Устройство для установки и фиксации оборудования в буровой скважине Советский патент 1983 года по МПК E21B23/00 E21B49/00 

со да со

Изобретение относится к устройствам для установки и фиксации испытательного инструмента и другого оборудования в скважинах как обсазценных эксплуатационной колонной, так и в открытом стволе, сложенном. твердыми породами, и предназначено для использования в комплекте оббру. дования для.испытания скважин без применения хвостовиков в качестве опоры...10

Известно устройство для установки и фиксации обрудования в буровой . скважине, содержащее цилиндрический корпус.с посадочным конусом, сухари, подвижную относительно корпуса втул- 15 ку и подвижный упорный цилиндр с прижимами, включак1щий симметрично расположенные в его боковой поверхности пальцы, взаимодействуквдие с пазом на корпусе. Паз на корпусе 20 выполнен поперечно-кольцевым, с чередуквдимися разной длины вертикальными отводами, два из которых, меньшей длины, расположены симметрично по обе стороны от поперечного коль-. 25 цевого паза, а два других большей длины - по Одну сторону от него 1J.

Устройство с клинообразнымисухарйми имеет небольшую площадь сцепления сухарей с колонной, лричем толь- Q ко на одном кольцевом уровне, что не обеспечивает повышенной его надежности.

Известно также устройство для установки и фиксации оборудования в буровой скважине, включающее шток с направляющими, на которых последовательно по высоте установлены сухари с Внутренними посадочными поверхностями под поверхности штока и подвижный цилиндр-толкатель, paS- мещенный на штоке с возможностью взаимодействияс сухарями 2.

Однако устройство недостаточно надежно в работе, так как плашки нижнего ряда будут опережать плашки 45 верхнего ряда, затруднена точная подгонка в скважине положений.сухарей под верхний фланец конуса,а потому. ослаблено сцепление плашек со стенками скважийы..50

Целью изобретения является повы.шение надежности работы за счет усиления сцепления сухарей со стенка ми скважины.

Поставленная цель достигается тем,55 что в устройстве для установки и фиксации оборудования в буровой скважине, включающем шток с направляющими, на которых последовательно по высоте устанорлены сухари с внутренними . 60 посадочными поверхностями под поверхности штока и ПОДВИЖНЫЙ цилиндр-толкатель размещенный на штоке с возможностью взаимодействия с сухарями, шток в своей рабочей части выполнен 5

в виде направленных под углом к продольной оси устройства двух. колен, имеющих прямоугольное поперечвое сечение, а поверхности взаимодействия каждого сухаря со стенкой скважины имеют полуцилиндрическую форму. .

На фиг. 1 показано устройство в исходном положении ( при спусках и подъемах) на фиг. 2 - поперечное сечение А-А на фиг.. 1} на фиг. 3 поперечное сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - развертка поперечнокольцевого паза цилиндра.

Устройство для установки И фиксации оборудования в буровой скважине содержит корпус 1, переходящий в посадочный шток 2. В верхней своейчасти корпус имеет внутреннюю коническую резьбу для соединения с бу: рильными трубами. С посадочным штоком 2 сопряжен подвижной цилиндртолкатель 3, который взаимодействует с направляющими 4 и 5 и через послед.ние - с сухарями 6 и 7.

На внутренней поверхности цилиндра-толкателя выполнен поперечно-кольцевой лаз 8. Устройство имеет также корпус 9 с помещенными в нем подпружненными прижимами 10. Прижимы 10 ; находятся в прорезях корпуса и удер живаются в них пальцами 11 под действием пружин 12. При спусках и подъемах устройства они постоянно находятся в соприкосновении со стенкми обсадной колоны скважины. Шток 2 в нижней части несет два подпружип |ненных диаметрально противоположных фиксатора 13, взаимодействующих с поперечно-кольцевым пазом 8 на цилиндре-толкателе 3. Для обеспечени сборки устройства корпус выполнен из двух частей, соединенных болтами 14.. .

Посадочный шток 2 в средней своей части выполнен в виде двух сопряженных, направленных под одинаковым углом к продольной оси устройства колен 15 и 16. Поперечное сечение средней части штока прямоугольное (с закругленными углами). По верхнему колену 15 штока 2 перемещается сухарь б, сопряженный с направляю|Щей 4, по нижнему колену 16 - сухарь 7 с направлягацей 5. По на ужной по ,верхности сухари выполнены в виде двух полуцилиндров, составляющих при расклинивании полный диаметр колонны или открытого ствола, однако они расположены по высоте на разных уровнях. Тем самым обеспечивается при их расклинивании постоянное приложение пары сил, действующих в плоскости продольной оси устройства на стенки .скважины или колонны. Это дает возможность устройству воспринимать болыиие осевые нагрузки вплоть

