СПОСОБ УСТАНОВКИ И ЗАКРЕПЛЕНИЯ ПРЕДМЕТОВ В СКВАЖИНАХ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ И УСТАНОВКИ ПРЕДМЕТОВ В СКВАЖИНЕ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2006 года по МПК E21B23/00 E21B31/00 E21B47/00 

Изобретение относится к технике нефтегазодобычи, а более конкретно к устройствам для установки и закрепления предметов в скважинах, и может быть использовано для спуска, установки и закрепления предметов, приборов и устройств в скважинах, а также для извлечения их на поверхность.

Известно устройство для закрепления приборов в лифтовых, насосно-компрессорных трубах (НКТ) скважин (А.С. СССР 1081339, 23.03.1984 г.), состоящее из спускного устройства или доставочной головки и закрепляющего устройства или опоры, содержащего корпус, функциональный шток, размещенный внутри корпуса, раздвижные элементы с фиксатором между ними, размещенные равномерно по окружности корпуса. Недостаток этого устройства заключается в ударном способе дозакрепления устройства в скважине, а также в отсутствии телемеханической системы.

Известен также ловитель освобождающийся со сменными захватами (далее - "Ловитель" Патент №2174586, 10.10.2001 г.), состоящий из корпуса, сменных захватов, соединенных корпусом, телемеханической системы, установленной в корпусе и содержащей устройство для перемещения основного штока, установленного в корпусе и соединенного функциональным штоком, установленным в корпусе с возможностью взаимодействия с элементами сменных захватов, закрепляющего устройства в виде опоры.

«"Телемеханическая система" - комплекс средств телемеханики, обеспечивающих передачу на расстояние команд от оператора (или управляющей ЭВМ) к объектам управления, информации о состоянии (положении) контролируемого объекта, а также результатов телеизмерений». («Советский энциклопедический словарь» Р.Я.Булатов. Издание четвертое. Москва. "Советская энциклопедия", 1987 г.)

Недостатком этого устройства является отсутствие окон во втулке закрепляющего устройства, отсутствие фиксатора(ов) на раздвижных элементах, невозможность взаимодействия функционального штока с раздвижными элементами, а также то, что функциональный шток выполнен несменным с постоянным сечением.

Известна «Опора» для закрепления предметов в скважине (далее опора, «Прострелочно-взрывная аппаратура»: Справочник. / Л.Я.Фридлянлер, В.А.Афанасьев, Л.С.Воробьев и др. Под ред. Л.Я.Фридляндера. - 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Недра, 1990 г. стр.128), состоящая из штока с ловильной головкой, соединенного с предметом, по крайней мере, одной втулки с ловильной головкой, подвижно установленной на штоке, и одной пары подпружиненных через втулки раздвижных элементов, выполненных в виде шарнирно соединенных с втулками рычагов с тягами. Недостаток использования этого устройства заключается в ограниченности применения из-за неизвлекаемости и невозможности использования при автономных спусках в скважины.

В основу настоящего изобретения положена задача повышения надежности и эффективности в использовании устройств, закрепляемых или устанавливаемых в скважинах. Положительный эффект от использования изобретения, выраженный в экономии времени и средств, заключается в сокращении спуско-подъемных операций, повышении надежности и эффективности работы устройств за счет расширения функциональных возможностей.

Поставленная задача достигается созданием автономного способа установки и закрепления предметов в скважине или эксплуатационной колонне, характеризующегося тем, что в устье скважины, оборудованной НКТ и ЭК, сбрасывают опору, соединенную с предметом, с прижатыми к стенкам НКТ подпружиненными тягами и рычагами, выполненными с отрицательными углами заклинивания относительно стенок НКТ и положительными углами заклинивания относительно стенок скважины или ЭК, причем раскрытие, самозаклинивание рычагов, установка и закрепление опоры в скважине или ЭК происходит автономно при выходе опоры из НКТ в скважину или ЭК.

Поставленная задача достигается тем, что в опоре для закрепления предметов в скважине, состоящей из штока с ловильной головкой, соединенного с предметом, по крайней мере, одной втулки с ловильной головкой, подвижно установленной на штоке, и одной пары подпружиненных через втулки раздвижных элементов, выполненных в виде шарнирно соединенных с втулками рычагов с тягами, раздвижные элементы выполнены с отрицательными углами заклинивания относительно корпуса спускного устройства или стенок НКТ и положительными углами заклинивания относительно стенок эксплуатационной колонны.

Поставленная задача достигается тем, в что в устройстве для закрепления приборов в лифтовых трубах скважин, состоящем из спускного устройства или доставочной головки и закрепляющего устройства или опоры, содержащем корпус, функциональный шток, размещенный внутри корпуса, раздвижные элементы с фиксатором между ними, размещенные равномерно по окружности корпуса, в корпусе спускного устройства или доставочной головки установлена телемеханическая система, а функциональный шток выполнен с переменными сечениями, причем корпус закрепляющего устройства выполнен в виде втулки с окнами, установленной с возможностью взаимодействия с функциональным штоком, а раздвижные элементы выполнены в виде цанги с лепестками или рычагов и установлены на втулке с возможностью осевого перемещения, при этом на раздвижных элементах установлен с возможностью дугового перемещения и взаимодействия с ними, по крайней мере, один фиксатор.

