпусе имеются промывочные отверстия и стружкоотводящие противозаклинивающие каналы.
Для присоединения фрезера к бурильной колонне на верхнем конце корпуса предусмотрена присоединительная резьба.
Скважинные фрезеры-райберы типа ФРЛ (рис. 25, а) предназначены для прорезания окна в обсадной колонне под последующее бурение второго ствола.
Рис. 25. а – скважинный фрезер-райбер типа ФРЛ
б – магнитный фрезер-ловитель типа ФМ Фрезер-райбер состоит из режущей и ловильной частей. Режущая часть включает в себя цилиндрический и конический райберы и кольцевой фрезер. Ловильная часть представляет собой специальный захват, установленный внутри цилиндрического райбера.
Магнитные фрезеры - ловители типа ФМ (рис. 25, б) предназначены для фрезерования и извлечения находящихся на забое скважины мелких металлических предметов с ферромагнитными свойствами.
Выпускаются также фрезеры типа ФЗ, ФТК, ФК, ФЗО, ФЗК и др. [7].
В процессе ремонтных работ применяют различные вспомогательные инструменты и приспособления.
Скважинные механические фиксаторы типа ФГМ (рис. 26) предназначены для определения местонахождения муфтовых соединений эксплуатационной колонны в скважине.
Рис. 26. Скважинный механический фиксатор типа ФГМ Фиксатор состоит из корпуса, узла фиксации, узла центрирования и патрубка с ловушкой.
Корпус 1 - основная деталь фиксатора изготовлен в виде ствола с приваренными к нему наконечниками и ребрами. Резьба в верхней части корпуса, служит для присоединения к колонне заливочных труб.
Узел фиксации состоит из трех защелок 3 подпружинных консольными пружинами и закрепленных в прорезях корпуса пальцем 4 и штифтом 5, а также поршня 6, закрепленного в корпусе установочным винтом 8.
Узел центрирования представляет собой три центрирующие пружины 9, закрепленные в корпусе.
Патрубок с муфтой и ловушкой 7, соединяемый с нижним концом корпуса при помощи резьбы, служит для создания цементного забоя и улавливания поршня с целью повторного использования (на рис. 26 показана только ловушка).
Труборез-фрезер ТФ предназначен для резки насосно-компрессорных, обсадных труб и бурильных труб.
Труборез обеспечивает:
- резку толстостенных труб путем воздействия давления промывочной жидкости на резцы;
- возможность использования как самостоятельно, так и с якорем. Присоединительные резьбы по ГОСТ 633-80.
Универсальная печать типа ПУ2 (рис. 27) предназначена для определения по оттиску, полученному на её алюминиевой оболочке, положения верхнего конца объектов, оставшихся в скважине вследствие аварий. Основными узлами печати являются корпус с деталями для получения оттиска предметов и зажимное устройство.
На утолщение в нижней части корпуса 2 надевается резиновый стакан 8, который прикреплен к корпусу четырьмя винтами 7. На резиновый стакан, в свою очередь, надевается алюминиевая оболочка 6, «перья» которой загибаются на кольцевой заплечик корпуса. На средней (цилиндрической) части корпуса установлен направляющий винт 4 и нарезана трапецеидальная резьба. По винту и резьбе движется зажимное устройство, при помощи которого зажимаются «перья» алюминиевой оболочки.
Рис. 27. Универсальная печать типа ПУ2
Зажимное устройство состоит из нажимной втулки 5 и нажимной гайки 3. На верхнюю часть корпуса навинчивается переводник 1 с замковой резьбой бурильных труб для присоединения к колонне труб, на которых печать спускается в скважину.
Печать в собранном виде медленно спускают в скважину на бурильных трубах. При необходимости спуск производят с промывкой, печать устанавливают в скважине на верхнем конце объекта. Нагрузка для получения отпечатка не должна превышать 20 кН.
Таблица 10
Техническая характеристика универсальной печати типа ПУ2
Типоразмер печати
| Условный диаметр колонны обсадных и насосно-компрессорных труб, мм
| Максимальная рабочая нагрузка для получения отпечатка, кН
| Основные размеры, мм
| Масса, кг
| D
| L
| ПУ2-102
| 102*
|
20
| 75; 84
| 295
| 4,5
| ПУ2-146
| 140146
| 106; 112; 118
| 360
| 10,0
| ПУ2-168
| 168
| 125; 131; 137; 141
| 430
| 18,0
| * Диаметр колонны насоснокомпрессорных труб. Скважинный пробойник для насосно-компрессорных труб типа «ОСА» (рис. 28) - высокоэффективный инструмент для ремонта скважин предназначен:
- для сообщения полости труб с забоем скважины путем пробивки стенки НКТ без использования в подземном оборудовании дополнительных устройств, таких как разрушаемые болты и диафрагмы, управляемые и съемные клапаны и др.;
- для резки прихваченной в скважине колонны НКТ.
Инструмент выпускается в двух модификациях:
- свободного сбрасывания с приводом от столба жидкости;
- опускаемый на штангах.
В трубу НКТ сбрасывается или опускается на штангах инструмент. После достижения необходимого интервала из корпуса инструмента выходит жало и после пробивки отверстия в НКТ автоматически утапливается в корпусе (рис. 28).
Рис. 28. Скважинный пробойник «ОСА»
При спуске инструмента на штангах возможно пробивание множества отверстий в одном сечении - т.е. осуществляется резка труб.
|