Якорь Советский патент 1992 года по МПК E21B23/06 

Изобретение относится к технике для испытания и опробования скважин испыта- -телями пластов на трубах, а именно к якорям, предназначенным для закрепления различных устройств, например пакеров, в открытом стволе скважин или обсаженных колонной.

Известен механический якорь, включающий ствол, связанный с ним корпус с коническим участком на наружной поверхности, якорный узел в виде расположенных на коническом участке корпуса с возможностью осевого перемещения плашек, фонаря и толкателя.

Недостатком данного устройства является ненадежность и сложность включения якоря в работу на больших глубинах, связанного с поворотом инструмента с одновременным перемещением вниз. Во время поворота колонны труб фиксатор испытывает значительные изгибающие нагрузки, что может привести к его слому. Попадание твердых частиц в фасонный паз под фиксатор приводит к заклиниванию штока и отказу якоря в скважине.

Известен также механический пакер с промы.вочным устройством, включающий ствол с радиальными отверстиями, телескопически связанный со стволом корпус с коническим участком на, наружной поверхности, якорный узел в виде расположенных на коническом участке корпуса с возможностью осевого перемещения плашек, фонаря и толкателя в виде втулки с

2

СП

оэ

о

Ю

внутренними пазами и шарами, размещенными в них и радиальных отверстиях ствола.

Недостатком устройства является ненадежность управления якорем.

Цель изобретения - повышение надежности управления якорем.

Поставленная цель достигается тем, что в якоре, включающем ствол с рядом радиальных отверстий, телескопически связанный со стволом корпус с коническим участком на наружной поверхности, якорный узел в виде расположенных на коническом участке корпуса с возможностью с внутренними пазами и шарами, размещенными в них и радиальных отверстиях ствола, и телескопически установленный в стволе патрубок, зафиксированный в исходном положении срезными элементами, согласно изобретению корпус имеет фиксирующие элементы в виде шаров, причем для размещения последних в корпусе выполнена Кольцевая проточка, а в стволе ряд дополнительных окон, ствол и патрубок связаны с возможностью ограниченного осевого перемещения, а на наружной поверхности патрубка выполнены кольцевые проточки под шары на расстоянии от основных и дополнительных окон ствола, равном свободному ходу ствола относительно патрубка. Один из концов последнего расположен под стволом и имеет два ограничителя на наружной поверхности, свободный конец фонаря якорного узла подвижно установлен между ограничителями патрубка, а на внутренней поверхности толкателя под его кольцевым пазом в плоскостях размещения шаров выполнены продольные пазы длиной не менее рабочего хода плашек.

Таким образом, предлагаемый якорь соответствует критерию новизна. Сравнение данного4 /решения не только с прототипом, но„и с другими техническими решениями в данной области позволило выявить в нем признаки, отличающие описываемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии данного технического решения критерию существенные отличия.

На фиг. 1 изображен якорь в исходном положении; на фиг. 2 - он же в поперечном сечении по А-А на фиг. 1; на фиг, 3 - он же в рабочем положении.

Якорь содержит корпус 1 с якорным узлом в виде расположенных на коническом участке корпуса 1 плашек 2, соединенных тягами 3, втулкой-толкателем 4 с фонарем 5. Корпус 1 имеет шлицы 6, взаимодействующие со шлицами патрубка 7, установленно- ,го телескопического в стволе 8. На нижнем конце патрубка 7 расположен переводник 9.

В радиальных отверстиях ствола 8 расположены фиксирующие элементы - шары 10. для размещения которых в корпусе 1 выполнена кольцевая проточка 12, а во втулке-толкателе 4 - продольный паз 13. На наружной поверхности патрубка 7 выполнены кольцевые проточки 11 под шары 10 на расстоянии от осевых и дополнительных окон ствола 8, равном свободному ходу последнего отно0 сительно патрубка 7. На нижнем конце патрубок 7 имеет ограничитель 14, под которым установлен свободный конец фонаря 5 якорного узла. Длина продольного паза толкателя 4 - не менее длины рабочего хода плашек

5 2, Патрубок 7 зафиксирован в исходном положении срезным элементом (шпилькой) 15. Патрубок 7 установлен с возможностью ограниченного осевого перемещения относительно ствола 8.

0 Якорь работает следующим образом.

В транспортном положении фонарь 5 находится в сжатом состоянии. Нижний конец его удерживается ограничителем 14. верхний закреплен на втулке-толкателе 4.

