Устройство для спуска и подъема скважинных приборов

(12) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СПУСКА И ПОДЪЕМА СКВАЖИННЫХ ПРИБОРОВ(71) Заявитель Белорусский государственный концерн по нефти и нефтепродуктам БЕЛНЕФТЕПРОДУКТ(73) Патентообладатель Белорусский государственный концерн по нефти и нефтепродуктам БЕЛНЕФТЕПРОДУКТ(57) Устройство для спуска и подъема скважинных приборов, содержащее раму, на которой установлены спуско-подъемный агрегат с геофизическим кабелем, передняя и задняя опоры с расположенной на них вышкой, гидростанция с напорной и сливной гидромагистралями, соединенными через первый гидрораспределитель с гидроцилиндром подъема-опускания вышки и через гидрозамок и второй гидрораспределитель - с гидродомкратом, и предохранительно-демпфирующее устройство, отличающееся тем, что предохранительно-демпфирующее устройство выполнено в виде вертикально установленного на задней опоре двухкамерного гидроцилиндра, нижняя камера которого снабжена поршнем со сквозным дроссельным отверстием и обратным клапаном, а верхняя камера - подпружиненным в сторону нижней камеры и контактирующим с поршнем золотником с осевым отверстием и установленным в нем с возможностью взаимодействия с обратным клапаном толкателем, при этом нижняя камера соединена со сливной гидромагистралью и гидромагистралью, соединяющей гидрозамок и второй гидрораспределитель, а верхняя камера расположена на гидромагистрали, соединяющей бесштоковую полость гидроцилиндра подъема-опускания вышки с первым гидрораспределителем, причем устройство снабжено обратным клапаном, подключенным параллельно к верхней камере. 2649 1 2. Объемный гидропривод нефтепромыслового оборудования. /А.А. Даниельянц и др., М. Недра, 1975. С. 73 (прототип). Изобретение относится к оборудованию для обслуживания скважины может применяться в нефтегазодобывающей промышленности для спуска и подъема различных приборов и устройств при гидродинамических и геофизических исследованиях. Известно устройство для спуска и подъема скважинных приборов 1, включающее раму, на которой смонтированы спуско-подъемный агрегат с геофизическим кабелем, передняя и задняя опоры с установленной на них вышкой, гидростанция с напорной и сливной гидромагистралями, соединенными через первый гидрораспределитель с гидроцилиндром подъема-опускания вышки и через гидрозамок и второй гидрораспределитель с гидродомкратом, предохранительно-демпфирующее устройство. Недостатками данного устройства являются следующие выполнение предохранительно-демпфирующего устройства в виде дроссельного аппарата уменьшает скорость установки вышки в вертикальное положение, однако при установке вышки на заднюю опору не прекращается поступление рабочей жидкости в бесштоковую полость гидроцилиндра подъема-опускания до переключения гидрораспределителя в нейтральное положение, что не исключает приложение нерациональных нагрузок на заднюю опору и вышку, т.к. оператору трудно переключить гидрораспределитель именно в момент контакта вышки с задней опорой не исключены из-за невнимательности оператора подъем вышки и производство спуско-подъемных операций при поднятом гидродомкрате, что может привести к аварийной ситуации, а устройства, препятствующего этому, в данной конструкции нет. Из известных устройств наиболее близким техническим решением предлагаемому является устройство для спуска и подъема скважинных приборов 2, содержащее раму, на которой установлены спускоподъемный агрегат с геофизическим кабелем, передняя и задняя опоры с расположенной на них вышкой,гидростанция с напорной и сливной гидромагистралями, соединенный через первый гидрораспределитель с гидроцилиндром подъема-опускания вышки и через гидрозамок и второй гидрораспределитедь с гидродомкратом, предохранительно-демпфирующее устройство. Предохранительно-демпфирующее устройство выполнено в виде установленного в штоковой полости гидроцилиндра подъема-опускания дроссельного устройства, предназначенного для частичного замедления скорости опускания вышки на заднюю опору. Кроме этого, дополнительно последовательно дроссельному устройству установлен дроссель с ручным регулированием, который в момент контакта вышки с задней опорой рекомендуется прикрывать. Недостатками данного устройства являются следующие выполнение предохранительно-демпфирующего устройства в виде последовательно установленных дроссельного устройства и дросселя с ручным регулированием все же не исключает