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 насосно‑компрессорных труб (гладких и высаженных), оканчивающихся муфтой, путем врезания ввинчиванием в резьбу муфты.

Рис. 16. Ловильные метчики: а) универсальныйтипа 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 633‑80)	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	114¸168		3¸50					6,5
МЭУ 46-801 МЭУ 46-80Л	60; В60 73; В73	114¸178		3¸76					11,0
МЭУ 69-100 МЭУ 69-100Л	89;В89	140¸273		3¸88					19,0
МЭУ 85-127 МЭУ 85-127Л	102; В102 114; В114	168¸273		3¸117					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 I 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 I; б – исполнение II;

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 144¸168

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 насосно‑компрессорных 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 48¸73

за муфту 56¸73

с высаженными концами:

за тело 33¸60

за муфту 18¸63,5

Условный диаметр эксплуатационной

колонны, в которой производится ловля, мм 168¸273

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 13877‑80), мм	Гру-зо-подъ-ем-ность, т	Основные размеры, мм	Масса, кг
тела	головки	муфты	D	L
ШК´47´19			12¸19	26¸36	26¸38				4,9
ШК´47´19-1			-	26¸36	26¸38				3,6
ШК´57´22			12¸22	26¸46	26¸46				5,7
ШК´57´22-1			-	26¸46	26¸46				4,1
ШК´69´36		89; 114	16¸36	36¸52	38¸57				8,5
ШК´69´36-1		89; 114	-	36¸52	38¸57				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*		75; 84		4,5
ПУ2-146	140¸146	106; 112; 118		10,0
ПУ2-168		125; 131; 137; 141		18,0

* Диаметр колонны насосно‑компрессорных 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).

При спуске инструмента на штангах возможно пробивание множества отверстий в одном сечении - т.е. осуществляется резка труб.