Устройство для предотвращения выброса глубинных приборов из нефтяных скважин Советский патент 1986 года по МПК E21B47/00 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к устройствам, применяющимся при погружении различных глубинных приборов в работающие скважины для исследования их геолого-тех- нических характеристик.

Целью изобретения является повыщение надежности работы устройства.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг.З - узел I на фиг.1; на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.1.

Устройство содержит корпус 1, головку 2 и нижнюю камеру 3, в которых выполнены аксиальные отверстия. Камера 3 включает в себя ось 4 с насаженной на нее крыль- чаткой 5. Ось 4 установлена во втулках 6 и 7, впресованных в нижнюю камеру 3 и в корпус 1. В камере 3 установлена неподвижная относительно корпуса крыльчатка 8, закрепленная в пазах камеры 3. На верхнем конце оси 4 насажен специальный экс- центрик 9 с ограничительными щеками 10 (см. фиг.2). Эксцентрик 9 на оси 4 крепится гайкой 11. В теле корпуса 1 предусмотрены два окна 12 и выполнены симметричные отверстия 13, выход которых к эксцентрику имеет прямоуголное сечение. В оотверстиях 13 установлены щтоки 14, концы которых со стороны эксцентрика 9 также имеют прямоугольное сечение. Шток 14 к эксцентрику 9 поджимается пружиной 15 и подпорной гайкой 16. К противоположному концу щтока 14 шарнирно крепится ползун 17, на который надет подвижный сухарь 18.

Устройство работает следующим образом.

К нижнему концу камеры 3 с помощью переводника (не показан) подвещивается погружаемый в скважину прибор (инструмент). Верхний конец головки 2 также с помощью переводника подвешивается к проволоке. Площадь проходного сечения (для жидкости) отверстий в камерах 2 и 3 не меньще, чем между колонной насосно-компрессорных труб и погружаемым прибором.

При движении устройства в колонне насосно-компрессорных труб поток скважинной жидкости воздействует на крыльчатки 5 и 8. Профили неподвижной крыльчатки 8 аналогичны профилям крыльчатки 5, насаженной на ось 4, но противоположны по направлению вращения (см. фиг.4). Вследствие этого на устройство при движении действуют два противоположных и равных вращающих момента, результирующий которых равен нулю. Это исключает вращение устройства вместе с глубинным прибором при спуске в работающую скважину при воздействии

потока скважинной жидкости на крыльчатку 5.

При отсутствии выталкивающего усилия потока нефти ползуны 17 и сухарики 18 находятся в полости корпуса 1. При появлении выталкивающего импульса скважинной жидкости крыльчатка 5 поворачивает ось 4 во втулках 6 и 7, соответственно, поворачивается эксцентрик 9, сообщая поступательное движение щтоками 14, ползунам

17и сухарикам 18. Ползуны 17 и сухарики

18выходят из полости корпуса 1 и создают тормозящее усилие. Регулирование усилия со стороны потока на лопасти крыльчатки 5, при котором срабатывает устройство, осуществляется подпорной гайкой 16.

Усилие срабатывания устройства устанавливается таким, чтобы торможение происходило до начала движения оборудования под действием выталкивающей силы потока. Поэтому для пропуска выталкивающего импульса скважинной жидкости достаточно небольшого тормозящего усилия устройства.

При большой продолжительности действия выталкивающей силы потока эксцентрик 9 проворачивается до упора щек 10, и дальнейшее торможение происходит за счет скольжения ползунов 17 относительно сухариков 18, в которых выполнены пазы под углом 10-15° к образующей корпуса 1.

При ослаблении напора жидкости эксцентрик 9 под давлением штоков 14 с пружинами 15 возвращается в исходное положение. В корпусе 1 предусмотрены наклонные полочки, по которым как по направляющим сухарики 18 возвращаются в исходное положение.

С целью предупреждения разрушения лопастей крыльчаток 5 и 8 вследствие гидравлического удара в скважине при при пульсации жидкости лопасти крыльчаток 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.

Устройство позволяет осуществлять многократное торможение с последующим продвижением оборудования при спуско-подъем ных операциях в работающих скважинах без вмешательства извне, исключая при этом вращение устройства вместе с глубинным прибором, а также устраняет тряску и вибрации приборов при пульсациях потока жидкости в скважинах, предотвращая тем самым их разрушение и выход из строя.

12

13

(риг.З