Инструмент для установки оборудования в скважине Советский патент 1993 года по МПК E21B34/06 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при эксплуатации газлифт- ных скважин для спуска и установки или извлечения газлифтных клапанов и пробок, устанавливаемых в боковых карманах сква- жинных камер.

Целью изобретения является повышение надежности работы инструмента.

Поставленная цель достигается совокупностью следующих признаков: инструмент для установки оборудования в скважине включает корпус с присоединительными резьбами по концам, подпружиненную относительно корпуса и установленную на нем подвижную втулку, а

также два ориентирующих элемента, каждый из которых выполнен в виде пары шарнирно соединенных между собой рычагов, свободный конец первого из которых шарнирно соединен с корпусом, а свободный конец второго - с подвижной втулкой. Отличия предложенного инструмента от прототипа заключается в наличии узла фиксации положения ориентирующих элементов и подпружиненного относительно корпуса в осевом и радиальном направлениях толкателя, выполненного в виде одноплечего рычага с плоским верхним опорным торцом и установленного над подвижной втулкой. Узел фиксации положения ориентирующих элементов выполнен в виде размещенных в

00

ю

00

ю

корпусе и подпружиненных относительно него шариковых фиксаторов. Подвижная втулка выполнена в виде стакана с кольцевой проточкой на внутренней поверхности для размещения в ней шариковых фиксато- ров, а на корпусе концентрично размещена подпружиненная относительно него в осевом направлении гильза с радиальными пазами. Гильза установлена с возможностью взаимодействия радиальными пазами с тол кателем и поворота его к оси корпуса в крайнем верхнем своем положении.

Кольцевая проточка подвижной втулки выполнена шириной больше диаметра шарикового фиксатора, а последние размеще- ны в корпусе по кольцу, со смещением по высоте друг относительно друга, причем расстояние от верхнего из них до нижнего не больше ширины кольцевой проточки.

С целью повышения долговечности кон- струкции, инструмент снабжен серьгами с износостойкой внешней поверхностью и пластинчатыми пружинами, установленными в месте шарнирного соединения рычагов.

На фиг. 1 изображен общий вид инструмента в транспортном положении; на фиг. 2 - развертка поверхности А, раскрывающая условия размещения шариков замка; на фиг. 3 - общий вид устройства в раскрытом положении при его ориентации в скважин- ной камере; на фиг. 4 - взаимодействие элементов конструкции и шарика при их перемещении.

Инструмент для установки оборудова- ния в скважине состоит из корпуса 1 с присоединительными резьбами по концам и с направляющими полозами 2, подпружиненной относительно корпуса 1 и установленной на нем подвижной втулки 3 и двух ориентирующих элементов, каждый из которых выполнен в виде пары шарнирно соединенных между собой рычагов 4, свободный конец первого из которых шарнирно соединен с корпусом 1, а свободный конец второ- го - с подвижной втулкой 3. Рычаги 4 соединены между собой шарнирно с помощью серы 5 и удерживаются в положении равновесия пластинчатыми пружинами 6, что не дает рычагам 4 недопустимо изло- маться и привести к возможной поломке и заклиниванию инструмента. Подвижная втулка 3 поджата пружиной 7 с упором 8, обеспечивающим ограничение хода втулки

в осевом направлении.

Серьги 5 выполнены с наплавленными участками 9 из износостойкого материала, обеспечивающего уменьшенный износ при контакте со стенками труб. В связи с тем, что наплавка выполнена из двух сторон тела

5

0 5

0

5 0 5 0

5

серьги 5,имеется возможность их повторного использования путем разворота на 180°.

Втулка 3 выполнена в виде стакана с кольцевой внутренней проточкой 10, в которую входят шариковые фиксаторы 11. Последние размещены в корпусе, подпружинены относительно него в радиальном направлении пружинами 12 и образуют узел фиксации положения ориентирующих элементов. В верхней части корпуса 1 подвижно установлена гильза 13, поджатая пружиной 14. Кроме того, в теле корпуса 1 над подвижной втулкой 3 на оси 15 установлен толкатель 16, выполненный в виде одноплечего рычага с плоским верхним опорным торцом, и имеющий соответственно пружины осевого и радиального поджатая 17,18. Гильза 13 с выполненными в ней радиальными пазами установлена с возможностью взаимодействия последними с толкателем 16 и поворота его к оси корпуса в крайнем верхнем своем положении.

Ширина I кольцевой проточки 10 в теле втулки 3 выбрана больше диаметра шарикового фиксатора, а последние размещены в корпусе по кольцу со смешением по высоте друг относительно друга. Расстояние от верхнего из них до нижнего не больше ширины кольцевой проточки.

Количество шариковых фиксаторов выбирается исходя из конструктивных соображений с учетом необходимого усилия удержания втулки 3 в фиксированном положении и величины хода дожатия втулки при переходе из раскрытого в закрытое положение. Шариковые фиксаторы по окружности размещены равномерно и, с целью равномерного распределения усилий выполнены, например, двумя группами, смещенными по

окружности на величину -и- . Шаг t также

выбирается из условий равномерного размещения шариковых фиксаторов по окружности.

Такое конструктивное выполнение размещения шариковых фиксаторов обеспечивает фиксацию втулки 3 в транспортном положении при спуске инструмента в зону скважинной камеры 19 и обеспечивает до- жатие рычагов4 при их укладке всложенное положение после прохождения ориентирующей втулки 20 при подъеме инструмента.