Поставленная задача достигается также тем, что фиксатор для взаимодействия с лепестками цанги выполнен в виде проволоки.

Поставленная задача достигается также тем, что в устройстве для закрепления приборов в лифтовых трубах скважин, состоящем из спускного устройства, выполненного в виде ловителя, состоящего из корпуса, сменных захватов, соединенных с корпусом, телемеханической системы, установленной в корпусе и содержащей устройство для перемещения основного штока, установленного в корпусе и соединенного с функциональным штоком, установленным в корпусе с возможностью взаимодействия с элементами сменных захватов, закрепляющего устройства в виде опоры, закрепляющее устройство выполнено в виде втулки с окнами и раздвижными элементами, выполненными в виде цанги с лепестками, установленными на втулке с возможностью осевого перемещения, при этом функциональный шок выполнен сменным с переменным сечением и установлен с возможностью взаимодействия с лепестками цанги.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для установки предметов в скважине, включающем корпус с захватом в виде цанги с лепестками, на лепестках цанги установлен с возможностью дугового перемещения и взаимодействия с лепестками цанги, по крайней мере, один фиксатор, выполненный в виде упругой проволоки или кулачка с тягой.

Поставленная задача достигается тем, что лепестки цанги выполнены с окнами (с проточками).

Поставленная задача достигается тем, что элементы устройства для установки предметов в скважине, например, лепестки цанги оборудованы, по крайней мере, одним центратором.

Поставленная задача достигается также тем, что в опоре для закрепления предмета в скважине, включающей шток с ловильной головкой, связанный с предметом, установленные на штоке с возможностью осевого перемещения подпружиненные втулки, раздвижные элементы, одна из втулок выполнена в виде кронштейна, а вторая - в виде ползуна с окнами, имеющего ловильную головку, при этом раздвижные элементы выполнены в виде подвижно установленных на кронштейне и ползуне рычагов с тягами.

На фиг.1-6 показаны варианты установки пружин в опорах.

На фиг.1, 5 показаны опоры в исходном состоянии (автономный спуск опоры в НКТ).

На фиг.2, 3, 4, 6 показаны опоры в рабочем состоянии (выход опор из НКТ и закрепление в эксплуатационной колонне).

На фиг.7 показан вариант установки пружины на соединительной оси (штифте) рычагов.

На фиг.8 показана опора, оборудованная воронкой и размещенная в ловителе освобождающемся (транспортное положение).

На фиг.9 показана опора, закрепленная в эксплуатационной колонне.

На фиг.10, 12 показаны доставочные головки, соединенные с закрепляющими устройствами в исходном состоянии.

На фиг.11, 13 показаны доставочные головки и закрепляющие устройства в момент закрепления предметов в скважине (в муфте).

На фиг.14, 16 показано спускное устройство - ловитель со сменными цанговыми захватами, соединенное с опорой в транспортном положении.

На фиг.15, 17 показано спускное устройство - ловитель со сменными цанговыми захватами в момент закрепления опоры в скважине (в муфте).

На фиг.18 показано спускное устройство - ловитель со сменными шариковыми захватами, соединенное с опорой в транспортном положении.

На фиг.19 показано спускное устройство - ловитель со сменными шариковыми захватами в момент закрепления опоры в скважине (в муфте)

На фиг.20, 22 показаны устройства для установки предметов в скважине, соединенные с предметом в транспортном положении.

На фиг.21, 23 показаны устройства для установки предметов в скважине в момент установки предметов на посадочное седло.

На фиг.24 показано спускное устройство - ловитель и опора в исходном, транспортном состоянии.

На фиг.25 показано спускное устройство - ловитель в момент установки (захвата) опоры в скважине.

Опора для автономной установки и закрепления предметов или приборов в скважине или в эксплуатационной колонне состоит из штока 1 (фиг.1-7), втулок 2, 3, 4, подвижно установленных на штоке 1, пружин 5, раздвижных элементов, например рычагов 6, выполненных с отрицательными углами заклинивания относительно элементов транспортировки, например корпуса спускного устройства 7 (фиг.8-9) или стенок НКТ 8 (фиг.1-6), и положительными углами заклинивания относительно элементов скважины, например стенок эксплуатационной колонны 9. Причем рычаги 6 шарнирно соединены с втулками 2, 3, 4 и между собой непосредственно или с помощью тяг 10, при этом элементы устройства, например шток 1 или втулка 2, оборудованы ловильной головкой 11. Кроме того, шток 1 выполнен с возможностью соединения с прибором 12, воронкой 13 (фиг.8-9) или с другими предметами.