5 Последний, в свою очередь, зафиксирован нижним шаром 10. находящимся в его кольцевой проточке и в радиальном отверстии ствола 8. Корпус 1 зафиксирован верхним шаром 10, находящимся в его проточке и в

0 радиальном отверстии ствол.а 8. Патрубок 7 находится в крайнем нижнем положении относительно ствола и зафиксирован на корпусе 1 срезным элементом 15.

Устройство с помощью резьбы на корпу5 се 1 соединяют с пакером механического действия, на нижний переводник 9 наворачивают башмак и свободно спускают в скважину. При достижении башмаком забоя производят разгрузку бурильных труб на

0 величину 5-6 т и срез штифта 15, что обеспечивает телескопическое перемещение корпуса 1 совместно со стволом 8 и шарами по корпусному патрубку 7. При достижении кольцевых проточек 11 на корпусном пат5 рубке 7 шары 10 утопают в проточках 11, обеспечивая втулке 4 с плашками 2 перемещение с помощью продольных пазов 13 вверх и вниз, исключая при этом его поворот. Фонарь 5, перемещаясь вниз вместе с

0 втулкой-толкателем 4, опускается ниже ограничителя 14, что обеспечивает свободное состояние пружинного фонаря 5.

При незначительном подъеме устройства верхний фиксирующий элемент (шар) 10

5 .попадает в проточку 12 корпуса 1, тем самым фиксируя положение корпусного патрубка 7 и ствола 8 относительно корпуса 1. Затем устройство приподнимают до места установки пакера, плашки 2 не препятству- ют подъему инструмента, поскольку свободно скользят по стенкам скважины. При спуске инструмента вниз после достижения места установки пакера фонарь 5 опирается в стенки СКЁЭЖИНЫ и создает предварительный упор устройства, в результате чего корпус 1 совместно с корпусным патрубком 7 под тяжестью колонны бурильных труб движется вниз, однако фонарь 5 удерживается трением о стенки скважины и стремится сохранить свое положение. За счет этого происходят перемещение плашек 2 вверх по наклонным поверхностям корпуса 1 и заклинивание якоря в скважине.

После окончания работы якорь переводят из рабочего положения в транспортное перемещением колонны труб с корпусом 1 вверх за счет трения плашек 2 о стенки скважины, возвращают их в исходное положение.

Изобретение обеспечивает надежность включения якоря в работу, установку (фик- сацию) испытательного и бурового-инстру- ямента в требуемом интервале, осуществляя перестановку пакера для испытания пластов снизу вверх на больших глубинах.

Таким образом, использование изобретения позволяет повысить надежность управления якорем.

Формула изобретения

Якорь,включающий ствол с рядом радиальных отверстий, телескопически связанный со стволом корпус с коническим

участком на наружной поверхности, якорный узел в виде-расположенных на коническом участке корпуса с возможностью осевого перемещения плашек, фонаря и 5 толкателя в виде втулки с внутренними пазами и шарами, размещенными в них и ра- диальных отверстиях ствола, и телескопически установленный в стволе патрубок, зафиксированный в исходном по0 ложении срезными элементами, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности управления якорем, корпус имеет фиксирующие элементы в виде шаров, причем для размещения последних в

5 корпусе выполнена кольцевая проточка, а в стволе ряд дополнительных окон, ствол и патрубок связаны с возможностью ограниченного осевого перемещения, а на наружной поверхности патрубка выполнены

0 кольцевые проточки под шары на расстоянии от основных и дополнительных окон ствола, равном свободному ходу ствола относительно патрубка, один из концов последнего расположен под стволом и имеет

5 два ограничителя на наружной поверхности, свободный конец фонаря якорного узла подвижно установлен между ограничителями патрубка, а на внутренней поверхности толкателя под его кольцевым пазом в пло0 скостях размещения шаров выполнены продольные пазы длиной не менее длины рабочего хода плашек.

V-V

и

Использование: установка и закрепление различных устройств в скважине. Сущность изобретения: якорь содержит корпус с конусом, ствол и якорный узел. Якорный узел имеет плашки, соединенные тягами с толкателем и фонарями. Между корпусом, толкателем и стволом размещена втулка с радиальными отверстиями для установки шаров. Ствол имеет кольцевые проточки для шаров. В транспортном положении фонарь находится в сжатом состоянии. Толкатель зафиксирован нижним шаром. Корпус зафиксирован верхним шаром. Втулка зафиксирована относительно ствола срезным элементом. Якорь с пакером спускают до упора башмака в забой скважины. Разрушают срезной элемент. Втулка с корпусом перемещаются вниз, и шары входят в проточки ствола. Устройство поднимают до места установки пакера и приспускают. Фонарь упирается в стенки скважины, а плашки фиксируют якорь в скважине. 3 ил.

6989Ш