динамический удар вышки о заднюю опору при невнимательной работе оператора, который может пропустить момент контакта вышки с задней опорой и не перекрыть дроссель, а устройства, сигнализирующего о моменте контакта в данной конструкции нет в данном устройстве из-за невнимательности обслуживающего персонала возможен подъем вышки и проведение спуско-подъемных операций при поднятом гидродомкрате, что может привести к аварийной ситуации, а устройство, препятствующее такой ситуации, в данной конструкции отсутствует. Задача, решаемая данным изобретением - повышение надежности за счет снижения динамических нагрузок, а также исключение подъема вышки при поднятом гидродомкрате. Для этого в устройстве для спуска и подъема скважинных приборов, содержащем раму, на которой установлены спуско-подъемный агрегат с геофизическим кабелем, передняя и задняя опоры с расположенной на них вышкой, гидростанция с напорной и сливной гидромагистралями, соединенными через первый гидрораспределитель с гидроцилиндром подъема опускания вышки и через гидрозамок и второй гидрораспределитель с гидродомкратом, предохранительно-демпфирующее устройство, последнее выполнено в виде вертикально установленного на задней опоре двухкамерного гидроцилиндра, в нижней камере которого расположен поршень со сквозным дроссельным отверстием и обратным клапаном, а в верхней - подпружиненный в сторону нижней камеры и контактирующий с поршнем золотник с расположенным в его осевом отверстии толкателем, взаимодействующим с обратным клапаном, при этом нижняя камера соединена со сливной гидромагистралью и с гидромагистралью, соединяющей гидрозамок и второй гидрораспределитель,а верхняя камера расположена на гидромагистрали, соединяющей бесштоковую полость гидроцилиндра подъема-опускания вышки с первым гидрораспределителем, причем устройство снабжено обратным клапаном, подключенным параллельно верхней камере. Изложенная сущность изобретения поясняется чертежами, на которых показана конструкция устройства для спуска и подъема скважинных приборов фиг.1 -гидрокинематическая схема устройства фиг. 2 - выноска 1 на фиг. 1 в увеличенном масштабе при опущенном гидродомкрате. 2 2649 1 Устройство для спуска и подъема скважинных приборов (см.фиг. 1) содержит раму 1, на которой установлены спуско-подъемный агрегат 2 с геофизическим кабелем 3, задняя опора 4, гидродомкрат 5, гидростанция 6, передняя опора 7. С задней опорой 4 шарнирно соединена вышка 8, в транспортном положении опирающаяся на переднюю опору 7. С рамой 1 и вышкой 8 шарнирно связан гидроцилиндр 9 подъема-опускания вышки 8. На задней опоре 4 вертикально установлено предохранительно-демпфирующее устройство 10. Для управления гидроцилиндром 9 установлен гидрораспределитель 11, гидромагистралями 12 и 13 и соединенный с гидростанцией 6, гидромагистралью 14 - с гидробаком 15, гидромагистралью 16 - со штоковой полостью гидроцилиндра 9 подъема-опускания вышки 8, гидромагистралью 17 через предохранительнодемпфирующее устройство 10 и гидромагистралью 18 - с бесштоковой полостью гидроцилиндра 9. Параллельно предохранительно-демпфирующему устройству 10 установлен обратный клапан 19, соединенный гидромагистралями 20 и 21 соответственно с гидромагистралями 18 и 17. Причем обратный клапан 19 установлен с возможностью прохода рабочей жидкости от гидромагистрали 20 к гидромагистрали 21. Для управления гидродомкратом 5 установлен гидрораспределитель 22, гидромагистралями 23 и 13 связанный с гидростанцией 6, гидромагистралью 24 - с гидробаком 15, гидромагистралью 25 через гидрозамок 26 и гидромагистраль 27 - с бесштоковой полостью гидродомкрата 5, гидромагистралью 28 через гидрозамок 26 и гидромагистраль 29 - со штоковой полостью гидродомкрата 5. Гидромагистраль 25 в свою очередь, гидромагистралью 30 через предохранительно-демпфирующее устройство 10, гидромагистралью 31 соединена с гидробаком 15. На задней опоре 4 установлен оттяжной ролик 32 геофизического кабеля 3, а на вышке 8 установлены два направляющих ролика 33. Предохранительно-демпфирующее устройство 10 (см.