СКВАЖИННЫЙ ГИДРОДОМКРАТ Российский патент 1998 года по МПК E21B29/10 

Изобретение относится к отрасли нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано при установке в стволе скважины устройств, требующих больших осевых усилий.

Известны конструкции силовых гидравлических блоков, состоящих из гидроцилиндра и поршня, применяемых в скважинных условиях для трансформации гидравлического давления в колонне труб в осевое усилие устройств. Например, погружной гидравлический домкрат (Харьков В.А. Капитальный ремонт нефтяных и газовых скважин. -М.Недра,1969,с.131), в котором соединены последовательно несколько силовых блоков, имеющих цилиндры, поршни и уплотнительные элементы.

Одним из недостатков такого устройства является то, что при жестком соединении блоков возникает повышенное трение в трущихся поверхностях вследствие эксцентриситета между подвижными и неподвижными элементами. Это снижает коэффициент полезного действия гидродомкрата.

Известен узел регулирования глубины подвески насосно-компрессорных труб, выполненный в виде последовательно соединенных между собой силовых цилиндров, в которых размещены шток с поршнем. Такой узел используется в "Установке для эксплуатации обводняющейся газовой скважины" по а.с. N 1452941, кл. E 21 B 43/00,1989,БИ N3 (прототип).

Однако это устройство обладает рядом недостатков. Во-первых, технологические допуски на соосность деталей гидроцилиндра, поршня и штока при их изготовлении неизбежно обусловливают различные зазоры в сальниковых уплотнениях поршня и штока, что при последовательных соединениях силовых блоков приводит к повышенным трениям в этих узлах, снижению осевого усилия, быстрому износу трущихся поверхностей.

Кроме того, в гидроцилиндрах, как правило, в качестве рабочей жидкости используется буровой раствор. А после проведения операции в скважине до полной разборки устройства и смазки его узлов проходит длительное время. Поэтому все детали подвергаются коррозии, что резко снижает срок их службы.

Целью данного изобретения является повышение надежности и долговечности силового устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в скважинном гидродомкрате в каждом из последовательно соединенных силовых блоков, поршень соединен со штоком с возможностью радиального перемещения, а сальниковое уплотнение штока имеет возможность радиального перемещения относительно корпуса гидроцилиндра, кроме того, поршень по периметру снабжен полостью заполненной антикоррозийной смазкой, контактирующие с внутренней поверхностью гидроцилиндра и гидравлически связанной с областью высокого давления.

Такое конструктивное решение позволяет исключить повышенные трения в сальниковых узлах, благодаря тому, что шток при работе блока, перемещаясь относительно поршня, автоматически занимает оптимальное положение, перемещая при этом в такое же положение и свое сальниковое уплотнение. Поэтому при осевом перемещении соединенных последовательно штоков несоосность их соединения не будет вызывать повышенное трение в сальниках, что повысит коэффициент полезного действия устройства и снизит износ его рабочих узлов.

Наличие антикоррозионной смазки, расположенной в полости по периметру поршня и контактирующей с внутренней поверхностью гидроцилиндра, обеспечит смазку этой поверхности при осевом перемещении поршня, что предохранит ее от коррозии. Таким образом, устройство может находиться без профилактической разборки длительное время.

На чертеже показан скважинный гидродомкрат, который состоит из нескольких соединенных последовательно силовых блоков, включающих гидроцилиндр 1, внутри которого размещен поршень 2, с уплотнительными элементами 3 и 4. По периметру поршня расположен паз 5, заполненный антикоррозионной смазкой. Паз с помощью канала 6 сообщается с областью высокого давления гидроцилиндра. Поршень соединен со штоком 7 с большим зазором. На выступе штока имеется торцевое уплотнение 8. В штоке имеется отверстие 9, а в цилиндре отверстие 10. Сальниковое уплотнение штока выполнено в виде кольца 11 с кольцевым 12 и торцевым 13 уплотнениями. Кольцо размещено в корпусе с большим люфтом, что дает ему возможность радиального перемещения.

Скважинный гидродомкрат работает следующим образом. Через центральное отверстие в штоке, которое имеет гидравлическую связь с внутренней полостью насосно-компрессорных труб, и отверстия 9 давление жидкости передается одновременно во все гидроцилиндры в подпоршневое пространство. Так как все корпуса гидроцилиндров через отверстия 10 соединяются с областью низкого давления, то на всех поршнях образуется перепад давления, под действием которого все поршни со штоками перемещаются вверх. При этом шток, перемещаясь относительно поршня в радиальном направлении, занимает соответствующее своей несоосности положение. Одновременно в такое же положение перемещается и кольцо 11, которое выполняет функцию сальникового уплотнения. Таким образом, все трущиеся узлы устройства автоматически устанавливаются в такое положение, которое соответствует минимальным усилиям при передвижении штока и поршня.

Такое конструктивное решение повышает коэффициент полезного действия устройства и повышает ресурс его работоспособности.

Использование: при установке в стволе скважины устройств, требующих больших осевых усилий. Сущность изобретения: скважинный гидродомкрат имеет два или несколько последовательно соединенных силовых блоков, состоящих из цилиндра, поршня со штоком и сальникового уплотнения штока. Поршень каждого силового блока соединен со штоком с возможностью радиального перемещения. Сальниковое уплотнение штока имеет возможность радиального перемещения относительно корпуса гидроцилиндра. Поршень по периметру имеет полость, заполненную антикоррозионной смазкой, контактирующей с внутренней поверхностью гидроцилиндра, гидравлически связанной с областью высокого давления. 1 ил.

Скважинный гидродомкрат, включающий два или несколько последовательно соединенных силовых блоков, состоящих из цилиндра, поршня со штоком и сальникового уплотнения штока, отличающийся тем, что поршень каждого силового блока соединен со штоком с возможностью радиального перемещения, а сальниковое уплотнение штока имеет возможность радиального перемещения относительно корпуса гидроцилиндра, кроме того, поршень по периметру снабжен полостью, заполненной антикоррозийной смазкой, контактирующей с внутренней поверхностью гидроцилиндра и гидравлически связанной с областью высокого давления.