Устройство для установки посадочной муфты в обсадной колонне Советский патент 1992 года по МПК E21B33/12 E21B23/06 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для подвески скважинного оборудования или труб в обсадной колонне в процессе бурения, эксплуатации и капитального ремонта скважины.

Известны якоря механического или гидравлического типа с выдвижными клиньями, которые применяются для подвески пакеров и подобных устройств в скважине.

Известно включение в состав спускаемых обсадных колонн специальных посадочных муфт, на которых в дальнейшем может быть подвешено скважинное оборудование.

Наиболее близким к изобретению является устройство для установки опорных муфт в обсадной колонне, содержащее цилиндрический корпус с трубным каналом, имеющий в нижней части срезное седло под сбросовый запорный орган и связанный срезными элементами с опорной муфтой. На корпусе концентрично установлен полый поршень, который соединен с сегментойбразными клиньями с насечкой. Опорная муфта и клинья имеют взаимообратные конусные поверхности, способствующие установке опорной муфты в обсадной колонне.

Однако при посадке сегментообразных клиньев (при их осевом перемещении) поперечная насечка строгает стенки обсадной колонны, значительно снижая тем самым прочность колонны; при осевом перемещении сегментообразных клиньев металл со стенок обсадной колонны забивается между поперечной насечкой, препятствуя на-г дежному сцеплению клиньев с обсадной колонной.

Целью изобретения является повышение надежности установки посадочной муфты в обсадной колонне при сохранении прочности последней.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для установки посадочной муфты в обсадной колонне, содержащее связанную с транспортной колонной труб срезным элементом посадочную муфту с коническим участком на наружной поверхности, на которой концентрично размещен корпус, связанный с посадочной муфтой посредством срезного элемента с усилием среза, меньшим усилия среза срезного элемента, установленного между посадочной муфтой и транспортной колонной труб, при этом в корпусе выполнены два ряда окон, в которых равномерно по окружности установлены основные и дополнительные клинья с внутренней наклонной поверхностью, причем последняя у основных клиньев выполнена ответной коническому участку посадочной муфты, а дополнительные клинья снабжены расположенными в верхней части корпуса поворотными пружинными собачками для взаимодействия в рабочем положении с соединительной муфтой соседних обсадных труб и узлом установки, выполненным в виде расположенных между корпусом и посадочной муфтой толкателя с конической наружной поверхностью, подпружиненного в осевом направлении относительно корпуса стакана и установленного в корпусе, фиксатора конечного положения толкателя, стакан установлен с возможностью взаимодействия в рабочем положении с толкателем, при этом внутренняя поверхность дополнительных клиньев выполнена ответной конической поверхности толкателя, а на наружной поверхности посадочной муфты имеется кольцевой выступ для передачи рабочего усилия на стакан.

На фиг. 1 изображено устройство в транспортном положении, общий вид; на фиг. 2 - то же, с выдвинутыми дополнительными клиньями; на фиг. 3 - то же, в рабочем положении; на фиг. 4 -сечение А-А на фиг.1; на фиг.5 - сечение Б-Б на фиг.З.

Устройство состоит из полой цилиндрической посадочной муфты 1 с наружным кольцевым выступом 2 в верхней части, Нижняя часть наружной поверхности посадочной муфты 1 выполнена конической, Посадочная муфта 1 с помощью срезного элемента 3 связана с транспортной колонной труб 4. На посадочной муфте 1 концентрично установлен корпус 5 с двумя рядами окон. Корпус 5 связан с посадочной муфтой 1 срезным элементом 6. Усилие среза элемента 6 меньше, чем усилие среза элемента 3. В окнах корпуса 5 равномерно по его окружности установлены основные 7 и дополнительные 8 клинья с внутренней наклонной поверхностью,

Основные клинья 7 имеют внутреннюю наклонную поверхность, ответную коническому участку посадочной муфты 1. Дополнительные клинья 8 имеют узел их установки, который выполнен в виде толкателя 9 и стакана 10. Толкатель 9 установлен между корпусом 5 и посадочной муфтой 1 и имеет в верхней части коническую наружную поверхность. Стакан 10 подпружинен в осевом направлении относительно корпуса 5 и установлен с возможностью взаимодействия в рабочем положении с толкателем 9. На наружной поверхности посадочной муфты 1 выше конического участка выполнен кольцевой выступ для передачи рабочего усилия на стакан 10. Внутренняя поверхность дополнительных клиньев 8 выполнена

ответной конической поверхности толкателя 9. Наружная поверхность основных клиньев 7 имеет насечку. В верхней части корпуса 5 установлены поворотные пружинные собачки 11. Они могут взаимодействовать с соединительной муфтой 12 соседних обсадных труб 13 и 14. В корпусе 5 установлен фиксатор 15 конечного (верхнего) положения толкателя 9.

Устройство работает следующим образом.