фиг.2) выполнено в виде двухкамерного гидроцилиндра, состоящего из корпуса 34 с выполненной в нем камерой 35, в которой размещен золотник 36, и корпуса 37 с выполненной в нем камерой 38, в которой размещен поршень 39. Корпуса 34 и 37 последовательно соединены между собой таким образом, что геометрические оси камер 35 и 38 совпадают по оси 40. Снизу корпус 37 закрыт крышкой 41 с отверстием 42, которое соединено с гидромагистралью 30. В поршне 39 размещен обратный клапан, выполненный в виде размещенного в выполненном в поршне 39 отверстии 43 шарика 44, подпружиненного пружиной 45 в сторону золотника 36. Выше шарика 44 по оси, совпадающей с геометрической осью отверстия 43 и осью 40 выполнено отверстие 46, диаметр которого меньше диаметра шарика 44. Перпендикулярно оси 40 в поршне 39 выполнено дроссельное отверстие 47, соединяющее выполненную в верхней части камеры 38 кольцевую проточку 48 при расположении поршня 39 в верхнем положении. Кроме этого, перпендикулярно дроссельному отверстию 47 в верхней части поршня 39 выполнено дроссельное отверстие 49, соединяющее кольцевую проточку 48 с дроссельным отверстием 47 при опускании поршня 39 в нижнее положение. Кольцевая проточка 48 соединяется с гидромагистралью 31 через выполненное в корпусе 37 отверстие 50. Пружина 45 против выпадения вниз ограничена крышкой 51,соединенной с поршнем 39. По оси 40 в крышке 51 выполнено отверстие 52. Золотник 36, расположенный в камере 35, имеет верхний 53 и нижний 54 хвостовики. Причем нижний хвостовик 54 контактирует с поршнем 39, для чего в корпусе 37 в верхней его части выполнено отверстие 55, а верхний хвостовик 53, выступает за верхний контур корпуса 34. Золотник 36 подпружинен пружиной 56 в сторону поршня 39. Кроме этого, по оси 40 в золотнике 36 выполнено сквозное отверстие 57, в котором размещен толкатель 58, который снабжен упором 59, ограничивающим его вертикальное перемещение. Толкатель 58 нижним торцом взаимодействует с шариком 44, а верхний его торец выступает за торец верхнего хвостовика 53 золотника 36. В корпусе 34 выполнены отверстия 60 и 61, которые сообщены соответственно с гидромагистралями 18 и 17. Для плавного перекрытия отверстий 60 и 61 нижняя часть золотника 36 имеет коническую поверхность 62. Устройство работает следующим образом. Устройство для спуска и подъема скважинных приборов подается к месту выполнения спуско-подъемных работ. Включается гидростанция 6, при этом рабочая жидкость по гидромагистралям 13 и 12 подается к гидрораспределителю 11 гидроцилиндра 9 подъема-опускания вышки 8, а по гидромагистралям 13 и 23 - к гидрораспределителю 22 гидродомкрата 5. Исходя из условий работы, прежде, чем установить вышку 8 в вертикальное положение на заднюю опору 4, необходимо раму 1 установить на гидродомкрат 5. Однако, по небрежности оператора, он может сразу включить гидрораспределитель 11 гидроцилиндра 9 подъемаопускания вышки 8 в положение подъем. При этом рабочая жидкость от гидростанции 6 по гидромагистралям 13 и 12, через гидрораспределитель 11 по гидромагистрали 17 поступит к отверстию 61 в корпусе 34 предохранительно-демпфирующего устройства 10, выполненного в виде двухкамерного гидроцилиндра. Однако при этом отверстие 61 закрыто золотником 36, находящимся в нижнем положении под действием пружины 56, т.е. дальнейший проход рабочей жидкости к бесштоковой полости гидроцилиндра 9 перекрыт. Значит поднять вышку 8 без установки рамы 1 на гидродомкрат 5 невозможно. При правильном выполнении работ первоначально включается гидрораспределитель 22 гидродомкрата 5 в положение опускание. При этом рабочая жидкость по гидромагистралям 13, 23 через гидрораспредели 3 2649 1 тель 22, по гидромагистрали 25 поступает к гидрозамку 26 и по магистрали 30, к отверстию 42, в корпусе 37,в камеру 38. Так как шарик 44 под действием пружины 45 запирает отверстие 46, поршень 39 перемещается вверх, взаимодействуя с нижним хвостовиком 54 и сжимая пружину 56. Тем самым золотник 36 открывает отверстия 60 и 61. Таким образом, золотник 36, переместившись в верхнее положение, привел предохранительнодемпфирующее устройство 10 в рабочее положение, после чего оно может выполнять свои функции по замедлению скорости установки вышки 8 в вертикальное положение и отключению гидроцилиндра 9 подъемаопускания в момент касания вышкой 8 задней опоры 4. Одновременно с проходом рабочей жидкости в камеру 35 она поступает по гидромагистрали 25 через гидрозамок 26 по гидромагистрали 27 в бесштоковую полость гидродомкрата 5, шток которого опускается и подпирает раму 1, при этом штоковая полость гидродомкрата 5 через гидромагистраль 29, гидрозамок 26, гидромагистраль 29, гидрораспределитель 22, гидромагистраль 24 соединяется с гидробаком 15. После этого оператор включает гидрораспределитель 11. При этом рабочая жидкость по гидромагистралям 