Устройство для предотвращения выброса глубинных приборов из нефтяных скважин Советский патент 1983 года по МПК E21B47/00 

СО

сд к Изобретение относится к нефтедо вающей промышленности, в частности к устройствам, применяющимся при п гружении различных глубинных прибо ров в работающие с.кважины для иссл дования их геолого-технических характеристик. Известен противовыб асыватель ПВ-2, включающий корпус, два центратора , ползун, пружину/ головку, хвостовик и тормозной элемент, выполненный в виде собачки l , Недостатки известного устройств заключаются в том, что кинематика шарнирного механизма не обеспечивает свободный вывод .собачки из положения заклинивания без использования страховочного устройства, кроме того,каждое срабатыбание стр ховочного устройства трабует предварительной зарядки его, которую возможно производить лишь при нахождении противовыбрасывателя вне скважины, т.е. толькр после подъема его наверх. Однако под действием выталкивающей силы нефтяного потока, действующей отдельными импульсами, возможно многократное заклинивание противовыбрасывателя, пока он находится в скважине, что неизбежно ведет к обрыву проволоки, на которой подвешен противовыбрасыватель, :: Известно также противовыбрасываю щее устройство, содержащее корпус, подпружиненный шток и распорные элементы, где шток снабжен конусным толкателем, расположенным с возможностью взаимодействия с распорными элементами, которые выполнены в виде ломаных стержней с опорными выст пами и шарнирно связанными с ломаны ми стержнями эксцентричными фиксато рами 2J. Недостатком этого устройства является малая надежность в работе Наличие цилиндрической пружины, под пирающей шток с конусным толкателем создает предпосылки для вибрации и тряски корпуса устройства вместе с подвешенным, погружаемым в скважи ну прибором под действием импульсов нефтяного потока, так как по сути дела погружаемое оборудование (прибор) висит на сжатой пружине, что предопределяет системе неустойчивое равновесие. Кроме того, на обои указанных выше, устройствах торможение происходит после того, как погружаемое оборудование приобретае ускорение под действием выбрасывающей силы, так как принцип действия устройства основан на уравновешивании силы натяжения проволоки выталкивающей силой. Мертвое заклинивание устройства в этот момент приводит к разрушению и выходу из строя спускаемого оборудования под действием сил инерции. Целью изобретения является повышение надежности работы устройства. Поставленная цель достигается тем, что устройство для предотвращения выброса глубинных приборов из нефтяных ,скважин, содержащее корпус с размещенной в верхней части его головкой, толкатель, подпружиненный шток, распорный узел, снабжено расположенным по оси устройствавалом с насаженной на нем крыльчаткой, -а корпус выполнен в нижней части с камерой с аксиальными отверстиями, при этом вал с крыльчаткой установлен внутри камеры, а толкатель выполнен в виде эксцентрика, который жестко соединен с валом, с возможностью взаимодействия с установленным радиально подпружиненным штоком, связанным с распорным узлом. Лопасти крыльчатки выполнены в виде крылового профиля. На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 узел I на фиг. 1; на фиг. 4 - профиль лопасти крыльчатки на фоне идеализированной картины ламинарного потока. Устройство состоит из корпуса 1, головки 2 и нижней камеры 3, в которых выполнены аксиальные отверстия. Камера 3 включает в себя вал 4с насаженной на нее крыльчаткой 5. Вал 4 установлен во втулках 6 и 7, впрессованных в нижнюю камеру 3 и в корпус 1. На верхнем конце вала 4 насажен специальный эксцентрик 8 с ограничительными щеками 9 (фиг. 2), Эксцентрик 8 на валу 4 крепится посредством гайки 10. В теле корпуса 1 предусмотрены два окна 11 и выполнены симметричные отверстия 12 , выход которых