В транспортном положении устройство на колонне труб 4 спускается в заданный интервал ствола скважины, перекрытый обсадными трубами 13 и 14, связанными между собой соединительной муфтой 12. При этом поворотные собачки 11 не препятствуют спуску устройства в скважину. На тре.буемой глубине спуск колонны труб 4 прекращают, затем ее начинают медленно приподнимать. При этом собачки 11 входят во взаимодействие с нижним торцом обсадной трубы 13, что контролируют на поверхности по увеличению нагрузки на крюке. После натяжения колонны труб 4 разрушается срезной элемент 6. Посадочная муфта 1 своим наружным выступом увлекает вверх подпружиненный стакан 10. Перемещаясь в осевом направлении вверх, стакан 10 упирается своим верхн м торцом в толкатель 9. Последний также начинает перемещаться вверх, при этом его коническая наружная поверхность взаимодействует с внутренней конической поверхностью дополнительных клиньев 8, перемещая их в радиальном направлении. Дополнительные клинья 8 выдвигаются из окон корпуса 5 в зазор между торцами соседних обсадных труб 13 и 14. После полного выдвижения дополнительных клиньев 8 толкатель 9 стопорится в своем верхнем положении с помощью фиксатора 15.

Затем колонну труб 4 постепенно разгружают на выдвинутые дополнительные клинья 8. Они упираются в верхний торец обсаднойтрубы 14. Нагрузка от веса колонны труЬ 4 передается через наружный кольцевой выступ 2 посадочной Муфте 1, которая перемещается в осевом направлении относительно корпуса 5. При этом она своей наружной конической поверхностью взаимодействует с внутренней конической поверхностью основных клиньев 7, выдвигая их в радиальном направлении из окрн корпуса 5. Клинья 7 за счет насечки на своей наружной поверхности прочно сцепляют с обсадной трубой 14, фиксируя в ней посадочную муфту.

Надежность установки посадочной муфты 1 в обсадной трубе 14 проверяют

путем разгрузки на нее веса всей колонны труб 4.

Для отсоединения посадочной муфты 1 от колонны труб 4 последнюю поворачивают. При этом срезной элемент 3 разрушается, к колонна труб 4 теряет жесткую связь с посадочной муфтой 1. Затем колонна труб 4 извлекается из скважины.

Установка посадочной муфты в обсадной колонне в необходимом месте позволяетподвешиватьхвостовики, дополнительные колонны труб (без закрепления их на устье), различное скважинное оборудование, необходимое в процессе

строительства, эксплуатации, а также ремонта скважины.

Ф о р м у л а и 3 о б р ет е н и я Устройство для установки посадочной муфты в обсадной колонне, включающее

связанную с транспортной колонной труб срезным элементом посадочную муфту с коническим участком на наружной поверхности и корпус с расположенными равномерно на его окружности клиньями с

внутренней наклонной поверхностью, ответной коническому участку посадочной муфты, отличающееся тем, что, с цельн повышения надежности установки посадочной муфты в обсадной колонне при сохранеНИИ прочности последней, оно снабжено дополнительными клиньями с узлом их установки и расположенными в верхней части корпуса поворотными пружинными собачками для взаимодействия в рабочем положении с соединительной муфтой соседних обсадных труб, при этом корпус коьцентрично установлен на посадочной муфте и связан с ней срезным элементом с усилием среза, меньшим усилия среза срезного элемента, установленного между посадочной муфтой и транспортной колонной труб, в корпусе выполнены два ряда окон, а основные и дополнительные клинья размещены в последних, причем узел установки дополнительных клиньев выполнен в виде расположенных между корпусом и посадочной муфтой толкателя с конической наружной поверхностью, подпружиненного в осевом направлении относительно корпуса стакана, установленного с возможностью взаимодействия в рабочем положении с толкателем и установленного в корпусе фиксатора конечного положения толкателя, причем на наружной поверхности посадочной муфты под стаканом выполнен кольцевой выступ для передачи рабочего усилия на стакан, а внутренняя поверхность каждого дополнительного кулачка выполнена ответной конической поверхности толкателя.

.2

Фиг.5

и

Фиг. 6-6

Изобретение относится к буровой технике, а им'енно к устройствами для установки посадочной муфты в обсадной колонне. Цель изобретения- повышение надежности и установки посадочной муфты в обсадной колонне при сохранении прочности последней. Устройство содержит корпус 1, в полости которого посредством срезных элементов 3 закреплена посадочная муфта 1 с нижним и верхним кольцевыми наружными выступами, соединенная с переводником 4 транспортной колонны срезным элементом 6, имеющим большую прочность, чем срезной элемент З.^В радиальных пазах корпуса на осях установлены подпружиненные фиксаторы, а в радиальных каналах -соответстве*жо кулачки с конусной внутренней поверхностыЬ для взаимодействия с толкателем 9 и кулачки с конусной внутренней поверхностью для взаимодействия с ко- нусной наружной поверхностью посадочной муфты 1. Между корпусом 5 и посадочной муфтой 1 концентрично размещены стакан 10. пружина 11 и толкатель 9, Последний в своем крайнем положении относительно корпуса 5 фиксируется с помощью подпружиненного стопора. 5 ил.7 «;«