Патент на изобретение №2224085

(54) Ловитель каната

(57) Реферат:

Изобретение относится к устройствам для проведения ловильных работ в эксплуатационных скважинах и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности для захвата и извлечения из скважины каната или кабеля. Ловитель каната содержит корпус с переходником и центральным каналом, узел захвата и шарнирно связанные крючья. Узел захвата выполнен в виде усеченного конуса с большим диаметром в нижней части и взаимодействует с захватными двуплечими рычагами – крючьями. В верхней части усеченного конуса рычаги-крючья выполнены в виде цилиндрических головок. С другой стороны захватная часть двуплечего рычага выполнена изогнутой к оси ловителя и заостренной на конце в виде зубьев плашки. Захватные двуплечие рычаги-крючья шарнирно размещены в корпусе ловителя в направляющих пазах втулки, жестко установленной в корпусе устройства. Усеченный конус в верхней части, со стороны меньшего диаметра, жестко связан с пригрузом, установленным в верхней части центрального канала корпуса ловителя с ограниченной возможностью осевого перемещения вверх и вниз. Узел захвата дополнительно снабжен двуплечими рычагами-толкателями, выполненными в верхней части идентично захватным двуплечим рычагам-крючьям. В нижней части рычаги-толкатели выполнены укороченными и без зубьев с возможностью ограниченного поворота друг против друга к оси ловителя. Изобретение повышает надежность захвата и извлечения предметов типа каната или кабеля из скважины на канате с устья скважины с одновременным упрощением конструкции ловителя. 6 ил.

Изобретение относится к устройствам для проведения ловильных работ в эксплуатационных скважинах и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности для захвата и извлечения из скважины каната или кабеля.

Известно устройство для извлечения предметов из скважины большого диаметра, состоящее из корпуса с закрепленным на нем гидродомкратом, захватных рычагов, соединенных с подвижной частью гидродомкрата, штока с поршнем гидродомкрата, выполненных с отверстием для подвода жидкости в поршневую полость и жестко соединенных с корпусом, тяг, связанных с противолежащими относительно продольной оси устройства точками корпуса [1].

Недостатком данного устройства является невозможность захвата предметов типа кабеля, каната.

Известен способ извлечения кабеля из скважины. Осуществление способа производится устройством, включающим корпус с захватом и направляющей втулкой. В корпусе над захватом телескопически с возможностью независимого перемещения установлен дополнительный блок с захватом, предназначенный для выпрямления кабеля. Ловильная головка, установленная в блоке, предназначена для обеспечения подъема этого кабеля овершотом. Захват верхний предназначен для захвата оборванного кабеля в верхней части, а другой захват (нижний по схеме) в нижней части насосом [2].

Недостатком является невозможность извлечения каната или кабеля.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является ловитель каната или кабеля, принятый нами в качестве прототипа, включающий корпус с переходником. В корпусе выполнены центральный и радиальные каналы, последние из которых расположены в шахматном порядке по высоте корпуса. Корпус выполнен с направляющими, расположенными в радиальных каналах, образуя с последними кольцевые полости.

В радиальных каналах корпуса установлены узлы захвата, содержащие полые цилиндрические пальцы с коническими наконечниками, имеющими отверстия, и поршнями со стороны гидравлических каналов корпуса. Внутри каждого полого цилиндрического пальца установлен дополнительный поршень с фиксаторами его рабочего положения и шарнирно установленными на нем крючьями, которые в исходном положении узла захвата заходят своими остриями в отверстия конического наконечника. Надпоршневая полость поршня в рабочем положении гидравлически связана с радиальными каналами корпуса.

Каждый цилиндрический палец подпружинен при помощи пружины сжатия, их движение ограничено гайками [3].

Недостатком данного изобретения является то, что при малых диаметрах обсадной колонны невозможно разместить в корпусе ловителя подвижно-захватные элементы (узлы захвата) для больших диаметров каната.

Кроме того, общим недостатком аналогов и прототипа является невозможность извлечения каната, кабеля без колонны бурильных труб или НКТ.

Задачей изобретения является повышение возможности захвата и извлечения предметов типа каната или кабеля из скважины на кабеле с устья скважины с одновременным упрощением конструкции устройства.