Устройство для закрепления приборов в скважине (фиг.10-13) состоит из спускного устройства или доставочной головки и закрепляющего устройства или опоры.

Доставочная головка (фиг.10-13) включает корпус 14, выполненный с возможностью установки внутри него телемеханической системы 15, пружины 16 (фиг.12, 13) и функционального штока 17, выполненного с переменными сечениями, например с проточками 18. Причем функциональный шток 17 может быть либо жестко закреплен с корпусом 4 (фиг.8-9), либо установлен в корпусе 14 с возможностью осевого перемещения и подпружинен относительно торца корпуса 14 (фиг.12-13).

Закрепляющее устройство (фиг.10-19) включает корпус 19, выполненный, например, в виде втулки 20 с окнами 21 и с возможностью соединения с предметом, например с прибором 12. Причем корпус 19 оборудован ловильной головкой 11 и раздвижными элементами, например цангой 22 с лепестками 23, установленной на втулке 20 с возможностью осевого перемещения. При этом на лепестках 23 цанги 22 установлен с возможностью дугового перемещения, по крайней мере, один фиксатор, например проволока 24 (фиг.10-13) или кулачок (рычаг) 25 (фиг.22, 23), выполненный с возможностью взаимодействия (зацепления) с лепестками 23 цанги 22 непосредственно, посредством штифта 26 (фиг.10-13, 20, 21) или тяги 27 (фиг.22, 23).

Устройство для закрепления приборов в лифтовых трубах скважин (фиг.14-19) состоит из спускного устройства, выполненного в виде ловителя освобождающегося, и закрепляющего устройства, выполненного в виде опоры. Причем ловитель состоит из полого корпуса 7 (фиг.8, 9, 14-19, 24-25), сменных захватов, соединенных с корпусом 7 ловителя и выполненных, например, в виде цангового захвата, состоящего из корпуса 28, выполненного с окнами 29 и оборудованного лепестками 30, или шарикового захвата, состоящего из корпуса 31 (фиг.18, 19), выполненного с внутренней проточкой 32, втулки 33, выполненной с отверстиями 34 и подвижно установленной в корпусе 31, а также шариков 35, установленных в отверстиях 34 втулки 33, при этом окна 29 корпуса цанги 28 и лепестки 30 выполнены с наклонными плоскостями 36.

Кроме того, в корпусе 7 ловителя установлены основной шток 37 и телемеханическая система 15, содержащая устройство 38 для перемещения основного штока 37. Причем основной шток 37 установлен в корпусе 7 с возможностью осевого перемещения и соединен с элементами сменных захватов, например с корпусом 31 шарикового захвата (фиг.18, 19), корпусом цанги 28 (фиг.14-15) или с лепестками 30 цанги (фиг.16-17), через штифт (штифты) 39. Кроме того, ловитель содержит сменный функциональный шток 17, выполненный с переменными сечениями (проточками) 18, соединенный с основным штоком 37 и установленный в корпусе 7 с возможностью взаимодействия с раздвижными элементами, например с лепестками цанги 23, закрепляющего устройства в виде опоры.

Устройство для установки предметов в скважине, например на посадочном седле 40 (фиг.20-23), состоит из корпуса 19 с захватом в виде цанги 22 с лепестками 23. На лепестках цанги 23 установлен с возможностью дугового перемещения и взаимодействия с лепестками цанги 23, по крайней мере, один фиксатор, выполненный в виде упругой проволоки 24 (фиг.20, 21) или кулачка 25 с тягой 27 (фиг.22, 23). Причем взаимодействие лепестков 23 цанги 22 с фиксаторами 24, 25, 27 осуществляется непосредственно или через штифт 26. Кроме того, лепестки 23 выполнены с окнами (с проточками) 29 и с возможностью установки центратора 41 (фиг.22, 23).

Опора для закрепления предметов в скважине состоит из штока 1 (фиг.24, 25), оборудованного ловильной головкой 11 и связанного с предметом 12, установленных на штоке 1 с возможностью осевого перемещения пружины 16, подпружиненных втулок 43, 44 и раздвижных элементов. Причем одна из втулок выполнена в виде кронштейна 43, а вторая - в виде ползуна 44 с окнами 45, имеющего ловильную головку 11, при этом раздвижные элементы выполнены в виде подвижно установленных на кронштейне 43 и ползуне 44 рычагов 6 с тягами 10.

Установка и/или закрепление предметов 12, 13 в скважинах 8, 9 и работа устройств реализуется в следующих вариантах (способах):

Вариант 1 (фиг.1-7)

Автономный способ установки и закрепления предметов в скважинах.