к эксцентрику 8 имеет прямоугольное сечение. . В отверстиях 12 установлены штоки 13, концы которых со стороны эксцентрика 8 также имеют прямоугольное сечение. Шток 13 к эксцентрику 8 поджимается цилиндрической пружиной 14 и подпорной гайкой 15. К противоположному концу штока 13 шарнирно крепится ползун 16, на который надет подвижный сухарик 17. Устройство работает следующим образом. К нижнему концу камеры 3 с помощью переводника (не показан )подвешивается погружаемый в скважину приВор (инструмент ). Зерхиий конец головки 2 также с помощью переводника подвешивается к проволоке. Площадь проходного сечения для жидкости через отверстия в камерах 2 и 3 не меньше, чем между колонной насосно-компрессорных труб и погружаемым прибором. При отсутствии выталкивающего усипия потока нефти ползуны 16 и сухарики 17 находятся в полости корпуса 1. При появлении выталкивающего импульса скважинной жидкости крыльчатка 5 поворачивает вал 4 во втулках б и 7. Соответственно поворачивается эксцентрик 8, сообщая постуттательное движение штокам 13, ползунам 16 и су харикам 17. Ползуны 16 и сухарики Д7 выходят из полости корпуса 1 и создают тормозящее усилие. Регулирование усилия со стороны потока на лопасти к жшьчатки 5, при котором срабатывает устройство, осуществляется посредством подпорной гайки 15 Усилие срабатывания устройства уста навливается таким, чтобы торможение происходило до начала движения оборудования под действием выталкивакмдей силы потока, поэтому для пропуска выталкивающего импульса скважинной ЯЙ1ДКОСТИ достаточно небольшого тормозящего усилия устройст ва. При большой продолжительности де ствия выталкивающей силы потока эксцентрик 8 проворачивается до упо ра в щеки 9 и дальнейшее торможение происходит за счет скольжения ползунов 16 относительно сухариков 17, в которых выполнены пазы под углом (10 - 15°)к образуюдей корпуса 1. . При ослаблении напора жидкости эксцентрик 8 под давлением штоков 13 с пружинами 14 возвращается в исходное положение. В корпусе 1 предусмотрены наклонные полочки, по которым, как по направляющим, сухарики 17 возвращаются в исходное положение. С целью предупреждения разрушения лопастей крыльчатки 5 вследствие гидравлического удара в скважине при пульсации жидкости лопасти крыльчатки выполнены в виде крылового профиля. Такой профиль с закругленной передней кромкой и заостренной задней обеспечивает минимальное лобовое сопротивление и максимальный крутящий момент ( максимальную подъемную силу/, что и предупреждает разрушение лопастей. . , Предложенное устройство в сравнении с известными позволяет осуществлять многократное торможение с последующим продвижением оборудования при спуско-подъемных операциях в работающих скважинах без вмешательства извне. Устраняет тряску и вибрации приборов при пульсациях потока жидкости в скважинах, предотвращая тем caNWM их разрушение и выход из строя. Предлагаемая конструкция противовыбрасывающего устройства обеспечивает высокую надежность его в работе и эффективность.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ВЫБРОСА ГЛУБИННЫХ ПРИБО;РОВ ИЗ НЕФТЯНЫХ СКВАЖИН,содержащее корпус с размещенной в верхней ..части его головкой, толкатель. а/ подпружиненный шток, распорный узел, отличающееся тем, что, с целью повьшения надежности работы, оно снабжено расположенным по оси устройства валом с насаженной на нем крыльчаткой, а корпус выполнен в нижней части с камерой с аксиальными отверстиями, при этом вал с крыльчаткой установлен внутри . кёьмеры, а толкатель к шолнен в виде эксцентрика, который жестко соедаЕнен с валом, с возмохоюстью взаимодействия с установленньш радиально подпружиненным штоком, связанным с распорным узлом. 2. Устройство по п. 1, о т л и-.. чающееся .тем, что лопасти крыльчатки шзтолнены в виде К1 алового профиля.

ff

8

13

П

Фиг.2

15

Щ

Ф1К.З