Якорь Советский патент 1980 года по МПК E21B23/06 E21B33/12 

1

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности, а именно к якорям, предназначено для закрепления различных устройств, например, пакеров, в скважинах с пере- дачей возникающих при этом усилий на стенку скважины.

Известен якорь, содержащий шток, конус, плашки с замком и фонарь fljj . Якорь не обеспечивает надежной работы О и его возврат в транспортное положение затруднен,

Известен также якорь, содержащий шток, конус, плашки с тягой, замок плашек, фрикционный фонарь с ключом t5 и замок фрикционного фонаря 2,

Недостатком якоря является низкая нгщежность возврата плашек в транспортное положение, поскольку возврат осуществляется под действием сил тяжес- 20 ти, что затрудняет работу с якорем, особенно в наклонных скважинах.

Заклинивающие плашки при движении в пазах расклинивающего конуса могут перемещаться независиомо друг от дру- га. При этом некоторые из них под действием трения о стенку скважины опережают в движении другие, что приводит к неконцентричному заклиниванию якоря в скважине.30

(54) ЯКОРЬ

Это вызывает неравномерное нагружение заклинивающих плашек и расклинивающего конуса, появление нежелательных моментов сил, действующих в плоскости, перпендикулярной оси скважины.

Замки заклинивающих плашек не защищены от контакта со средой, заполняющей скважину. Поэтому возможны случаи засорения механизмов замков шламом (особенно в открытых скважинах) и вызванные этим отказы в работе.

Целью предлагаемого изобретения является повышение надежности работы якоря в глубоких и наклонных скважинах.

Поставленная цель достигается тем, что якорь снабжен жестко связанным с фрикционньм фонарем толкателем, взаимодействующим с тягой, причем толкатель выполнен в виде втулки, телескопически связанной с тягой, и образующей со штоком кольцевую полость, в которой размещен замок плашек.

На фиг. 1 показан якорь с закрытым положением замка заклинивающих плашек; на фиг. 2 изображен якорь в рабочем положении; на фиг. 3 дана развертка наружной поверхности замка фрикционного фонаря.

Якорь содержит расклинизающий конус 1, вдоль наклонных пазов которог могут перемещаться заклинивающие плашки 2, С расклинивающим конусом 1 жастко соединен шток 3. В нижней части штока 3 подвижно размещен фрикционный фонарь 4, башмаки 5 которого прижаты пружинами б к стенке скважин (здесь и на других фигурах стенки, скважины не показаны). С фрикционным

фонарем 4 жестко связан замок 7, имеющий два фигурных паза А. Пазы А замка 7 снабжены ловушками Б. В пазах А и ловушках Б могут перемещаться пальцы 8, жестко связанные со штоком 3. Вдоль штока 3 может перемещаться тяга 9, которая соединена с заклинивающими плашками 2 с помощью Т-образных подвижных соединений В, Тяга 9 телескопически сочленена с толкателем 10, жестко связанным .с фрикционным фонарем 4. Телескопическое соединение обеспечивает поворот и определенное осевое перемещение толкателя 10 и фрикционного фонаря 4 относительно тяги 9. С тягой 9 жестко связан замок 11 заклинивающих плашек, выполненный в виде многолепестковой цанговой пружины, имеющей на концах деформируемых лепестков захваты 12. Захваты 12 могут входить в зацепление со штоком 3 благодаря проточке Г, выполненной на наружной поверхности штока 3 .

Фрикционный фонарь 4 имеет ключ 13, который при перемещении фрикционного фонаря 4 в сторону расклинивающего конуса 1 может открывать замок заклинивающих плашек 11, выводя захваты 12 из зацепления со штоком 3.

Такая конструкция якоря позволяет разместить замок заклинивающих плашек 11 в пространстве, ограниченном штоком 3, фрикционным фонарем 4, толкателя 10 и тягой 9 и таким образом защитить его от прямого воздействия среды, заполняющей скважину.

