уплотнительное устройство преимущественно для установки внутрискважинного оборудования

Формула изобретения

Уплотнительное устройство преимущественно для установки внутрискважинного оборудования, содержащее захватное средство, включающее подвижную цангу и шток, корпус, пружину и уплотнительный узел, отличающееся тем, что оно снабжено фиксатором в виде ступенчатого стакана, уплотнительным кольцом, установленным до замыкания защитного средства выше посадочного места зацепа между штоком и внутренней поверхностью большей ступени фиксатора с возможностью перемещения при осуществлении зацепа, при этом фиксатор нагружен пружиной, возвращающей последний в первоначальное положение, шток выполнен удлиненным с упором торцом в верхнюю штангу с посадочным местом для зацепа, а цанга выполнена с центрирующими элементами по оси колонны.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и предназначено для фиксации глубинного оборудования в скважине.

Известно устройство для установки глубинного оборудования в скважине, содержащее корпус, ловильную шейку, подпружиненный плунжер, защелку и уплотнительный узел, втулку и фиксирующие элементы, при этом втулка установлена на ловильной шейке посредством срезных элементов, при этом фиксирующие элементы установлены с возможностью взаимодействия с ловильной шейкой и втулкой (авт.св. СССР N 968346, 1982).

Недостатком уплотнительного устройства является сложность в изготовлении конструкции. Кроме этого, наличие срезных элементов делает конструкцию одноразового пользования. После спуска устройства в скважину и установки его в рабочее положение такая конструкция для второго применения является непригодной. Подняв вверх (наверх) глубинное оборудование, устройство необходимо демонтировать, вытащить непригодные срезные элементы и вставить новые, а затем собрать конструкцию устройства. Подобные работы увеличивают период ремонта.

Наиболее близким по технической сущности является уплотнительное устройство, содержащее захватное средство, включающее подвижную цангу и шток, корпус, пружину, уплотнительный узел и систему клапанов (Ибрагимов Г.З., Хисамутдинов Н. И. Справочное пособие по применению химических реагентов в добыче нефти. - М.: Недра, 1983, с. 118-119).

Существенным недостатком данного устройства является система клапанов, куда попадают механические примеси, продукты разрушения скелета продуктивного пласта, поступающих вместе с продукцией скважины. В результате требуется подъем глубинного оборудования и промывка его узлов, а зачастую и замена их. Увеличивается частота ремонтов внутрискважинного оборудования, а значит уменьшается межремонтный период работы скважины.

Задача изобретения состоит в повышении надежности работы уплотнительного устройства для установки внутрискважинного оборудования.

Технический результат достигается тем, что в уплотнительном устройстве преимущественно для установки внутрискважинного оборудования, содержащем захватное средство, включающее подвижную цангу и шток, корпус, пружину и уплотнительный узел, фиксатор выполнен в виде ступенчатого стакана, уплотнительное кольцо установлено до замыкания защитного средства выше посадочного места зацепа между штоком и внутренней поверхностью большей ступени фиксатора с возможностью перемещения при осуществлении зацепа, при этом фиксатор нагружен пружиной, возвращающей последний в первоначальное положение, шток выполнен удлиненным с упором торцом в верхнюю штангу с посадочным местом для зацепа, а цанга выполнена с центрирующими элементами по оси колонны.

На фиг. 1 изображено уплотнительное устройство для установки внутрискважинного оборудования в нерабочем положении; на фиг. 2 - то же, в рабочем положении.

Уплотнительное устройство состоит из корпуса 1, представляющего собой колонну, верхней штанги 2. Захватное средство устройства включает в себя захватноупорный шток 3 и цангу 4 (подвижную), выполненную в виде цангового захвата. Цанга выполнена с центрирующими элементами по оси колонны в верхней и нижней частях (не показаны). Фиксатор 5 выполнен в виде ступенчатого стакана. Уплотнительный узел включает в себя защитно-уплотнительное кольцо 6, которое установлено до замыкания захватного средства выше посадочного места зацепа между штоком и внутренней поверхностью большей ступени фиксатора. Уплотнительное кольцо 6 установлено с возможностью перемещения по оси колонны при осуществлении зацепа. Для удобства монтажа фиксатора и надежности работы устройства на захватно-упорном штоке 3 установлено упорное кольцо 7, в которое упирается ступенчатый стакан в нерабочем положении устройства. При этом фиксатор 5 нагружен пружиной 8, возвращающей последний в первоначальное положение. Корпусом захватно-упорного штока 3 служит нижняя штанга 9, причем захватно-упорный шток выполнен удлиненным с упором торцом в верхнюю штангу с посадочным местом для зацепа.

Устройство работает следующим образом.

Захватно-упорный шток 3 крепится к корпусу, в качестве которого служит нижняя штанга 9, и вместе с подпружиненным фиксатором 5, выполненным в виде ступенчатого стакана, опускается в скважину вместе с плунжером насоса на насосно-компрессорных трубах колонны 1. Расширенная часть ступенчатого стакана фиксатора 5, где расположено защитно-уплотнительное кольцо уплотнительного узла, работает как фиксатор. Уплотнительное кольцо 6 расположено выше посадочного места зацепа подвижной цанги 4 до замыкания захватного средства. При спуске захвата цангового в виде подвижной цанги 4, крепящейся на верхней штанге 2, захват заходит вовнутрь большей ступени ступенчатого стакана, отжимая при этом защитно-уплотнительное кольцо 6 в крайнее нижнее положение. Выступы цангового захвата, заняв нижнее положение в посадочном месте (в суженной части) захватно-упорного штока 3, примут рабочее положение, фиксацию которого обеспечит верхняя часть подпружиненного фиксатора 5.

Уплотнительный узел в виде защитно-уплотнительного кольца 6 предохраняет место сцепления цангового захвата 4 в суженной части захватно-упорного штока 3. Кроме этого, предохраняется защитно-уплотнительным кольцом 6 от попадания механической примеси пространство над плунжером в верхней части штангового глубинного насоса.

Предлагаемая конструкция устройства для установки внутрискважинного оборудования характеризуется простотой, направлена на увеличение межремонтного периода работы нефтяных скважин, оборудованных штанговыми глубинными насосами. Это означает увеличение периода эксплуатации скважины, добычи углеводородного сырья, сокращение межремонтных затрат. Кроме того, по сравнению с установками на резьбовых соединениях штанг при работе глубинно-насосной установки возникают знакопеременные динамические нагрузки, которые не оказывают отрицательного влияния на предлагаемую конструкцию уплотнительного устройства установки внутрискважинного оборудования.

Данная конструкция обладает способностью одинаково жестко работать на растяжение и на сжатие.