Устройство для закрепления грузов в скважине Советский патент 1983 года по МПК E21B47/01 E21B23/00 

Изобретение относится к устрой- , ствам для закрепления грузов в сквагкине и может быть ширГОЧо использовано в нефтяной и газовой промышленности & целью проведения глубинных исследований и в качестве диспергатЬров при создании структуры потоков газожидкостной смеси. Известно устройство для ввода геофизических приборов в скважину, содержащее доставочную головку, механиз фиксации, механизм извлечения,, узел транспортировали прибора, состоящий из ролика и тягового органа. При этом механизм фиксации снабжен дополнительными подпружиненными фиксаторами причем механизм извлечения имеет стержень и подпружиненный шток с кольцевой канавкой на поверхности, установленный с возможностью оЬевого перемещения в полости стержня для взаимодействия с дополнительными фиксаторами механизма фиксации 1Д . Недостатком является то, что во время нахождения устройства в скважине к нему присоединен трос, который проходит через всю запорную арматуру центрального ствола скважины, поэтому ,не воз можно управление скважиной, так как при закрытии задвижки трос перерезается. Это приводит к падению устройства и троса на забой скважины, что влечет за собой ловильно-аварийные работы по их извлечению. При уста новке этого устройства на скважине надо ставить- превентор для устранения пропуска газа или оставлять дубликато на все время нахождения устройства в скважине, что усложняет эксплуатацию фонтанной арматуры. Кроме того, по стволу скважины, в случае необходимости, невозможно установить одновременно несколько таких устройств на разной глубине, например в случае при менения диспергаторов или для установ ки приборов. Целью изобретения является повышение точности установки устройства в любом участке насосно-компрессорных труб и надежности его работы. Указанная цель достигается тем, что устройство для закрепления грузов в скважинеJ содержащееj opnyc, узел транспортировки, фиксатор, имеющий пружину и втулку, связанную с кулачками, механизм извлечения, включающий стерженьловитель и поворотные упорызахваты, снабжено дополнительным фиксатором, имеющим .вкладыши и трехступенчатую втулку, в секторных окнах средней части которой расположены вкладыши, а верхняя часть выполнена в виде толкателя, причем в корпусе выполнены две проточки, диаметр которых соответствует внешним размерам двух нижних ступеней втулки, а стержень-ловитель имеет проточку для взаимодействи5Э1 с вкладышами и выступ, диаметр которого равен диаметру толкателд. На фиг.1 изображено предлагаемое устройство при спуске в скважину; на фиг.2 - стержень-ловитель; на фиг.Зположение устройства, закрепленного в скважине; на фиг. - момент подъема из скважины. Устройство содержит стопорную обойму 1, верхнюю часть 2 корпуса, штифт 3, шарнир , упоры-захваты 5, стопорную втулку 6, трехступенчатую втулку 7, вкладыши 8, штифт 9, кулачки 10, штифт 11, вилку 12, штифт 13, подпружиненный толкатель 1, пружину 15, нижнюю часть 16 корпуса, оси 17 кулачки 18, штифт 19, тягу 20, штифт 21, втулку 22, пружину 23, резьбу 2k, стержень-ловитель 25, резьбу 2б. Корпус устройства выполнен разъемным, в верхней части 2 и нижней части 16 которого выполнены окна для перемещения в них кулачков фиксаторов и упоров-захватов 5. На нижней части 16 корпуса выполнена резьба 2Ц для |присоедине1йия грузов. Узел транспортировки устройства состоит из стоаорной .обоймы 1, штифта 3, при помощи которого она закрепляется в верхней части 2 корпуса. Стопорная обойма 1 при помощи резьбового соединения 2б крепится к тросу лебедки. Механизм фиксации имеет два кулачг ковых фиксатора с вкладышами. Верхний кулачковый фиксатор выполнен в виде втулки 7, в средней части которой размещены вкладыши 8. В нижней ее части при помощи штифтов 9,. И и 13 подвижно закреплены кулачки .10, вилка 12 и подпружиненный толкатель 14. Пружина 1 служит для передачи усилия нижнему толкателю И. При этом диаметр средней части втулки 7 верхнего фиксатора равен диаметру внутренней проточки, выполненной в верхней части 2 корпуса, а верхняя часть этого фиксатора выполнена в виде толкателя, диаметр которого равен диаметру выступа (Г на теле стержня 25. , Нижний кулачковый фиксатор состои иЗ кулачков 18 нижнего фиксатора, которые закрепленышарнирно в окнах нижнего корпуса 16 на осях 17. Кулач ки 18 подводятся к стенкам насоснокомпрессорной трубы ( НКТ) благодаря пружине 23, усилие от которой к кулачкам передается при помощи штифтов 19, тяги 20, ШТИФТОВ 21, втулки 22. Механизм извлечения состоит из CTepxfHfl 25j имеющего сферическую головку а, цилиндрический выступ (5 , проточку в, и резьбовый участок 26 для подсоединения к канатной технике заплечики на