ЯКОРЬ ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ Российский патент 2009 года по МПК E21B23/04 E21B29/00 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для фиксирования оборудования (например, скважинных домкратов), преимущественно при изоляции зон осложнения бурения скважин профильными перекрывателями.

Профильные перекрыватели изготавливают, в основном, из мягких сортов стали, в частности из стали марки 10. При расширении перекрывателя гидравлическое давление достигает 15 МПа, что не позволяет использовать в качестве фиксирующих устройств обычные якорные устройства с металлическими якорными элементами, такие, например, как якори по а.с. СССР №994684, МПК Е21В 23/06, 1983 г.; №505793, МПК Е21В 23/06, 33/12, 1976 г.; №1609945, МПК Е21/В 23/04, 1990 г. и др., поскольку стенки профильных труб при упоре в них плашек могут разрушиться. Кроме того, конструкции известных якорей сложны, а в некоторых из них (см., например, а.с. СССР №505793) отсутствует центральный проходной канал, что не позволяет использовать их при установке профильных перекрывателей.

Известен конструктивно простой гидравлический якорь, содержащий корпус с центральным каналом и радиально выдвигающимися металлическими поршнями под действием гидравлического давления и возвращающимися в исходное положение под действием пружины (см. патент РФ №2220274, МПК 7 Е21В 23/04, опубл. Бюл. №36 от 27.12.03 г.).

Недостатком этого якоря является, кроме продавливания стенок профильных труб, перекрытие центрального канала поршнями и пружиной, что будет создавать перепад давления в якоре, а также не позволит осуществить проход инструмента через якорь, например устройства для снятия башмака, который устанавливают на нижнем конце перекрывателя.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому, а также по количеству совпадающих существенных признаков является гидравлический якорь, содержащий корпус с центральным проходным каналом, якорные элементы в виде радиально выдвигающихся поршней, элементы для соединения с установочным оборудованием и патрубки, образующие с якорными элементами гидравлические камеры, сообщенные с центральным проходным каналом (см. Захарчук З.И., Масич В.И. Пакеры и якори. - М.: Гостоптехиздат, 1961, с.66, рис.49).

Недостатком этого якоря является также возможность разрушения профильных труб металлическими поршнями, а также отсутствие в конструкции элементов возврата поршней в нерабочее положение, что препятствует многократному их использованию.

Технической задачей изобретения является повышение работоспособности и надежности якоря за счет предотвращения повреждений стенок профильных труб при их установке с применением высокого гидравлического давления.

Это достигается тем, что в описываемом якоре гидравлическом для фиксирования оборудования при установке профильных перекрывателей в скважине, включающем корпус с центральным проходным каналом, якорные элементы и элементы для соединения с установочным оборудованием, патрубки, образующие с якорными элементами гидравлические камеры, сообщенные с центральным проходным каналом, согласно изобретению якорные элементы выполнены в виде продольно гофрированных рукавов из резинотканевого материала, охватывающих патрубки, а элементы для соединения якоря с установочным оборудованием - в виде переводников, расположенных сверху и снизу от корпуса соосно его центральному проходному каналу, причем одни концы патрубков и рукавов жестко закреплены в корпусе, а другие - на переводниках.

Это позволяет полностью исключить повреждение стенок профильного перекрывателя якорем при его установке и повысить тем самым его работоспособность и надежность.

На фиг.1 показан якорь гидравлический в транспортном положении (разрез); на фиг.2 - то же, в рабочем положении; на фиг.3 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.2.

Якорь (фиг.1) содержит корпус 1 с центральным проходным каналом 2, элементы для соединения якоря с установочным оборудованием 3 в виде переводников 4, расположенных выше и ниже корпуса 1 соосно его центральному каналу 2. Корпус 1 жестко соединен с переводниками 4 патрубками 5 с радиальными отверстиями 6, охватываемыми якорными элементами, выполненными в виде рукавов 7, изготовленных из резинотканевого материала, например типа ТК на основе полиамидных нитей, типа ТЛК, ТЛА, ЕР - на основе полиэфир/полиамидных нитей с прочностью по основе от 100 до 400 Н/мм по ГОСТ 20-85. Рукава 7 выполнены с продольными гофрами 8 (фиг.1, 3) и имеют цилиндрические участки 9 с привулканизированными к ним внутренними втулками 10 с резьбами 11, с помощью которых они жестко соединены одними концами с корпусом 1, а другими - с переводниками 4. Рукава 7 с патрубками 5 образуют гидравлические камеры 12 (фиг.1, 2), сообщенные отверстиями 6 в патрубках 5 с центральным проходным каналом 2 корпуса 1.

