якорь для фиксации скважинного оборудования

Формула изобретения

Якорь для фиксации скважинного оборудования, включающий корпус, связанный с колонной труб и полым штоком, конус со шлипсами, подпружиненный и опирающийся на шлипсы патрубок, установленный снаружи корпуса с возможностью ограниченного продольного перемещения вниз, причем пружина сжатия установлена между верхним упором патрубка и нижним упором корпуса, а шлипсы выполнены с возможностью радиального перемещения наружу относительно патрубка под действием конуса, отличающийся тем, что корпус с патрубком размещен сверху конуса, расширяющегося сверху вниз, нижний упор корпуса изготовлен в виде поршня, герметично вставленного в патрубок, герметичное подпоршневое пространство которого сообщено с полостью штока.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для фиксации оборудования в скважине, фиксации гидродомкрата при расширении пуансонами экспандируемых труб.

Известен якорь гидравлический (патент RU № 68578, МПК E21B 23/06, опубл. Бюл. № 33 от 27.11.2007 г.), включающий полый ствол с поршнем, размещенные на нем фиксатор и корпус в виде подвижного цилиндра. Ствол снабжен верхним и нижним упорами, снабженными присоединительными резьбами, а фиксатор выполнен в виде эластичной манжеты, расположенной между верхним упором и корпусом, который выполнен подпружиненным вниз от поршня ствола.

Недостатком этого устройства является его низкая надежность, так как эластичные манжеты при больших осевых нагрузках, возникающих при работе гидродомкрата, страгиваются со стенок скважины, что приводит к невозможности выполнения операции по расширению труб, а также преждевременному износу манжет и разрушению.

Наиболее близким устройством по технической сущности и достигаемому результату является якорь для фиксации скважинного оборудования (патент RU № 2434116, МПК E21B 23/06, опубл. Бюл. № 32 от 20.11.2011 г.), включающий связанный с колонной труб конус со шлипсами, корпус с фиксатором и патрубок, установленный снаружи корпуса с возможностью ограниченного продольного перемещения вниз, поджатый пружиной от корпуса вниз и снабженный внутри кольцевой проточкой под фиксатор, при этом конус жестко соединен с корпусом, на наружной поверхности которого выполнена выборка под фиксатор, выполненный в виде пружинного разжимного кольца, пружина установлена между верхним и нижним упорами, которые выполнены с возможностью опоры соответственно на патрубок и корпус в транспортном положении, в котором зафиксированы срезным элементом, при этом патрубок выполнен упирающимся снизу на шлипсы, которые выполнены с возможностью радиального перемещения относительно него, причем фиксатор выполнен с возможностью входа в проточку патрубка при сжатии пружины.

Недостатки этого якоря:

- при работе гидродомкрата, когда осевое усилие, создаваемое им, превышает усилие, необходимое для расширения труб, происходит выталкивание гидродомкрата, при этом шлипсы сползают по конической поверхности вниз и происходит разъякоривание;

- при технологических операциях, связанных с подъемом оборудования с якорем, возможна фиксация шлипсов в транспортном положении за счет срабатывания фиксирующего устройства с невозможностью повторного их выхода в рабочее положение без дополнительного подъема оборудования, что связано с дополнительными временными и материальными затратами. Технической задачей изобретения является создание такой конструкции якоря, которая способна многократно и надежно фиксировать гидродомкрат при расширении пуансонами экспандируемых труб в скважине при работе устройства и гарантированно принимать транспортное положение при подъеме устройства.

Техническая задача решается якорем для фиксации скважинного оборудования, включающим корпус, связанный с колонной труб и полым штоком, конус со шлипсами, подпружиненный и опирающийся на шлипсы патрубок, установленный снаружи корпуса с возможностью ограниченного продольного перемещения вниз, причем пружина сжатия установлена между верхним упором патрубка и нижним упором корпуса, а шлипсы выполнены с возможностью радиального перемещения наружу относительно патрубка под действием конуса.

Новым является то, что корпус с патрубком размещен сверху конуса, расширяющегося сверху вниз, нижний упор корпуса изготовлен в виде поршня, герметично вставленного в патрубок, герметичное подпоршневое пространство которого сообщено с полостью штока.

На фиг. показан якорь в транспортном положении (продольный разрез). Якорь для фиксации скважинного оборудования (на фиг. не показано) включает корпус 1 (фиг.1), связанный сверху с колонной труб (на фиг. не показана) и снизу полым штоком 2, конус 3, соединенный со шлипсами 4 пазами 5 типа «ласточкин хвост», подпружиненный пружиной 6 и опирающийся на имеющие Т-образные пазы 7 шлипсы 4 патрубок 8, снабженный ответными Т-образными шипами 9, установлен снаружи корпуса 1 с возможностью ограниченного продольного перемещения вниз. Причем пружина 6 сжатия установлена между верхним упором 10 патрубка 8 и нижним упором 11 корпуса 1, а шлипсы 4 выполнены с возможностью радиального перемещения наружу относительно патрубка 8 под действием конуса 3. Корпус 1 с патрубком 8 размещен сверху конуса 3, расширяющегося сверху вниз. Нижний упор 11 корпуса 1 изготовлен в виде поршня, герметично вставленного в патрубок 8, герметичное подпоршневое пространство которого сообщено с полостью штока 2 отверстием 12.

Устройство работает следующим образом.

Якорь при помощи резьбы 13 соединяют с колонной труб (на фиг. не показано), а при помощи резьбы 14 со скважинным оборудованием (например, гидродомкратом с пуансонами), после чего всю компоновку спускают в скважину до упора пуансона в цилиндрический участок или резьбовое соединение расширяемой трубы (на фиг. не показано), предварительно установленной в необходимом интервале.

Промывкой жидкости через колонну труб создают перепад давления в корпусе 1 и полом штоке 2. При этом через отверстие 12 под действием давления жидкости патрубок 8 перемещается вниз относительно корпуса 1, сжимая пружину 6, и перемещает шлипсы 4 вниз относительно конуса 3. Благодаря тому, что конус 3 выполнен расширяющимся сверху вниз, шлипсы 4 радиально перемещаются наружу, при этом зацепляясь за стенки скважины и фиксируя гидродомкрат от осевого перемещения вверх. После перемещения штока гидродомкрата вниз и при этом расширения цилиндрического участка пуансонами промывку жидкости прекращают, а пружина 6, воздействуя на верхний упор 10, перемещает патрубок 8 с соединенными с ним шлипсами 4 вверх. Шлипсы 4, перемещаясь относительно конуса 3 вверх, при этом радиально перемещаются внутрь, занимая транспортное положение. Далее спускают оборудование до следующего цилиндрического участка и операцию повторяют. После расширения всех цилиндрических участков и резьбовых соединений устройство поднимают из скважины, при этом пружина 6, фиксируя якорь в транспортном положении, не препятствует его извлечению из скважины.

Конструкция предлагаемого якоря для фиксации скважинного оборудования способна многократно и надежно фиксировать гидродомкрат при расширении пуансонами экспандируемых труб в скважине при работе устройства и гарантированно принимать транспортное положение при подъеме устройства.