кулачках 18 нижнего фик сатора, поворотные упоры-захваты 5, удерживаемые стопорной втулкой 6 в окнах верхней части корпуса и разме щенные в верхней части 2 корпуса на шарнирах Ц, вкладышей 8 верхнего фиксатора, расположенных радиально в секторных окнах ступенчатой втулки 7 верхнего фиксатора и фаски г внутри верхней части корпуса 2 Фаска 2 обеспечивает посадку вкладьнией 8 впроточку в на стержне 25. Устройство работает следующим образйм. Устройство с прикрепленными к нему грузом опускается а скважину через дубликатор посредством канатной техники. При движении устройства вни (фиг.1) пружина 23 прижимает кулачки iB к стенкам НКТ. Так как угол их заклинивания отрицательней, они свободно скользят по их стенкам. На заданной глубине устройство останавлиiвается, а затем на малой скорости приподнимается вверх, при этом кулачки 18 фиксатора самозаклиниваются I упираясь в стенки трубы, - срабатывает нижний фиксатор. Дальнейшим на;ТЯжением каната вверх срезают штифт при этом обойма 1 снимается с устрой ства и освобождает кулачки 10, rtpyжина 15 поджимает кулачки 10 к стенке (HKTJi и закрепляет устройство на ни предотвращая его падение вниз. После этого обойму 1 извлекают из скважины Извлёчеяйе устройства из скважины :производится следующим образом. 8 скважину на тросе опускается стержень 25 посредством канатной тех ники через яубри катор. Стержень 25, ;войдя в устройство, своей гЪловкой а нажимает на рлечики кулачков 18 фикс тора и, сжимая пружину 23, утапливае их в окнах нижней части 16 корпуса, одновременна с этим цилиндрический выступ стержня нажимает на упорызахваты 5, которые удерживают толкатель верхнего фиксатора от перемещения в верхней части 2 корпуса. Так как диаметр выступа б на теле стержня равен диаметру верхней части фиксйтора, то при посадке выступа 5 на верхнего фиксатора упоры-захваты освобождают верхний фиксатор от упора. Верхний фиксатор под действием пружины 15 движется вверх в верхней части 2 корпуса, при этом вкладьвии 8 посредством управляющей фаски г этого корпуса садятся в проточку в стержня, так как диаметр средней части ступенчатой втулки 7 верхнего фиксатора равен диаметру внутренней проточки, выполненной в верхней части 2 корпуса. Пружина 15 полностью разгружается, кулачки 10 отходят от стенок НКТ и уталиваются в окнах верхней части 2 корпуса. Устройство фиксируется на стержне 25 посредством фиксаторов 8 и упоров-захватов 5, выступы д которых взаимодействуют с выступами (5 на теле стержня 25. Устройство с грузом подНимаетегя в лубрикатор и извлекается из скважины.: Использование предлагаемого устройства позволит достичь следующих технических преимуществ по сравнению с известным устройством: возможность применения его на сква: жинах, оборудованных любым типом НКТ в связи с усовершенствованием конструкции;повышается точность измерений и надежность работы за счет установки двух подпружиненных кулачковых фик- саторов, у/|ерживающих устройство от перемещений; предотвращается опасность падения груза и приборов на забой скважин; исключается возможность подъему НКТ для монтажа в них дополнительных установочных и штуцирукяцих средств (опорных колец, шайб, ниппелей и flp)j не требуется соответствия внутренних диаметров фонтанной арматуры и ШТ. Основным преимуществом npeAJlaгаемого устройства перед известным является то, что оно позволяет с высокой точностью проводить глубинные исследования скважин при скороеткых потоках газа или нефти, чем предотвращает аварии, связанные с выбросом приборов и груза из НКТ. Полностью исключается подземный ремонт скважин, связанный со спускоподъемными операциями, НКТ для монтажа в них дополнительных установочных И штуциругощйх средств. Экономическая 5 эффективность устройства только за счет ликвидации подземного /ремонта в одной скважине глубиной до 2000 м составляет 12 тыс, руб.

ЧЙЗ

25г

Фиг.2

Фаг.З

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ГРУЗОВ в СКВАЖИНЕ, содержащее корпус узел транспортировки, фиксатор, имею1ДИЙ пружины и втулку, связанную с ку.лачкамй, механизм извлечения, включающий стержень-ловитель и поворотные упоры-захваты, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с иелью повышения точности установки устройства в любом участке насосно-компрессорных труб и надежности его работы, оно снабжено - догтюянител ьным фиксатором, имеюоцим вкладыши и трехступенчатую втулку, в секторных окнах средней части которой i распол хкены вкладыши, а верхняя часть выполнена в виде толкателя, причем S корпусе выполнены две п|юто вси, диаметр которых соответствует внешним раз1иерам двух нижних ступеней втулки, а стержень-ловитель имеет iпроточку для взаимодействий с вкладышами и выступ, диаметр которого равен диаметру толкателя.