В устье скважины, оборудованной НКТ 8 и ЭК 9, сбрасывают опору, соединенную с предметом (прибором) 12 (фиг.1, 5), с прижатыми к стенкам НКТ 8 подпружиненным тягами 10 и рычагами 6, выполненными с отрицательными углами заклинивания относительно стенок НКТ 8 и положительными углами заклинивания относительно стенок скважины или ЭК 9. Так как углы заклинивания рычагов 6 опоры относительно стенок НКТ 8 выполнены отрицательными, она свободно перемещается вниз (фиг.1, 5). При выходе опоры из НКТ 8 в скважину или ЭК 9 (фиг.2, 3, 4, 6) подпружиненные рычаги 6 опоры раздвигаясь прижимаются к стенкам скважины, например к ЭК 9, и ввиду того, что углы заклинивания рычагов относительно стенок ЭК 9 выполнены положительными, они самозаклиниваются и предотвращают падение опоры вниз.

Так происходит автономный спуск опоры, раскрытие, самозаклинивание рычагов 6, установка и закрепление опоры автономным способом в скважине или ЭК 9. Спуск в скважину 8, 9 на кабеле, канате или проволоке 46, установка и закрепление предметов в скважине или в ЭК 9 с помощью устройств для установки и закрепления предметов в скважине реализуются в следующих вариантах:

Вариант 2 (фиг.8, 9)

Опору (фиг.8), соединенную с предметом, например с воронкой 13 и грузом, и размещенную в корпусе цанги 28 спускного устройства, в виде ловителя, опускают в скважину или в ЭК 9 на кабеле 46 до заданной глубины. Затем включением устройства перемещения штока 38 производят вытеснение опоры из корпуса цанги 28 ловителя в ЭК 9. При выходе опоры из корпуса 28 цанги ловителя (фиг.9) воронка 13 раскрывается, а подпружиненные рычаги 6 и тяги 10 опоры, выполненные с отрицательными углами заклинивания относительно элементов ловителя и положительными углами заклинивания относительно стенок ЭК 9, раздвигаются и закрепляются в ЭК 9.

Вариант 3 (фиг.10-13)

Способ установки и закрепления закрепляющего устройства (опоры) в скважине с помощью спускного устройства или доставочной головки заключается в следующем.

Перед спуском в скважину или ЭК 9 закрепляющее устройство (опору), соединенное с предметом (прибором) 12 или без него, соединяют с доставочной головкой (фиг.10, 12). Для этого втулку 20 закрепляющего устройства размещают на сменном функциональном штоке 17 доставочной головки, а лепестки 23 цанги 22 закрепляющего устройства прижимают к проточкам 18 функционального штока 17, фиксируют упругой проволокой 24 посредством штифтов 26.

Затем доставочную головку, соединенную с закрепляющим устройством, опускают в скважину или ЭК 9. Так как угол заклинивания фиксаторов 24 со стенками НКТ 8, ЭК 9 или муфтами 42 при движении вниз отрицательный, устройство свободно перемещаются до заданной глубины.

При достижении проектной глубины доставочную головку, соединенную с закрепляющим устройством, поднимают вверх (фиг.11, 13), в результате чего фиксаторы 24, соприкасающиеся с муфтой 42, со стенками НКТ 8 или ЭК 9, самозаклиниваются и перемещаются вниз. Лепестки 23 расфиксируются, раздвигаются до соприкосновения со стенками муфт 42, скважины или ЭК 9, освобождаются от функционального штока 17 и закрепляются в скважине, например в муфте 42. При этом корпус 14 доставочной головки с функциональным штоком 17 извлекается на поверхность, а втулка 20 с предметом (прибором) 12 перемещаются вниз под действием собственного веса и устанавливаются между лепестками 23 цанги, предотвращая самопроизвольное раскрепление и перемещение опоры в скважине. При наличии пружины 16 (фиг.12, 13) в корпусе 14 доставочной головки подпружиненный функциональный шток 17, после расфиксации лепестков 23 цанги 22, перемещается вверх и устанавливается в корпусе 14 доставочной головки. Извлечение закрепляющего устройства на поверхность производят известными ловителями, например извлекателем цанговым или ловителем освобождающимся. Наличие телемеханической системы 15 в корпусе 14 доставочной головки или в ловителе позволяет контролировать процесс работы.

Вариант 4 (фиг.14-15)

Установку и закрепление опоры (закрепляющего устройства) в скважине с помощью спускного устройства, выполненного в виде ловителя освобождающегося со сменным цанговым захватом, в котором основной и функциональный штоки 37, 17 соединены с корпусом цанги 28 ловителя штифтами 39 (фиг.14, 15), производят следующим образом.