Поставленная задача в известном ловителе каната, содержащем корпус с центральным каналом, переходник и узел захвата, решается тем, что узел захвата выполнен в виде усеченного конуса с большим диаметром в нижней части, взаимодействующего с захватными рычагами-крючьями, выполненными со стороны усеченного конуса в верхней части в виде цилиндрических головок, а со стороны других концов – с изогнутой вовнутрь к оси корпуса ловителя захватной частью, выполненной заостренной на конце в виде зубьев плашки, при этом захватные двуплечие рычаги-крючья шарнирно размещены в корпусе с возможностью поворота друг против друга к оси корпуса ловителя в направляющих пазах втулки, жестко установленной в корпусе, усеченный конус в верхней части со стороны меньшего диаметра жестко связан с пригрузом, установленным в верхней части центрального канала корпуса с ограниченной возможностью осевого перемещения вверх и вниз, причем узел захвата дополнительно снабжен двуплечими рычагами-толкателями, выполненными в верхней части идентично захватным двуплечим рычагам-крючьям, а в нижней части – укороченными и без зубьев с возможностью ограниченного поворота друг против друга к оси корпуса ловителя, пригруз выполнен со штоком, переходник жестко соединен с верхним концом штока пригруза, а для размещения в транспортном положении захватных двуплечих рычагов-крючьев и вспомогательных двуплечих рычагов-толкателей соответственно их размерам по ширине и высоте в корпусе ловителя выполнены фигурные окна.

Существенными отличительными признаками заявленного изобретения в сравнении с прототипом являются:

– узел захвата, выполненный в виде усеченного конуса с большим диаметром в нижней части, взаимодействует с захватными двуплечими рычагами-крючьями, выполненными со стороны усеченного конуса в верхней части в виде цилиндрических головок, а со стороны других концов – с изогнутой вовнутрь к оси корпуса ловителя захватной частью, выполненной заостренной на конце в виде зубьев плашки;

– захватные двуплечие рычаги-крючья размещены шарнирно в корпусе с возможностью поворота друг против друга к оси корпуса-ловителя и в направляющих пазах втулки, жестко установленной в корпусе;

– усеченный конус в верхней части, со стороны меньшего диаметра жестко связан с пригрузом, установленным в верхней части центрального канала корпуса с ограниченной возможностью осевого перемещения вверх и вниз;

– узел захвата дополнительно снабжен двуплечими рычагами-толкателями, выполненными в верхней части идентично захватным двуплечим рычагам-крючьям, а в нижней части – укороченными и без зубьев с возможностью ограниченного поворота друг против друга к оси корпуса ловителя;

– пригруз выполнен со штоком, переходник жестко соединен с верхним концом штока пригруза;

– в корпусе ловителя выполнены фигурные окна.

Вышеперечисленные существенные отличительные признаки нам были неизвестны из патентной и научно-технической информации и в совокупности с известными позволяют решить задачу, поставленную изобретением, и в связи с этим мы считаем заявленные существенные отличительные признаки “новыми”.

На заявленное изобретение выполнены рабочие чертежи. В настоящее время идет подготовка к испытанию опытного образца. Ловитель может быть легко изготовлен в условиях мастерских промысла. В связи с этим считаем, что изобретение соответствует критерию “Промышленная применимость”.

Заявленное изобретение не является очевидным для специалиста в данной области и в связи с этим соответствует “Изобретательскому уровню”.

На фиг.1 представлен ловитель, спускаемый на кабеле в скважину, в транспортном положении, в разрезе, на фиг.2 – ловитель в рабочем положении в разрезе, на фиг.3 – разрез А-А на фиг.1, на фиг.4 – разрез Б-Б на фиг.1, на фиг.5 – вид В на фиг.1, на фиг.6 – вид Г на фиг.1.

Ловитель каната или кабеля состоит из корпуса 1 переходника 2, центрального канала корпуса 3, узла захвата, выполненного в виде усеченного конуса 4 с большим диаметром книзу, взаимосвязанного с захватными двуплечими рычагами-крючьями 5, выполненными со стороны усеченного конуса 4 в виде цилиндрических головок 6, а со стороны других концов – с изогнутой во внутрь к оси корпуса ловителя захватной частью, выполненной заостренной на конце в виде зубьев 8 плашки (см. фиг.6). Захватные двуплечие рычаги-крючья 5 размещены шарнирно на шарнире 9 в корпусе 1 ловителя с возможностью поворота друг против друга к оси ловителя в направляющих пазах 10 втулки 11, жестко установленной в корпусе 1 устройства.

Усеченный конус 4 в верхней части, со стороны меньшего его диаметра, жестко связан с пригрузом 12, установленным в верхней части корпуса 1 в центральном канале 3 корпуса 1 ловителя с ограниченной возможностью осевого перемещения вверх и вниз.

