стопорное устройство для скважинного оборудования, спускаемого на коллоне труб

Формула изобретения

Стопорное устройство для скважинного оборудования, спускаемого на колонне труб, содержащее муфту в виде кольца с внутренними пазами под соответствующий стопорный элемент, выполненный в виде одностороннего клина с фиксирующими треугольными выступами, обращенными к трубе перпендикулярно ее оси, отличающееся тем, что муфта жестко соединена со скважинным оборудованием, а пазы выполнены продольно оси муфты равномерно по окружности с наклонной поверхностью, соответствующей углу клиньев, количество которых равно количеству пазов, и направленной внизу в сторону оси муфты, при этом клин оснащен снизу упругодеформируемым хвостовиком с фиксатором с наружной стороны, а муфта ниже пазов оснащена кольцевыми проточками под фиксатор клина.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для закрепления технических средств наружной оснастки на колонне труб, спускаемой в скважину.

Известен стопорный элемент для закрепления центраторов к обсадной колонне (см. руководящий документ АО "Татнефть", РД 39-0147585-152-97, введенный в действие с 01.01.98 г.), представляющий из себя болт с заостренным концом, ввинчиваемый в отверстие с резьбовой нарезкой в стопорной муфте или муфтовой части спускаемого в скважину оборудования.

Известно стопорное устройство для скважинного оборудования, спускаемого на колонне труб (см. тот же источник - РД 39 0147535-152-97 АО "Татнефть"), содержащее муфту в виде кольца с внутренней кольцевой проточкой и радиальными отверстиями для ввода в проточку, после установки кольца на трубе колонны, витого стопорного элемента с выполненными на нем фиксирующими ребрами.

Наиболее близким по технической сущности является стопорное устройство для скважинного оборудования, спускаемое на колонне труб (см. Патент РФ № 2190079, МПК 7 Е21В 19/00, 17/10, опубл. в бюл. № 27, 27.09.2002 г.), содержащее муфту в виде кольца с внутренней кольцевой проточкой и радиальными отверстиями для ввода в проточку стопорного элемента с выполненными на нем фиксирующими ребрами, при этом корпус стопорного элемента выполнен в виде одностороннего клина, а его фиксирующие ребра - в виде канавок и выступов, имеющих в сечении треугольную форму, выполненных в продольном направлении со стороны наклонной плоскости, при этом стопорный элемент изготовлен из гибкого металла с фиксирующими ребрами, по твердости большими, чем материал труб.

Общим недостатком для аналогов является недостаточная надежность фиксирования технологической оснастки при больших знакопеременных нагрузках, поскольку фиксирующие ребра имеют ограниченную сопрягаемую поверхность с телом трубы и ограниченное радиальное усилие контакта с наружной поверхностью обсадной колонны, вследствие чего на практике встречаются аварийные ситуации, связанные со смещением с места установки фиксируемого оборудования в процессе спуска колонны труб в скважину.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение надежности работы стопорного устройства путем увеличения усилия страгивания закрепленного оборудования, в результат чего исключаются аварийные ситуации

Подавленная техническая задача решается описываемым cтопорным устройством, содержащим муфту в виде кольца с внутренними пазами под соответствующий стопорный элемент, выполненный в виде одностороннего клина с фиксирующими треугольными выступами, обращенными к трубе перпендикулярно ее оси.

Новым является то, что муфта жестко соединена со скважинным оборудованием, а пазы выполнены продольно оси муфты равномерно по окружности с наклонной поверхностью, соответствующей углу клиньев, количество которых равно количеству пазов, и направленной внизу в сторону оси муфты, при этом клин оснащен снизу упругодеформируемым хвостовиком с фиксатором с наружной стороны, а муфта ниже пазов оснащена кольцевыми проточками под фиксатор клина.

Приведенные чертежи поясняют суть изобретения, где на фиг.1 изображен стопорный клин, установленный на трубе, с закрепленным скважинным оборудованием в разрезе.

На фиг.2 - сечение по А-А фиг.1, где изображено оборудование, закрепленное на трубе стопорными клиньями.

Заявляемое стопорное устройство содержит стопорный односторонний клин 1 (см. фиг.1), изготовленный из инструментальной стали, по твердости большей, чем материал трубы 2, на которой закрепляют технологическую оснастку (центраторы, турбулизаторы и т.д., на фиг.1 и 2 не показаны). На вертикальной плоскости клина 1 выполнены поперечные фиксирующие выступы 3 в виде линейных бороздок и выступов, имеющих в сечении треугольную форму. С наружной стороны клин 1 оснащен снизу упругодеформируемым хвостовиком 4 с фиксатором 5. Муфта 6 жестко соединена со скважинным оборудованием (на фиг.1 и 2 не показано). На внутренней поверхности муфты продольно ее оси и равномерно по окружности выполнены направляющие пазы 7 (фиг.2) с наклонной поверхностью 8 (фиг.1), соответствующей углу клиньев 1 и кольцевые проточки 9 под фиксатор 5 клина 1.

Стопорное устройство работает следующим образом.

Для закрепления оборудования (не показано), соединенного жестко с муфтой 6 на колонне труб 2, клинья 1 вставляют усилием руки в продольные направляющие пазы 7 (фиг.2) муфты 6 между трубой 2 и муфтой 6, при этом поперечные фиксирующие выступы 3 (фиг.1) клина 1 направляют к трубе 2. Затем, сдвигая оборудование по трубе вверх ударами снизу, добиваются утопления фиксатора 5 клина 1 в кольцевые проточки 9 до характерных щелчков. Фиксаторы при этом предотвращают выпадение стопорных клиньев из кольцевых проточек, обеспечивая надежную фиксацию оборудования на колонне труб при спускоподъемных операциях.

Такой способ закрепления оборудования предотвращает скольжение фиксирующих выступов 3 одностороннего стопорного элемента 1 по поверхности колонны 2, предупреждает износ острых кромок выступов 3 и сохраняет их фиксирующую способность.

В процессе спуска колонны труб 2 в скважину за счет трения о стенки скважины (на фиг.1 и 2 не показано) скважинное оборудование (колонная оснастка), установленное на трубах, подвергается осевому сдвигающему усилию и частично сдвигается относительно стопорных клиньев, зафиксированных на наружной стенке колонны труб 2. Вследствие этого, усилия, прижимающие стопорные клинья 1 к стенке колонны труб 2, а следовательно, и осевая нагрузка, выдерживаемая стопорным устройством в целом, увеличиваются за счет эффекта самозаклинивания, что исключает аварийные ситуации.

Предлагаемая конструкция стопорного устройства позволяет повысить надежность закрепления оборудования на спускаемой в скважину колонне труб, что обеспечивает точную установку его в заданном интервале скважины и позволяет избежать аварийных ситуаций.