Перед спуском в скважину ловильную головку 11 опоры (закрепляющего устройства) соединяют с ловителем. Для этого включением устройства перемещения штока 38 ловителя (фиг.15) корпус цанги 28 ловителя, соединенный с основным и функциональным штоками 37, 17 штифтами 39, перемещают в крайнее верхнее положение, в результате чего лепестки цанги 30 перемещаются по наклонным плоскостям 36 корпуса цанги 28 от оси 47 ловителя к периферии. Затем втулку опоры устанавливают на функциональном штоке, лепестки 23 цанги опоры прижимают к проточкам 18 функционального штока 17 и размещают в окнах 21 втулки 20 опоры, а ловильную головку 11 опоры размещают в корпусе цанги 28 ловителя.

Далее включением устройства перемещения штока 38 (фиг.14) корпус цанги 28 ловителя перемещают в крайнее нижнее положение. В результате этого лепестки 30 цанги ловителя, перемещаясь по наклонным плоскостям 36 корпуса цанги 28 к оси 47 ловителя, захватывают ловильную головку 11, а лепестки 23 цанги опоры, прижатые к проточкам 18 функционального штока 17, фиксируются внутренними стенками втулки 20.

Затем ловитель с опорой опускают в скважину до проектной глубины и включением устройства перемещения штока 38 (фиг.15) функциональный шток 17 и корпус цанги 28 ловителя перемещают в крайнее верхнее положение, в результате чего лепестки цанги 30 ловителя, перемещаясь по наклонным плоскостям 36 корпуса цанги 28 от оси 47 ловителя к периферии, освобождают ловильную головку 11 опоры, а лепестки 23 цанги опоры выводятся из окон 21 втулки 20 и при дуговом перемещении раздвигаются, освобождают функциональный шток 17 и закрепляются в скважине, например в муфте 42. При этом, втулка 20 с предметом (прибором) 12 перемещаются вниз под действием собственного веса и устанавливаются между лепестками 23 цанги, предотвращая самопроизвольное раскрепление и перемещение опоры в скважине.

Извлечение закрепляющего устройства на поверхность производят известными ловителями, например извлекателем цанговым или ловителем освобождающимся. При извлечении закрепляющего устройства (опоры) из скважины с помощью ловителя освобождающегося со сменными захватами операции производят в следующей последовательности.

Ловитель освобождающийся со сменными захватами с раздвинутыми лепестками 30 цанги опускают в скважину или ЭК 9 до момента посадки на ловильную головку 11 (фиг.15, 17). Затем подают ток в устройство перемещения штока 38, в результате чего лепестки 30 цанги ловителя, перемещаясь по наклонным плоскостям 36 корпуса цанги 28 ловителя к оси 47 устройства, захватывают ловильную головку 11. Устройства поднимают на поверхность. Наличие телемеханической системы 15 в корпусе 14 доставочной головки или в ловителе позволяет контролировать процесс работы.

Вариант 4 (фиг.16-17)

Установку и закрепление опоры (закрепляющего устройства) в скважине с помощью спускного устройства, выполненного в виде ловителя освобождающегося со сменным цанговым захватом, в котором основной шток 37 соединен с лепестками цанги 30 ловителя штифтом 39 (фиг.16, 17) производят следующим образом. Перед спуском в скважину ловильную головку 11 опоры (закрепляющего устройства) соединяют с ловителем. Для этого включением устройства перемещения штока 38 ловителя (фиг.17) лепестки цанги 30 ловителя, соединенные с основным штоком 37, штифтами 39, перемещают в крайнее верхнее положение, в результате чего лепестки цанги 30 перемещаются по наклонным плоскостям 36 корпуса цанги 28 от оси 47 ловителя к периферии.

Затем втулку опоры устанавливают на функциональном штоке, лепестки 23 цанги опоры прижимают к проточкам 18 функционального штока 17 и размещают в окнах 21 втулки 20 опоры, а ловильную головку 11 опоры размещают в корпусе цанги 28 ловителя. Далее включением устройства перемещения штока 38 (фиг.16) лепестки цанги 30 ловителя перемещают в крайнее нижнее положение. В результате этого лепестки 30 цанги ловителя, перемещаясь по наклонным плоскостям 36 корпуса цанги 28 к оси 47 ловителя, захватывают ловильную головку 11, а лепестки 23 цанги опоры, прижатые к проточкам 18 функционального штока 17, фиксируются внутренними стенками втулки. Затем ловитель с опорой опускают в скважину до проектной глубины и включением устройства перемещения штока 38 (фиг.17) функциональный шток 17 и лепестки цанги 30 ловителя перемещают в крайнее верхнее положение, в результате чего лепестки цанги 30 ловителя, перемещаясь по наклонным плоскостям 36 корпуса цанги 28 от оси 47 ловителя к периферии, освобождают ловильную головку 11 опоры, а лепестки 23 цанги опоры выводятся из окон 21 втулки 20 и при дуговом перемещении раздвигаются, освобождают функциональный шток 17 и закрепляются в скважине, например в муфте 42. При этом втулка 20 с предметом (прибором) 12 перемещаются вниз под действием собственного веса и устанавливаются между лепестками 23 цанги, предотвращая самопроизвольное раскрепление и перемещение опоры в скважине. Извлечение закрепляющего устройства на поверхность производят известными ловителями, например извлекателем цанговым или ловителем освобождающимся.