дй напряжения в теле тру&ы, достигающих предела текучести. Напр4вляющие 4 и 5 соединены с соответствующими сухарями посредством болтов 17 и имеют внешний цилиндрический участок поверхности. Сопряжения сухаря б с направляйщей 4 jj сухаря 7 с.направляющей 5 образуют внутренние чё тырехугольные отверстия под поверхност штока. Стенки отверстий скошейы в разные стороны в соответствии с направлениями колен 15 и 16 штока 2. Между коленами 1.5 и 16 на штоке, со стороны направляющей 4, псЗд последнюю выполнен уступ 18.. Внутренний поперечно-кольцевой паз 8 на цилиндре-толкателе 3 выполнен с четырьмя равномерно чередующимися вертикальными отводами. Два из вертикальных отводов otS и Зе имеют большую длину, два других вг и жз Отводы служат для. перемещения по ним фиксаторов 13. Профиль кольцевого паза выполнен меньшей глубины, чем профили отводов, имея плавные переходы в отводы.

Устройство работает следукнцим образом. .

Во время спусков и подъемов устройства в комплекте с инструментом фиксаторы 13 располагаются в коротких пазах въ и жз. При достижении требуемого интервала, для зацегигений сухарей 6 и 7 со стенками обсадной колонны фиксаторы 13 правым поворотом насосно-компрессорных труб переводят в вертикальные удлиненные пазы ав и Эе . Тем самым обеспечиваю.т возможность осевого перемещения штока 2 вниз относительно цилиндрё1-толкателя 3, который в свою очередь давит на сухарь 7 и через подвижную направляющую 5 - на сухарь 6, перемещая их по коленам 16 и 15 штока до зацепления со стенками скважины. Тем самым устройство включено в работу и может принимать на себя осевую нагрузку.

При переходе на следующий Интервеш Или объект испытаний устройство освобождается следующим образом.

При подъеме вверх за счет трения сухарей 6 и 7 о стенки скважины подвижный цилиндр-толкатель 3 опускается вниз и фиксаторы 13 упираются в концы больших пазов oi5 и Зе После этого инструменту сообщают правый поворот, что приводит к тому, что фиксаторьл 13 переходят в малые пазы Вг и жз цилиндра-толкателя 3.

Это дает возможность в дальне1 ем проводитьСпуск и подъем устройства.

Предлагаемое устройство заменяет другие типа устройств, включаемых в комплекты испытательного о.борудова ния для скважин, а также все устройства, используемые в качестве опорны хвостовиков при раз/1ичньцс работах в скважине. Техническим преимущестiBOM устройства является повышенное усилие сцепления сухарей с колонной или стволом скважины. Выигрьоя в усилении сцепления достигается .двояко: во-первых, за осуществления заклинивания на двух разнесенных по высоте уровнях, при этом возникает постоянно приложенная к стенКс1М скважины пара сил; во-вторых, благодаря полуцициндрической (а не секторной фppмe образующей рабочей поверхностей сухарей, диаметр которой оказыва.етсявозможньам в зтом случае выполнить равным диаметру скважины. При этом более равномерно воспринимается стенками скважины как-усилие, от верхней части инструмента, так и ударная н.агрузйа от гидравлического удара, возникающего в момент открытия приемного клапана испытания пластов. Тем самым обеспечивается сохранность стенок скважины.

Преимуществом устройства является также повышенная надежность действия .устройства .Оно компактно и обладает простотой в управлений.

Экономический эффект от предложения воз-никает за счет исключения необходимости устанавливать при работах в скважине цементные мосты или использовать в качестве опоры бурильные трубц. При Использовании устррйства вместо опор хвост,овиков обеспе чивается безаварийность работ, так как исключен прихват хвостовика. При работах в открытом стволе и наличии осадка на забое или каверн использовать хвостовик вообще невозможно. В таких случаях предлагаемое устройство оказывается единственно возможным для обеспечения последукяцих .испытаний. При этом устройством можно производить поиск по стволу площадок, необходимых для установки пакера, могут иметь высоту всего 2-3 мЧ благодаря уменьшенным длине и диаметру устройство обладает повышенной проходимостью по стволу Ь

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСТАНОВКИ И ФИКСАЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ В БУРОВОЙ СКВАЖИНЕ, включакяцее шток с направляющими, на которых последовательно по высоте установлены сухари с внут ренними посадочными поверхностями под поверхности штока и подвижный цилинд;ф-толкатель, размещенный на штоке Ъ возможностью взаимодействия с сухарями, о-т л и ч a ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности за счет усиления сцепления сухарей со стенками скважины, шток в своей рабочей части выполнен в виде направленных под углом к продольной Оси устройства двух колен, ймекших прямоугольное поперечное сечение, a поверхности взаимодействия каждого сухаря со стенкой имеют полуцилинд.рическую форму.