Втулка 3 соединена с ползуном 21 посредством винтов 22 в единое целое.

Для работы с инструментом производится необходимая компоновка узлов, которая на тросе опускается в скважинную камеру 19, при этом инструмент должен быть в сложенном виде. При прохождении

инструментом в низ ориентирующей втулки 20 скважинной камеры 19, (фиг, 3)толкатель 16 своей поверхностью В упирается в поверхность Г ориентирующей втулки 20, только отжимается в радиальном направле- нии, сжимая пружину 18 и не воздействует на сложенные рычаги 4.

Далее производится незначительный подъем инструмента для его включения. При этом толкатель 16, скользя по направ- ляющей поверхности Б (фиг. 3) ориентирующей втулки 20, поворачивает инструмент в требуемое положение и упирается в торец С втулки 20. При увеличении усилия натяжения троса элементы конструкции инстру- мента работают следующим образом.

Усилие от натяжения троса передается на толкатель 16, который сдвигаясь и сжимая пружину 17, передает усилие гильзе 13 и сжимает пружину 14. При дальнейшем движении гильза 13 контактирует с торцом втулки 3 и перемещает ее вниз, преодолевая усилие стопорения от поджатых шариковых фиксаторов 11. После освобождения узла фиксации положения ориентирующих элементов, под воздействием пружины 7 происходит перемещение втулки 3 и разведение пар рычагов 4 до контакта со стенками скважинной камеры 19, Происходит ориентация инструмента и отклонение его в необходимое положение. Далее производится дополнительное опускание инструмента и завершается технологический цикл установки клапана.

При подъеме освобожденного инстру- мента он перемещается в зону ориентирующей втулки 20, где толкатель 16 своей поверхностью Д упирается в поверхность С ориентирующей втулки 20, итак как у толкателя 16 имеется возможность перемещать- ся в осевом направлении вниз и радиальном направлении, то он первоначально движется вниз, сжимая пружину 17. Одновременно своей наклонной поверхностью В, упираясь в наклонную поверхность гильзы 13, с уве- личением усилия на тросе, утапливается в радиальном направлении и проскакивает ориентирующую втулку 20. При этом гильза 13 под воздействием пружины 14 поднимается в крайнее верхнее положение. При дальнейшем движении вверх под воздействием сужения скважинной камеры и ориентирующей втулки 20 происходит принудительное сложение рычагов 4 в транспортное положение и стопорение их узлом фиксации ориентирующих элементов. Ввиду того, что конструктивно узел фиксации выполнен с несколькими рядами

шариковых фиксаторов 11, то происходит дожатие втулки 3 в крайнее положение. На фиг. 4 дополнительно показано взаимодействие элементоз конструкции и шариковых фиксаторов при их перемещении. Как следует из заданной логики работы элементов конструкции, шарик а для перемещения з положение г должен пройти некоторое осевое расстояние и переместиться в радиальном положение. Однако, свобода его перемещения ограничена поверхностью отверстия, в котором он находится. В связи с перемещением шарика, происходит перемещение втулки 3 в осевом направлении на величину i 2t(n - 1).

Дожатое положение втулки 3 обеспечивает такое положение рычагов 4, когда размер между крайними точками выступающих частей серы 5 меньше размера внутреннего диаметра насосно-компрессорных труб, в которых транспортируется инструмент. Такое положение элементов значительно уменьшает тяговое усилие и износ серьги.

Формула изобретения Инструмент для установки оборудования в скважине, включающий корпус с присоединительными резьбами по концам, подпружиненную относительно корпуса и установленную на нем подвижную втулку и два ориентированных элемента, каждый из которых выполнен в виде пары шарнирно соединенных между собой рычагов, свободный конец первого из которых шарнирно соединен с корпусом, а свободный конец второго - с подвижной втулкой, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности его работы, оно снабжено узлом фиксации положения ориентирующих элементов, выполненным в виде размещенных в корпусе и подпружиненным относительно него в радиальном направлении шариковых фиксаторов и подпружиненного относительно корпуса в осевом и радиальном направленияхтолкателя, выполненного в виде одноплечего рычага с плоским верхним опорным торцом и установленного над подвижной втулкой, при этом последняя выполнена в виде стакана с кольцевой проточкой на внутренней поверхности для размещения в ней шариковых фиксаторов. а на корпусе концентрично размещена подпружиненная относительно него в осевом направлении гильза с выполненными в ней радиальными пазами, установленная с возможностью взаимодействия последними с толкателями и поворота его к оси корпуса в крайнем верхнем своем положении.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для извлечения и установки оборудования при эксплуатации скважин. Инструмент включает корпус 1 с присоединительными резьбами по концам. На корпусе установлена подпружиненная относительно него подвижная втулка 3 и два ориентирующих элемента 4, выполненных в виде пары шарнирно соединенных между собой рычагов, свободный конец первого из которых соединен с корпусом, а второй - с подвижной втулкой. В корпусе размещен узел фиксации ориентирующих элементов, выполненный в виде подпружиненных пружиной 12 шариковых фиксаторов. Инструмент снабжен толкателем, выполненным в виде подпружиненного в осевом и радиальном направлениях рычага 16с плоским верхним опорным торцом, установленного над подвижной втулкой. На корпусе эксцентрично размещена подпружиненная относительно него гильза 13с выполненными в ней радиальными пазами. Гильза установлена с возможностью взаимодействия с толкателем и поворота его к оси корпуса в крайнем верхнем своем положении. 4 ил.

H6828t

IS

I

Увеличено