В зависимости от нагрузки, возникающей в фиксируемом оборудовании, количество патрубков 5 и рукавов 7 можно менять в сторону увеличения или уменьшения.

Якорь гидравлический работает следующим образом.

С помощью резьб 13 - на верхнем переводнике 4 и 14 - на нижнем переводнике (фиг.1) якорь соединяют с установочным оборудованием 3 (например, бурильными трубами и гидродомкратом) и спускают в заданный интервал скважины, где уже установлен профильный перекрыватель 15 путем выправления профильной части гидравлическим давлением. Затем в колонне бурильных труб создают гидравлическое давление. Жидкость по центральному проходному каналу 2 поступает в гидродомкрат 3, присоединенный к нижнему переводнику 4 резьбой 14, который с помощью пуансона (не показан) расширяет резьбовые соединения (не показаны) профильного перекрывателя 15 до прижатия их к стенкам скважины (не показана). При этом давление жидкости распространяется через отверстия 6 в патрубках 5 в гидравлические камеры 12 и расширяет резинотканевые рукава 7 до прижатия их стенок к стенкам цилиндрической части профильного перекрывателя 15 (фиг.2, 4), фиксируя тем самым гидродомкрат 3 и предотвращая его смещение при прохождении пуансона через резьбовые соединения профильного перекрывателя 15.

После окончания работ и прекращения закачки жидкости давление на устье скважины снижают до нуля. При этом гофры 8 рукавов 7 сжимаются до исходного состояния (фиг.3), и якорь готов к повторному использованию для расширения следующего резьбового соединения профильных труб перекрывателя 15.

Таким образом, предлагаемые технические усовершенствования гидравлического якоря позволяют при сохранении простоты его конструкции улучшить его технические возможности, благодаря тому что выполнение якорных элементов в виде гофрированных рукавов из высокопрочного резинотканевого материала увеличивает процент расширения их в поперечном сечении, повышает поверхность контакта якорных элементов в рабочем положении, не повреждая профильные трубы, и обеспечивает гарантированный возврат их в транспортное положение.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для фиксирования оборудования в скважинах, преимущественно при установке профильных перекрывателей. Якорь содержит корпус с центральным каналом, на котором смонтированы патрубки, охватываемые рукавами с продольными гофрами из резинотканевого материала. Одни концы патрубков и рукавов закреплены на корпусе, а другие - на переводниках, приспособленных для соединения с установочным оборудованием. Рукава с патрубками образуют гидравлические камеры, сообщенные через отверстия в стенке патрубков с центральным каналом корпуса. Техническим результатом является повышение надежности и работоспособности якоря, благодаря тому что выполнение якорных элементов в виде гофрированных рукавов из высокопрочного резинотканевого материала увеличивает процент расширения их в поперечном сечении, повышает поверхность контакта якорных элементов в рабочем положении, не повреждая профильные трубы, и обеспечивает гарантированный возврат их в транспортное положение. 4 ил.

Якорь гидравлический для фиксирования оборудования при установке профильных перекрывателей в скважине, включающий корпус с центральным проходным каналом, якорные элементы и элементы для соединения с установочным оборудованием, патрубки, образующие с якорными элементами гидравлические камеры, сообщенные с центральным проходным каналом, отличающийся тем, что якорные элементы выполнены в виде продольно гофрированных рукавов из резинотканевого материала, охватывающих патрубки, а элементы для соединения с установочным оборудованием - в виде переводников, расположенных сверху и снизу от корпуса соосно его центральному проходному каналу, причем одни концы патрубков и рукавов жестко закреплены в корпусе, а другие - на переводниках.