Узел захвата снабжен дополнительными двуплечими рычагами-толкателями 13, выполненными в верхней части идентично захватным двуплечим рычагам-крючьям 5, а в нижней части укороченными и без зубьев с возможностью ограниченного поворота друг против друга к оси устройства. В нижней части в направляющих пазах 10 для дополнительных двуплечих рычагов-толкателей 13 предусмотрены ограничители 14, которые жестко прикреплены к втулке 11 корпуса 1.

В корпусе 1 против захватных двуплечих рычагов-крючьев 5 и вспомогательных двуплечих рычагов-толкателей 13 соответственно их размерам по ширине и высоте выполнены фигурные окна 15, 16 для размещения их в транспортном положении.

В нижней части центрального канала 3 корпуса 1 жестко установлена направляющая воронка 17. Верхний торец воронки 18 выполнен радиусом, большим, чем радиус захватной части двуплечего рычага-крюка 5.

Переходник геофизической головки 2 жестко соединен с верхним концом штока 19 с пригрузом 12, с помощью штифта 20 связан скользяще подвижно с пазами 21 втулки 22, установленной жестко с верхней частью канала 3 корпуса 1.

С целью улучшения условий работы штифта 20 по его торцам установлены втулки 23.

Между втулкой 22 с направляющими пазами 21 и верхом пригруза 12 предусмотрена стенка 24 с направляющим отверстием 25.

На чертеже ловитель размещен в обсадной трубе 26. Позицией 27 обозначен извлекаемый предмет – канат или кабель.

Ловитель работает следующим образом. Ловитель спускают в скважину на кабеле или канате (на фиг. не показано), закрепленном за геофизическую головку-переходник 2. По достижении клубка оборванного кабеля 27 на забое скважины ловитель немного приподнимают и резче опускают, накрывая тем самым конец оборванного каната 27, который заходит во внутреннюю полость ловителя (проходит между захватными частями двуплечих рычагов-крючьев 5 и дополнительными двуплечими рычагами-толкателями 13). Одновременно с соприкосновением нижним концом корпуса 1 ловителя с оборванным концом каната раскрываются захватные двуплечие рычаги-крючья 5 и дополнительные двуплечие рычаги-толкатели 13 под тяжестью пригруза 12. Затем с устья устройство поднимают, при этом сначала приподнимается пригруз 12 с усеченным конусом 4, одновременно с движением вверх усеченного конуса 4 поворачиваются и захватные двуплечие рычаги-крючья 5, связанные между собой кинематически. Таким образом, захватные двуплечие рычаги-крючья 5 врезаются острыми концами в конец ловимого каната 27 и плотно захватывают его, а дополнительные двуплечие рычаги-толкатели 13 помогают лучше его подать к середине оси ловителя. При этом между верхом пригруза 12 и перегородкой 24 устройства остается гарантированный зазор.

При дальнейшем подъеме каната с ловителем начинает подниматься и корпус 1 устройства, который своим весом еще более зажмет конец извлекаемого каната 27. Таким образом, оборванный канат 27 извлекается из скважины без извлечения колонн бурильных труб, а только лишь при помощи каната с устья скважины, что значительно повышает эффективность работ по ремонту скважин.

Источники информации

1. А.C. №855187, 1981.

2. А.С. №926234, 1982.

3. А.С. №1323697, 1987.

Формула изобретения

Ловитель каната, содержащий корпус с центральным каналом, переходник и узел захвата, отличающийся тем, что узел захвата выполнен в виде усеченного конуса с большим диаметром в нижней части, взаимодействующего с захватными двуплечими рычагами-крючьями, выполненными со стороны усеченного конуса в верхней части в виде цилиндрических головок, а со стороны других концов – с изогнутой во внутрь к оси корпуса ловителя захватной частью, выполненной заостренной на конце в виде зубьев плашки, при этом захватные двуплечие рычаги-крючья шарнирно размещены в корпусе с возможностью поворота друг против друга к оси корпуса ловителя в направляющих пазах втулки, жестко установленной в корпусе, усеченный конус в верхней части, со стороны меньшего диаметра, жестко связан с пригрузом установленным в верхней части центрального канала корпуса с ограниченной возможностью осевого перемещения вверх и вниз, причем узел захвата дополнительно снабжен двуплечими рычагами-толкателями, выполненными в верхней части идентично захватным двуплечим рычагам-крючьям, а в нижней части – укороченными и без зубьев с возможностью ограниченного поворота друг против друга к оси корпуса ловителя, пригруз выполнен со штоком, переходник жестко соединен с верхним концом штока пригруза, а для размещения в транспортном положении захватных двуплечих рычагов-крючьев и вспомогательных двуплечих рычагов-толкателей соответственно их размерам по ширине и высоте в корпусе ловителя выполнены фигурные окна.

РИСУНКИ