Вариант 4 (фиг.18-19)

Установку и закрепление опоры (закрепляющего устройства) в скважине с помощью спускного устройства, выполненного в виде ловителя освобождающегося со сменным шариковым захватом, в котором основной и функциональный штоки 37, 17 соединены с корпусом 31 шарикового ловителя штифтами 39 (фиг.18, 19), производят следующим образом. Перед спуском в скважину ловильную головку 11 опоры (закрепляющего устройства) соединяют с ловителем. Для этого включением устройства перемещения штока 38 ловителя (фиг.19) корпус 31 шарикового ловителя, соединенный с основным и функциональными штоками 37, 17 штифтами 39, перемещают в крайнее верхнее положение, в результате чего проточки 32 корпуса 31 шарикового захвата совмещаются с отверстиями 34 втулки 33 захвата, а шарики 35 утапливаются в проточках 32 корпуса 31 захвата. Затем втулку опоры устанавливают на функциональном штоке, лепестки 23 цанги опоры прижимают к проточкам 18 функционального штока 17 и размещают в окнах 21 втулки 20 опоры, а ловильную головку 11 опоры размещают в корпусе 31 шарикового захвата выше отверстий 34. Далее включением устройства перемещения штока 38 (фиг.18) корпус 31 шарикового захвата ловителя перемещают в крайнее нижнее положение. В результате этого шарики 35 вытесняются из проточек 32 корпуса 31 захвата в отверстия 34 и, перемещаясь к оси 47, захватывают ловильную головку 11 опоры, фиксируются внутренними стенками корпуса 31 захвата и предотвращают перемещение ловильной головки 11 опоры вниз, а лепестки 23 цанги опоры, прижатые к проточкам 18 функционального штока 17, фиксируются внутренними стенками втулки 20 опоры. Затем ловитель с опорой опускают в скважину до проектной глубины и включением устройства перемещения штока 38 (фиг.19) основной шток 37, функциональный шток 17 и корпус 31 шарикового ловителя перемещают в крайнее верхнее положение, в результате чего проточки 32 корпуса совмещаются с отверстиями 34 втулки шарикового захвата. При этом шарики 35, установленные во втулке 33 ловителя, перемещаясь от оси 47 ловителя к периферии, утапливаются в проточках 32 корпуса 28 захвата и освобождают ловильную головку 11 опоры, а лепестки 23 цанги опоры выводятся из окон 21 втулки 20 и при дуговом перемещении раздвигаются, освобождают функциональный шток 17 и закрепляются в скважине, например в муфте 42. При этом втулка 20 с предметом (прибором) 12 перемещаются вниз под действием собственного веса и устанавливаются между лепестками 23 цанги, предотвращая самопроизвольное раскрепление и перемещение опоры в скважине.

Извлечение закрепляющего устройства на поверхность производят известными ловителями, например извлекателем цанговым или ловителем освобождающимся.

Вариант 5 (фиг.20-23)

Устройство для установки предметов в скважине работает следующим образом. Перед спуском в скважину, например в НКТ 8, предмета (прибора) 12 ловильную головку 11 прибора 12 размещают между лепестками 23 цанги 22 (фиг.20, 22). Затем лепестки 23 сжимают и фиксируют между собой упругой проволокой 24 (фиг.20) или кулачком 25 (фиг.22) с помощью штифтов 26 и тяги 27. Устройство для установки предметов в скважине готово к спуску в скважину 8. Затем устройство, соединенное с предметом, опускают в скважину с прижатыми к стенкам НКТ 8 фиксаторами 24, 25 (фиг.20, 22). Так как угол заклинивания фиксаторов 24, 25 со стенками НКТ 8 при движении вниз отрицательный, устройство свободно перемещаются до заданной глубины, например до посадочного седла 40. При достижении проектной глубины устройство для установки предметов в скважине поднимают вверх (фиг.21, 23). В результате чего фиксаторы 24, 25, выполненные с положительным углам заклинивания со стенками НКТ 8 при движении вверх, самозаклиниваются, выводятся из зацепления со штифтами (фиг.21) или тягами (фиг.23) и перемещаются окнах 29 лепестков цанги 23 вниз, при этом лепестки 23 расфиксируются, раздвигаются и освобождают прибор 8. Прибор 8 остается на проектной глубине, например на посадочном седле 40, а устройство для установки предметов в скважине извлекается на поверхность. Извлечение прибора 8 на поверхность производят известными ловителями, например извлекателем цанговым или ловителем освобождающимся со сменными захватами.

