Якорь механический Российский патент 2020 года по МПК E21B23/06 

Изобретение относится к оборудованию для нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для удержания пакеров с кабельным вводом от перемещения вверх при эксплуатации и проведении различных технологических операций в нагнетательных, нефтяных, газоконденсатных и газовых скважинах.

Известен якорь механический с кабельным каналом ЯМН-КВ, содержащий ствол с фигурным пазом, корпус с подпружиненными плашками и планками, конус (каталог продукции Сибнефтемаш, издание 8, 2014 г., с. 25). Данный якорь предназначен для удержания оборудования от перемещения вниз. Недостатком является необходимость пропускания кабеля внутри корпуса.

Известен якорь механический с кабельным каналом ЯМВ-КВ, предназначенный для удержания пакеров от перемещения вверх при создании рабочего давления в подпакерной зоне. Якорь содержит верхний корпус, верхний кожух с подпружиненными плашками, нижний кожух с подпружиненным разрезным конусом, нижний корпус, паз для пропуска кабеля (каталог продукции Сибнефтемаш, издание 8, 2014 г., с. 26).

Недостатком известного якоря механического является необходимость пропускания кабеля внутри корпуса.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является обеспечение укладки кабеля без пропускания через корпус якоря, а также смягчение механических ударов при посадке якоря и обеспечение возможности повторной установки якоря в скважине.

Технический результат достигается тем, что в якоре механическом, содержащем верхний корпус, верхний кожух с установленными в нем подпружиненными плашками, нижний кожух с подпружиненным разрезным конусом, нижний корпус, канал для укладки кабеля, согласно изобретению, нижний конец верхнего корпуса связан с нижним корпусом посредством шлицевого соединения с возможностью относительного осевого перемещения, при этом нижний корпус соединен с нижним кожухом при помощи втулки, образующей с верхним корпусом гидравлическую кольцевую камеру, канал для укладки кабеля выполнен в виде продольных пазов на наружной поверхности верхнего и нижнего кожухов, а в верхней части якоря установлена разрезная втулка, снабженная крышкой, соединенной с разрезной втулкой при помощи разъемного соединения, образуя при этом продольный канал для укладки кабеля.

Кроме того, разрезная втулка закреплена на верхнем корпусе при помощи одного или нескольких винтов.

Кроме того, крышка прикручена к разрезной втулке при помощи винтов.

На фиг. 1 приведена схема якоря механического в транспортном положении, на фиг. 2 показан разрез А-А на фиг. 1.

Якорь состоит из верхнего корпуса 1, верхнего кожуха 2 с установленными в нем подпружиненными плашками 3, нижнего кожуха 4 с подпружиненным разрезным конусом 5, нижнего корпуса 6. Верхний корпус 1 снабжен верхним 7 и нижним 8 радиальными выступами. Нижний радиальный выступ 8 верхнего корпуса 1 размещен внутри радиальной выборки 9 разрезного конуса 5. Концевая часть разрезного конуса 5 размещена между радиальными выступами 7 и 8 верхнего корпуса 1.

Нижний конец верхнего корпуса 1 связан с нижним корпусом 6 посредством шлицевого соединения (в шлицевые канавки верхнего корпуса 1 вставлены шлицевые зубья нижнего корпуса 6) с возможностью осевого перемещения относительно нижнего корпуса 6. Нижний корпус 6 соединен с нижним кожухом 4 при помощи втулки 10, зафиксированной снизу на нижнем корпусе 6 гайкой 11. В транспортном положении, для предотвращения преждевременного срабатывания якоря, верхний корпус 1 зафиксирован от перемещения относительно нижнего корпуса 6 при помощи срезных винтов 12, установленных в наружной канавке верхнего корпуса 1 и отверстиях нижнего кожуха 4. Втулка 10 образует с верхним корпусом 1 гидравлическую кольцевую камеру 13, которая герметизирована на стыке корпусов 1 и 6 подвижным уплотнительным кольцом 14.

На наружной поверхности верхнего кожуха 2 и нижнего кожуха 4 выполнены продольные пазы для укладки кабеля (на фиг. не показан), соответственно 15 и 16.

В верхней части якоря установлена разрезная втулка 17, снабженная крышкой 18, соединенной с разрезной втулкой 17 при помощи разъемного соединения, образуя при этом продольный канал 19 для укладки кабеля. Разрезная втулка 17 закреплена на верхнем корпусе 1, например, при помощи одного или нескольких винтов 20, а крышка 18 прикручена к разрезной втулке 17 при помощи винтов 21 (фиг. 2).

Верхний кожух 2 снабжен связанным с ним дополнительным кожухом 22, внутри которого размещено разрезное кольцо 23, установленное в наружной радиальной канавке верхнего корпуса 1. Разрезное кольцо 23 установлено с возможностью взаимодействия с торцом 24 верхнего кожуха 2 при осевом перемещении верхнего корпуса 1. Дополнительный кожух 22 так же имеет продольный паз 25 для укладки кабеля, совмещенный с продольным пазом 15 верхнего кожуха 2. Дополнительный кожух 22 зафиксирован от проворота относительно верхнего корпуса 1 при помощи шпонки 26, установленной в наружном продольном пазу верхнего корпуса 1 с возможностью перемещения по проточке дополнительного кожуха 22.

Для центрации нижнего кожуха 4 относительно верхнего корпуса 1 в отверстии нижнего кожуха 4 и наружной продольной проточке верхнего корпуса 1 установлен штифт 27.