13, 12 через гидрораспределитель 11 по гидромагистрали 17, через отверстие 61 в корпусе 34, камеру 35,отверстие 60, гидромагистраль 18 поступает в бесштоковую полость гидроцилиндра 9 подъема-опускания вышки 8. Вышка отрывается от передней опоры 7 и начинается ее подъем. При этом штоковая полость гидроцилиндра 9 через гидромагистраль 16, гидрораспределитель 11, гидромагистраль 14 сообщается с гидробаком 15. Когда положение вышки 8 приближается к вертикальному (рабочему), она контактирует с толкателем 58,расположенным в отверстии 57, и опускает его вместе с упором 59 вниз. Толкатель 58 в свою очередь отжимает шарик 44 вниз, тем самым сообщает гидромагистраль 30 через отверстие 43, камеру 38, отверстие 52 в крышке 51, отверстия 43, 46, дроссельное отверстие 47, кольцевую канавку 48, отверстие 50 с гидромагистралью 31, связанную с гидробаком 15, т.е. открыт проход рабочей жидкости на слив. Далее вышка 8 взаимодействует с верхним хвостовиком 53 золотника 36 и опускает золотник 36 вниз. При этом скорость установки вышки 8 в вертикальное положение замедляется из-за дросселирования рабочей жидкости в отверстии 47, а затем, когда отверстие 47 не сообщается с кольцевой канавкой 48, - через дроссельное отверстие 49. По мере приближения золотника 36 к отверстиям 60 и 61 скорость установки вышки 8 еще более падает, т.к. они постепенно перекрываются конической поверхностью 62 золотника 36. При дросселировании рабочей жидкости в отверстиях 47 и 49, хотя и открывается сообщение подводящей гидромагистрали 25 гидродомкрата 5 с гидробаком 15, шток гидродомкрата 5 остается на месте, т.к. уходу рабочей жидкости из полостей гидродомкрата 4 препятствует гидрозамок 26. Предохранительно-демпфирующее устройство 10, выполненное в виде двухкамерного гидроцилиндра,установлено на задней опоре 4 таким образом, что в момент касания вышки 8 задней опоры 4 золотник 36 перекрывает отверстия 60 и 61 и прекращает доступ рабочей жидкости в бесштоковую полость гидроцилиндра 9 подъема-опускания вышки 8. Таким образом, предохранительно-демпфирующее устройство 10 плавно замедляет скорость установки вышки 8 в вертикальное положение и полностью отключает доступ рабочей жидкости к гидроцилиндру 9 подъема-опускания вышки 8. После этого спуско-подъемным агрегатом 2 производят спуско-подъемные операции геофизического кабеля 3 с геофизическим прибором (на фиг. не показан) в скважине. При этом геофизический кабель 3 от спуско-подъемного агрегата проходит через оттяжной ролик 32 и два направляющих ролика 33. Демонтаж устройства производится в следующей последовательности. 2649 1 Гидрораспределитель 11 гидроцилиндра 9 подъема-опускания вышки 8 переводят в положение Опускание. При этом от гидростанции 6 рабочая жидкость по гидромагистралям 13, 12, через гидрораспределитель 11, по магистрали 16 поступает в штоковую полость гидроцилиндра 9, а рабочая жидкость, вытесняемая из бесштоковой полости гидроцилиндра 9, по гидромагистралям 18, 20, через обратный клапан 19, гидромагистрали 21 и 17, гидрораспределитель 11, гидромагистраль 14 поступает в гидробак 15. Вышка 8 опускается и укладывается на переднюю опору 7. Золотник 36 предохранительно-демпфирующего устройства 10 не перемещается вдоль оси 40 и под действием пружины 56 остается в нижнем положении, при этом поршень 39 упирается в крышку 41. Затем гидрораспределитель 22 устанавливается в положение подъем гидродомкрата 5. При этом рабочая жидкость от гидростанции 6 по гидромагистралям 13, 23, через гидрораспределитель 22, гидромагистраль 28, гидрозамок 26, гидромагистраль 29 поступает в штоковую полость гидродомкрата 5. Вытесняемая из бесштоковой полости гидродомкрата 4 рабочая жидкость по гидромагистрали 27, через гидрозамок 26,гидромагистраль 25, гидрораспределитель 22, гидромагистраль 24 поступает в гидробак 15. Затем отключают гидростанцию 6, устройство готово к транспортировке. Таким образом, данная конструкция устройства для спуска и подъема скважинных приборов не позволяет производить подъем вышки 8 в вертикальное положение при поднятом гидродомкрате 5, а также позволяет автоматически уменьшать поступление рабочей жидкости в штоковую полость гидроцилиндра 9 при подходе вышки 8 к вертикальному положению, а при контакте вышки 8 с опорой 4 прекратить поступление рабочей жидкости в штоковую полость гидроцилиндра 9. Это позволяет снизить динамические нагрузки. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.