Вариант 6 (фиг.24-25)

Установку опоры для закрепления предмета в скважине (опоры) с помощью ловителя освобождающегося со сменным цанговым захватом (ловителя), в котором основной шток 37 соединен с корпусом цанги 28 (фиг.24, 25), производят следующим образом. Включением устройства перемещения штока 38 (фиг.25) корпус цанги 28 ловителя перемещают в крайнее верхнее положение, в результате чего лепестки цанги 30 ловителя, перемещаясь по наклонным плоскостям 36 корпуса цанги 28, раздвигаются. Затем ловильную головку 11 опоры размещают между лепестками цанги 30 и подачей тока обратной полярности в устройство перемещения штока 38, корпус цанги 28 перемещают в крайнее нижнее положение (фиг.24). В результате этой операции лепестки цанги 30, перемещаясь по наклонным плоскостям 36 корпуса цанги 28, сдвигаются к оси 47 ловителя и захватывают ловильную головку 11. При этом корпус 28 цанги упирается в ползун 44 и перемещает его вниз относительно кронштейна 43, а подпружиненные рычаги 6 и тяги 10, при дуговом перемещении, прижимаются к штоку 1 опоры (закрепляющего устройства). Устройство готово к спуску в скважину. Вытеснение опоры из ловителя и установка на проектной глубине скважины производятся путем подачи тока нужной полярности в устройство перемещения штока 38 (фиг.25). При этом корпус цанги 28 перемещается вверх, а лепестки цанги 30, перемещаясь по наклонным плоскостям 36 корпуса цанги 28, раздвигаются и освобождают ловильную головку 11. Причем опора плавно вытесняется из корпуса цанги 7, ползун 44 перемещается вверх относительно кронштейна 43, а подпружиненные рычаги 6 и тяги 10, при дуговом перемещении, раздвигаются и, прижимаясь к стенкам скважины, например к НКТ 8, окончательно закрепляются на проектной глубине. Ловитель освобождается от опоры и извлекается на поверхность. Извлечение опоры на поверхность производят извлекателями цанговыми или ловителями освобождающимися со сменными захватами. При извлечении опоры с помощью ловителя операции производят в следующей последовательности. Ловитель опускают в скважину с раздвинутыми лепестками цанги 30 до момента посадки на ловильную головку 11 (фиг.25). Затем подают ток в устройство перемещения штока 38, в результате чего корпус цанги 28 перемещается вниз (фиг.24), а лепестки цанги 30, перемещаясь в окнах 29 корпуса цанги 28 по наклонным поверхностям 36 к оси 47 устройства, захватывают ловильную головку 11. При этом корпус 28 цанги упирается в ползун 44 и перемещает его вниз относительно кронштейна 43, а подпружиненные рычаги 6 и тяги 10, при дуговом перемещении, прижимаются к штоку 1 опоры (закрепляющего устройства). Устройство поднимают на поверхность.

Источники информации

1. А.С. СССР 1081339, 23.03.1984 г.

2. Патент РФ №2174586, 10.10.2001 г.

3. «Прострелочно-взрывная аппаратура»: Справочник. / Л.Я.Фридлянлер, В.А.Афанасьев, Л.С.Воробьев и др. Под ред. Л.Я.Фридляндера. - 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Недра, 1990 г. стр.128.

Сокращения, используемые в тексте:

1. НКТ - Насосно-компрессорные трубы;

2. ЭК - Эксплуатационная колонна;

3. Ловитель - Ловитель освобождающийся со сменными захватами.

Группа изобретений относится к технике нефтегазодобычи, а именно к способу установки и закрепления предметов или приборов в скважине или эксплуатационной колонне (ЭК) и вариантам устройства для закрепления предметов в скважинах. Обеспечивает повышение надежности и эффективности в использовании устройств, закрепляемых или устанавливаемых в скважинах за счет расширения функциональных возможностей. Установку и закрепление предметов или приборов в скважине или ЭК производят, сбрасывая опору, соединенную с предметом, с прижатыми к стенкам НКТ подпружиненными тягами и рычагами, выполненными с отрицательными углами заклинивания относительно стенок НКТ и положительными углами заклинивания относительно стенок скважины или ЭК, причем раскрытие, самозаклинивание рычагов, установка и закрепление опоры в скважине или ЭК происходят автономно при выходе опоры из НКТ в скважину или ЭК. Опора состоит из штока с ловильной головкой, соединенного с предметом, по крайней мере, одной втулки, подвижно установленной на штоке, и раздвижных элементов. По одному варианту выполнения опоры раздвижные элементы выполнены в виде шарнирно соединенных с втулками рычагов с тягами и с отрицательными углами заклинивания относительно корпуса спускного устройства или стенок НКТ и положительными углами заклинивания относительно стенок ЭК. По другому варианту одна из втулок опоры выполнена в виде кронштейна, а вторая - в виде ползуна с окнами, имеющего ловильную головку. Устройство для закрепления приборов в лифтовых трубах скважин состоит из спускного устройства или доставочной головки и закрепляющего устройства или опоры. Спускное устройство содержит корпус, функциональный шток, размещенный внутри корпуса и выполненный с переменными сечениями, раздвижные элементы с фиксатором между ними, размещенные равномерно по окружности корпуса. В корпусе спускного устройства или доставочной головки установлена телемеханическая система, корпус закрепляющего устройства выполнен в виде втулки с окнами, а раздвижные элементы выполнены в виде цанги с лепестками, установленными на втулке с возможностью осевого перемещения. Спускное устройство выполнено в виде ловителя освобождающегося, состоящего из корпуса, сменных захватов, соединенных с корпусом, телемеханической системы, установленной в корпусе и содержащей устройство для перемещения основного штока, соединенного с функциональным штоком. Устройство для установки предметов в скважине включает корпус с захватом в виде цанги с лепестками, на которых установлен с возможностью дугового перемещения и взаимодействия с лепестками цанги, по крайней мере, один фиксатор, выполненный в виде упругой проволок, или кулачка с тягой. 6 н. и 3 з.п. ф-лы, 25 ил.

