Устройство для установки якорной подвески с шариковым приводом Российский патент 2021 года по МПК E21B23/00 E21B47/01 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей отрасли и может быть использовано для исследования и освоения пластов в скважинах.

Устройство для установки якорной подвески является механическим приводом с шариковым зацеплением и применяется для отсоединения и установки якоря с прибором внутри насосно-компрессорных труб или обсадных колонн скважин. Данное устройство совместно с якорем и прибором опускается на заданную глубину скважины при помощи геофизического кабеля (или проволоки, тросика) и позволяет на подъеме отделиться от якоря и обеспечить извлечение кабеля из скважины, а якорю с прибором позволяет остаться в зафиксированном состоянии в муфтовом соединении труб.

Известно устройство для установки якоря (см. патент на изобретение №2195543, МПК Е21В 23/00 от 27.12.2002), в котором привод осуществляется при помощи инерции движения груза внутри корпуса. При резком торможении устройство срабатывает следующим образом: груз сжимает пружину и перемещает вниз подвеску, шарики входят в расширение замка, освобождая якорь. В этот момент происходит отсоединение якоря с прибором от устройства. Данное устройство плохо срабатывает при невозможности создания резкого торможения.

Наиболее близким аналогом по техническим параметрам и достигнутому результату к заявленному относится автоотцеп (патент РФ на изобретение №2675277, МПК Е21В 47/01, 27.03.2018). Данный автоотцеп устанавливается внутри трубы при его подъеме. В данном автоотцепе отсоединение кабеля (проволоки) от устройства происходит при развороте вниз установочных рычагов, которые при движении корпуса вверх зацепляются за увеличенный диаметр муфтового соединения труб. В этом автоотцепе увеличен зазор между наружным диаметром корпуса устройства и внутренним диаметром труб за счет применения установочных рычагов. Недостатками ближайшего аналога является: плохое зацепление рычагов за муфтовый зазор труб при подъеме автоотцепа; низкая эффективность фиксации рычагов в рабочем состоянии из-за слабой конструкции рычагов и недостаточного усилия пружины; сложная конструкция автоотцепа и необходимость квалифицированного обслуживания.

Предлагаемое устройство для установки якорной подвески не имеет выше перечисленных недостатков.

Техническим результатом является повышение надежности и эффективности устройства.

На достижение технического результата предложенного изобретения применены конструктивные решения, которые позволили реализовать свое назначение и обеспечить указанный технический результат в предложенном устройстве, достигаемый за счет применения следующих отличительных признаков:

• рычаги заменены на приводные шарики, которые надежно и эффективно зацепляются за увеличенный диаметр муфтового зазора труб;

• конструкция сделана проще и надежнее из-за применения шариков;

• исключено полностью усилие при извлечении (подъеме) устройства из скважины, так как шарики складываются;

• простота обслуживания и ремонта привода из-за малого количества деталей;

• простота сборки и заряжания устройства перед спуском в скважину.

Предложенное устройство для установки якорной подвески работает следующим образом: устройство, подготовленное (заряженное) к применению, показано на фиг. 1. Основным элементом конструкции являются основные приводные шарики 1, которые при подъеме устройства за наконечник 2 зацепляются за увеличенный диаметр муфтового зазора 3 насосно-компрессорных труб и способствуют переводу устройства из заряженного состояния (фиг. 1) в разряженное (фиг. 3). При достижении заданной глубины, необходимо начать подъем устройства, соединенного с якорем и прибором. Шарики 1 соприкасаются с трубой на подъеме кабеля и входят в увеличенный диаметр муфтового соединения 3. При прохождении муфтового зазора 3 (см. фиг. 2) основные приводные шарики 1 фиксируются в нем при помощи буртика 4 на центральном штоке 5 и втулке 6. Момент зацепа приводных шариков 1 за муфтовый зазор 3 показан на фиг.2. За счет того, что шарики 1 раскрылись и зафиксировались, центральный шток 5 начинает двигаться вверх и, сжимая пружину 7, поднимает вверх стакан 9 относительно обоймы 10. Фиксирующие шарики 11 входят в выемку 16 стакана 9 и высвобождают головку якоря 8, происходит отсоединение якоря. В результате якорь с прибором отделяется от устройства и устанавливается внутри трубы. В дальнейшем при подъеме устройства за наконечник 2, шток 5 перемещается вверх до совпадения штоковой канавки 12 и канавки 13 во втулке 6. Втулка 6 освобождается от места фиксации за корпус 14 и смещается вниз вместе с шариковым корпусом 15 относительно штока 5 ниже расширенного диаметра 4, тем самым освобождаются шарики 1 из муфтового зазора 3 (см. фиг. 3). Устройство извлекается из скважины в разряженном состоянии (см. фиг. 3), то есть шарики 1 находятся ниже расширенного диаметра 4 штока 5 в сложенном положении, не выступая за наружный диаметр корпуса 15.

Перед спуском в скважину устройство заряжают (соединяют с якорем) следующим образом: в отверстие обоймы 10 вставить головку якоря 8, затем корпус основных шариков 15 сдвинуть вверх до упора в наконечник 2, после чего втулку 6 сдвинуть вверх относительно корпуса 14 до щелчка. В этот момент пружина 7, возвращает шток 5 в нижнее положение и стакан 9 смещается вниз относительно обоймы 10, в результате шарики 11 захватывают головку якоря 8 в обойме 10. Таким образом, устройство становится заряженным (соединенным с якорем) и готовым к применению в скважине (см. фиг. 1).

Изобретение относится к нефтегазодобывающей отрасли и может быть использовано для исследования и освоения пластов в скважинах. Устройство для установки якорной подвески с шариковым приводом включает корпус с каналами, в которые установлены приводные шарики, зацепляющиеся при подъеме за муфтовый зазор. Центральный шток с пружиной выполнен с расположенным в его верхней части буртиком для фиксации приводных шариков в муфтовом зазоре. Наконечник соединен с верхней частью штока для спуска устройства при помощи кабеля, тросика или проволоки. В нижней части штока расположен стакан, соединенный с пружиной в верхней части, и обойма с боковыми отверстиями. Дополнительные шарики расположены в отверстиях обоймы и взаимодействуют с выемкой на внутренней поверхности нижней части стакана. Головка якоря расположена в обойме. Над стаканом установлены дополнительный корпус с размещенной в нем пружиной и втулка с канавкой, для размещения фиксирующих шариков, взаимодействующих с дополнительным корпусом и с канавкой, выполненной на штоке. Достигается технический результат – повышение эффективности установки якорной подвески, за счет упрощения конструкции и повышения надежности срабатывания приводных шариков. 3 ил.

Устройство для установки якорной подвески с шариковым приводом, включающее корпус с каналами, в которые установлены приводные шарики, которые зацепляются при подъеме за муфтовый зазор, центральный шток с пружиной и с расположенным в его верхней части буртиком для фиксации приводных шариков в муфтовом зазоре, наконечник, соединенный с верхней частью штока для спуска устройства при помощи кабеля, тросика или проволоки, и головку якоря, отличающееся тем, что содержит расположенные в нижней части штока стакан, соединенный с пружиной в верхней части, и обойму с боковыми отверстиями, дополнительные шарики, расположенные в отверстиях обоймы и взаимодействующие с выемкой на внутренней поверхности нижней части стакана, причем головка якоря расположена в обойме, а над стаканом установлены дополнительный корпус, в котором размещена пружина, и втулка с канавкой, для размещения фиксирующих шариков, взаимодействующих с дополнительным корпусом и с канавкой, выполненной на штоке.