Якорь механический работает следующим образом.

Якорь соединяют с расположенным ниже пакером (на фиг. не показан). Шлицевое соединение верхнего 1 и нижнего 6 корпусов обеспечивает фиксацию верхнего корпуса 1 с установленными на нем деталями в необходимом положении для совмещения положения продольных пазов 16, 15 и 25 с кабелем, проходящим через нижерасположенный пакер. Для совмещения продольных пазов с кабелем, верхний корпус 1 вращают относительно нижнего корпуса 6 после откручивания втулки 10 и выхода нижнего конца верхнего корпуса 1 из зацепления с нижним корпусом 6. Кабель укладывают в продольные пазы 16, 15 и 25, далее устанавливают в продольный канал 19 и прикручивают крышку 18 к разрезной втулке 17. При этом кабель имеет возможность свободного осевого перемещения внутри продольного канала 19. Затем якорь спускают в скважину на колонне труб на требуемую глубину.

Установка якоря в скважине осуществляется после посадки пакера осевой нагрузкой, значение которой регулируется подбором срезных винтов 12. Под действием осевой нагрузки срезаются винты 12, и верхний корпус 1 перемещается вниз относительно нижнего корпуса 6, при этом штифт 27 перемещается по наружной продольной проточке верхнего корпуса 1. Нижний радиальный выступ 8 верхнего корпуса 1 выдвигает наружу разрезной конус 5. Далее, после того, как разрезное кольцо 23 дойдет до торца 24 верхнего кожуха 2, приводятся в движение верхний кожух 2 с плашками 3, в результате чего плашки 3 выдвигаются в радиальном направлении до внедрения в стенки эксплуатационной колонны (на фиг. не показана).

Шпонка 26 предотвращает вращение дополнительного кожуха 22, связанного с верхним кожухом 2, вокруг верхнего корпуса 1, тем самым исключая повреждение кабеля.

Наличие шлицевого соединения так же предотвращает проворот верхнего корпуса 1 вокруг нижнего корпуса 6, исключая тем самым повреждение кабеля.

Гидравлическая кольцевая камера 13, которая при спуске якоря в скважину заполняется жидкостью через малые каналы в соединительных узлах, служит гидравлическим амортизатором, обеспечивающим смягчение механических ударов верхнего корпуса 1 о нижний корпус 2 при разрушении срезных винтов 12 во время посадки якоря.

Якорь механический переводится в транспортное положение натяжением колонны труб. При этом верхний корпус 1 перемещается вверх относительно нижнего корпуса 6. Как только нижний радиальный выступ 8 переместится до уровня внутренней радиальной выборки 9, разрезной конус 5 под действием усилия пружины складывается внутрь. Когда разрезное кольцо 23 дойдет до упора во внутренний буртик дополнительного кожуха 22, дополнительный кожух 22 с кожухом 2 перемещаются вверх, освобождая плашки 3 от зацепления с эксплуатационной колонной, которые под действием усилия пружины возвращаются в исходное положение.

Наличие гидравлической кольцевой камеры 13 с малыми каналами в соединительных узлах для вытекания жидкости позволяет использовать ее как гидравлическое реле времени, предотвращающее преждевременное срабатывание якоря при осевой нагрузке во время повторной установки пакера и якоря механического в скважине.

Изобретение относится к якорю механическому с кабельным вводом. Техническим результатом является обеспечение укладки кабеля без пропускания через корпус якоря, а также смягчение механических ударов при посадке якоря и обеспечение возможности повторной установки якоря в скважине. Якорь механический содержит верхний корпус, верхний кожух с установленными в нем подпружиненными плашками, нижний кожух с подпружиненным разрезным конусом, нижний корпус, канал для укладки кабеля. Нижний конец верхнего корпуса связан с нижним корпусом посредством шлицевого соединения с возможностью относительного осевого перемещения, при этом нижний корпус соединен с нижним кожухом при помощи втулки, образующей с верхним корпусом гидравлическую кольцевую камеру. Канал для укладки кабеля выполнен в виде продольных пазов на наружной поверхности верхнего и нижнего кожухов. В верхней части якоря установлена разрезная втулка, снабженная крышкой, соединенной с разрезной втулкой при помощи разъемного соединения, образуя при этом продольный канал для укладки кабеля. Техническим результатом является обеспечение укладки кабеля без пропускания через корпус якоря, а также смягчение механических ударов при посадке якоря и обеспечение возможности повторной установки якоря в скважине. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Якорь механический, содержащий верхний корпус, верхний кожух с установленными в нем подпружиненными плашками, нижний кожух с подпружиненным разрезным конусом, нижний корпус, канал для укладки кабеля, отличающийся тем, что нижний конец верхнего корпуса связан с нижним корпусом посредством шлицевого соединения с возможностью относительного осевого перемещения, при этом нижний корпус соединен с нижним кожухом при помощи втулки, образующей с верхним корпусом гидравлическую кольцевую камеру, канал для укладки кабеля выполнен в виде продольных пазов на наружной поверхности верхнего и нижнего кожухов, а в верхней части якоря установлена разрезная втулка, снабженная крышкой, соединенной с разрезной втулкой при помощи разъемного соединения, образуя при этом продольный канал для укладки кабеля.

2. Якорь по п. 1, отличающийся тем, что разрезная втулка закреплена на верхнем корпусе при помощи одного или нескольких винтов.

3. Якорь по п. 1, отличающийся тем, что крышка прикручена к разрезной втулке при помощи винтов.