1. Способ установки и закрепления предметов или приборов в скважине или эксплуатационной колонне, характеризующийся тем, что в устье скважины, оборудованной НКТ и ЭК, сбрасывают опору, соединенную с предметом, с прижатыми к стенкам НКТ подпружиненными тягами и рычагами, выполненными с отрицательными углами заклинивания относительно стенок НКТ и положительными углами заклинивания относительно стенок скважины или ЭК, причем раскрытие, самозаклинивание рычагов, установка и закрепления опоры в скважине или ЭК происходит автономно при выходе опоры из НКТ в скважину или ЭК.2. Опора для закрепления предметов в скважине, состоящая из штока с ловильной головкой, соединенного с предметом, по крайней мере, одной втулки с ловильной головкой, подвижно установленной на штоке и одной пары подпружиненных через втулки раздвижных элементов, выполненных в виде шарнирно соединенных с втулками рычагов с тягами, отличающаяся тем, что раздвижные элементы выполнены с отрицательными углами заклинивания относительно корпуса спускного устройства или стенок НКТ и положительными углами заклинивания относительно стенок эксплуатационной колонны.3. Устройство для закрепления приборов в лифтовых трубах скважин, состоящее из спускного устройства или доставочной головки и закрепляющего устройства или опоры, содержащего корпус, функциональный шток, размещенный внутри корпуса, раздвижные элементы с фиксатором между ними, размещенные равномерно по окружности корпуса, отличающееся тем, что в корпусе спускного устройства или доставочной головки установлена телемеханическая система, а функциональный шток выполнен с переменными сечениями, причем корпус закрепляющего устройства выполнен в виде втулки с окнами, установленной с возможностью взаимодействия с функциональным штоком, а раздвижные элементы выполнены в виде цанги с лепестками или рычагов и установлены на втулке с возможностью осевого перемещения, при этом на раздвижных элементах установлен с возможностью дугового перемещения и взаимодействия с ними, по крайней мере, один фиксатор.4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что фиксатор для взаимодействия с лепестками цанги или рычагами выполнен в виде проволоки.5. Устройство для закрепления приборов в лифтовых трубах скважин, состоящее из спускного устройства, выполненного в виде ловителя освобождающегося, состоящего из корпуса, сменных захватов, соединенных с корпусом, телемеханической системы, установленной в корпусе и содержащей устройство для перемещения основного штока, установленного в корпусе и соединенного с функциональным штоком, установленным в корпусе с возможностью взаимодействия с элементами сменных захватов, закрепляющего устройства в виде опоры, отличающееся тем, что закрепляющее устройство выполнено в виде втулки с окнами и раздвижными элементами, выполненными в виде цанги с лепестками, установленными на втулке с возможностью осевого перемещения, при этом функциональный шток выполнен сменным с переменным сечением и установлен с возможностью взаимодействия с лепестками цанги.6. Устройство для установки предметов в скважине, включающее корпус с захватом в виде цанги с лепестками, отличающееся тем, что на лепестках цанги установлен с возможностью дугового перемещения и взаимодействия с лепестками цанги, по крайней мере, один фиксатор, выполненный в виде упругой проволоки или кулачка с тягой.7. Устройство по п.6 отличающееся тем, что лепестки цанги выполнены с окнами (с проточками).8. Устройство по п.6 отличающееся тем, что элементы захвата, например, лепестки цанги, оборудованы, по крайней мере, одним центратором.9. Опора для закрепления предмета в скважине, включающая шток с ловильной головкой, связанный с предметом, установленные на штоке с возможностью осевого перемещения подпружиненные втулки, раздвижные элементы, отличающаяся тем, что одна из втулок выполнена в виде кронштейна, а вторая - в виде ползуна с окнами, имеющего ловильную головку, при этом раздвижные элементы выполнены в виде подвижно установленных на кронштейне и ползуне рычагов с тягами.