Работает якорь следующим образом. В транспортном положении заклинивающие плашки 2 удерживаются в нижнем (утопленном) положении с помощью замка заклинивающих плашек 11, захваты 12 которого зацеплены за уступ штока 3, образованный проточкой Г. Фрикционный фонарь 4 также находится в зацеплении со штоком 3, так как пальцы 8 находятся на дне ловушек В замка 7 Таким образом, при спуске якоря в скважину случайные воздействия со стороны стенки скважины на заклинивающие плаиики 2 и силы трения, действующие на фрикционный фонарь 4, не могут перевести якорь в рабочее положение.

При достижении заданной глубины погружения якоря, приподнимают шток 3 вверх на 0,5-1,0 м, при этом фрикционный фонарь 4 под действием трени

о стенку скважины перемещается относительно штока 3 вниз, так что пальцы 8 выходят из ловушек Б и занимают положение напротив выхода в пазы А. После достижения такого положения шток 3 опускают вниз, одновременно вращая его по часовой стрелке. Фрикционный фонарь 4, удерживаемый трением о стенку скважины, стремится сохранить свое положение, а пальцы 8, скользя по пазам А, выходят из зацепления с замком 7 и освобождают фрикционный фонарь 4. При дальнейшем движении штока 3 вниз фрикционный фонарь перемещается по штоку вверх, а ключ 13 подходит к захватам 12 замка заклинивающих плашек 11, отцепляет их от штока 3 и далее после того, как будет выбран весь ход перемещения толкателя 10 относительно тяги 9, фрикционный фонарь 4, толкатель 10, тяга 9, замок заклинивающих плашек 11 и заклинивающие плешки 2 будут двигаться совместно в сторону расклинивающего конуса 1. При этом заклинивающие плашки 2, скользя в наклонных пазах расклинивающего конуса 1, перемещаются к стенке скважины. По достижении контакта заклинивающих плашек 2 со стенкой скважины заканчивается перевод якоря в рабочее положение.

Съем якоря из рабочего положения осуществляется перемещением штока 3 вверх, при этом фрикционный фонарь 4 вследствие трения о стенку скважины перемещается относительно штока 3 вниз, перемещает толкатель 10, а после выбора свободного хода, тягу 9 и связанные с ней заклинивающие плашки 2 вниз до упора тяги 9 в выступ на штоке 3якоря. В этом положении захваты 12 замка 11 заклинивающих плашек 2 попадают в проточку Г и зацепляются со штоком 3, а пальцы 8 оказываются расположенными над ловушками Б, Тепер при опускании штока 3 вниз фрикционный фонарь 4 перемещается вверх относительно штока 3 на величину хода пальцев В в ловушках Б замка 7 и якор переходит в первоначальное транспортное положение. При этом вследствие того, что свободное перемещение толкателя 10 относительно тяги 9 и замка 11 заклинивающих плаииек 2 больше хода пальцев 8 в ловушках Б замка 7, между ключом 13 и захватами 12 остается гарантированный зазор.

Применение предлагаемого изобретения позволяет повысить надежность возврата заклинивающих плашек якоря в транспортное положение, исключить случаи неконцентричного заклинивания якоря в скважине и повысить надежност работы замка заклинивающих плашек. Формула изобретения

1. Якорь, содержащий шток, конус, плашки с тягой, замок плашек, фрикционный фонарь с ключом и замок фрикционного фонаря, отличающий с я тем, что, с целью повыаения надежности работы якоря в глубоких и наклонных скважинах, якорь снабжен жестко связанным с фрикционным фонарем толкателем, взаимодействующим с тягой.

2. Якорь поп. 1, отличающийся тем, что толкатель выполнен в виде втулки, телескопически связанной с тягой и образующей со штоксм кольцевую полость, в которой размещен замок плешек.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 3,331440, кл. 166-120, опублик. 08.07.67.

2.Машины и нефтяное оборудовани РНТС 10. 1975, с. 7-10.