Якорь

Якорь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I»1878898

Союз Советских

Социалистических

Ресвублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву 791922 (22) Заявлено 28.08.79 (21) 2811721/22-03 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.11.81. Бюллетень №41 (45) Дата опубликования описания 07.11.81 (51) М.Кл з E 21 В 23/00

Е 21 В 33/12 государственный комитет ио ленам изобретений и открытий (53) УДК 622.245.7 (088.8) (72) Авторы изобретения тО. А. Дудин, E. К. Поздеев, В. И. Портнов, А. H. Замараев и P. С. Латыпов

v !

И-0Т1:1;, (71) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофизики (54) ЯКОРЬ

Изобретение относится к области .нефтегазодобывающей лромышленносги, а именно к якорям, и предназначено для закрепления,разлпчных устройств, например пакеров, в скважинах с передачей возникающих при это vt усилый на стенку скважины.

Изобретение является усовершенствовазеием якоря, описанного в авт. св. № 791922 и содержащего шток, конус, плашки с тягой, замок .плашек, фрикционный фонарь с ключом и замок фрикционного фонаря, а та.кже жестко связа нный с фрикционным фонарем толкатель, вза имодействующий с тягой. Толкатель выполнен в виде втулки, телескопически сочлененной с тягой, и образует со штоком кольцевую полость. Замок плашек расположен в указанной полости iH защищен от,прямого воздействия среды, заполняющей сква?кп1ну (1).

Однако при зтереводе якоря из транспортного положения в рабочее и обратно объем кольцевой полости, в которой расположен замок плашек, периодически увеличивается и уменьшается вследствие Ifeремещения фрикционного фонаря, тяги и штока друг относительно друга, что вызывает переток среды из скважины в кольцевую полость и обратно. В результате такого периодического перетока в кольцевой полости после много1<ратной перестааювки ях01?я можст накопиться значительное количество гряз, а это может привести к нарушению работоспособности замка плашск.

Переток среды пз сивая<ины В 1<ольцев !О полость и обратно может происходить такН<е пз-за изменения плотности среды в кольцевой :<амере вследствие изменения температуры и гпдростатического давлснпя

":. с:<в",Httfíå по мере перемещения якоря по

10 сс стволу. Грязь, кроме того, может проникать э зазоры подвижHbl. < соединений шток--тяга, тяга — толкатель, фрпкционный фонарь †шт и вызывать заклинивапие эт11х деталей. Агрессивные вещества, попа15 дая в указанные зазоры и кольцевую полость,вызывают коррозию деталей.

Цель изобретения — повышение надежнос1.Н работы якоря путем полного <иоклюЧСП. НЯ ПРО; ПКНОВЕНИЯ ЗаГРЯЗНЕНИй В ЗОНУ

2о расположения замка плашек и в зазоры подвижных сосдпнсний шток — тяга, тяга— толкатель, фрпкцпопный фонарь — шток.

Цель достигается тем, что в якоре по авт. св. ¹ 791922 кольцевая полость, обра25 зованная втулкой и штоком якоря, загермеппзпрована;. заполнсна рабочсй ?к?1д <остью,:1рпчем зтулка выполнена с каналом, перекрытым непрснпцаемой подвижной перегородкой. При этом с целью уменьшения перемещения непроницаемой перегородки

878898 подвижные соединеHèÿ шток — тяга, тяга— толкатель и фрикцион ный фонарь — шток выполнены с равными площадями попереч ного сечения.

Непроницаемая подв и>кная перегородка может быть выполнена в виде мембраны из элañòè÷íîãî материала, в виде легко деформируемой гофрированной оболочки, а также в ви де пор шня с уплотнением, под,вижно уста новленного в канале, связывающем кольцевую полость с внешним пространством.

На фиг. 1 приведен якорь, в котором подвижная перегородка выполнена в виде мембраны из эластичного материала, оощий вид; на фиг. 2 — развертка наружной поверхности замка фрикц ионного фонаря; на фиг. 3 — якорь, в котором площади,поперечяы х сечений подвижных соединений шток — тяга, тяга — толкатель и фрикционный фонарь — шток равны, а,подвижная перегородка выполнена в ииде поршня, подви>кно установленного в канале, связывающем кольцевую, полость с внешним прост,ранством, частичный вид.

Якорь содержит конус 1, вдоль наклонных пазов которого могут, перемешаться за,клинивающие плашки 2. С конусом 1 жест.ко соединен шток 3, В нижней части штока

3 подвн>кно размещен фрикционный фонарь 4. бац маки 5 которого при>к имаются пружинами 6 к стенке скважины. С фрикционным фонарем 4 жестко связан замок

7, имеющий два фигурных паза А. Пазы А замка 7 снабжены ловушкам и Б. В паза:

А и ловушках Б могут перемещаться пальцы 8, жестко связанные со штоком 3.

Вдоль штока 3 перемещается тяга 9, кото:рая соединена с заклинивающим и плашками 2 с помощью Т-образ ных подви>кных соединений В. Тяга 9 телескопически сочлеяена с толкателем 10, жестко связанным с фрикционным фонарем 4. Телескопическое соединение обеспеч ивает поворот и осевое перемешеняе толкателя 10 |и фрикционного фонаря 4 относительно тяги 9. С тягой 9 жестко связан замок заклвнивающих плаmeH 11, 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, выполнен ной на наружной;поверхности штока 3.

Фрикцпонный фонарь 4 имеет .ключ 13, который .при перемещен ии фрикцион ного фонаря 4 в сторону, конуса 1 может открывать замок заклпни вающих плашек 11, выводя захваты 12 из зацепления со штоком 3. На наружной поверхности толкателя 10 распо,пожена мембрана 14, изготовленная из эластичного материала, например резины. Кон.цы мембраны 14 п рисоединены к толкателю 10. В толкателе 10 выполнено отверстие

15, предназначеняое для перетока >кидкости. Перфорированная крышка .1б предохраняет мембрану 14 от внешних воздействий.

В подвижных соединениях шток 3 — тяга

9, тяга 9 — толкатель 10, фрикцион ный фонарь 4 — шток 3 уста новлены уплотнения

17, 18, 19 соответствен но. Кольцевая полость 20, ограниченная штоком 3, тягой 9, толкателем 10 и фр икционным фонарем 4, и камера 21, образованная толкателем !О и мембраной 14, заполнены минеральным маслом. Отверстие 15 и камера 21 образуют канал, гидравлически связывающий полость 20 с внешней средой через перфорацио нные отверстия в крышке 16. Мембрана

14 выполняет роль непроницаемой подвижной,перегородки, перекрывающей упомянутый канал.

Якорь работает следующим образом.

В транспортном положени и заклинивающие плашки 2 удерживаются в утопленном

20 поло>кении с помощью замка заклиниваюших плашек 11, захваты 12,которого зацеплены за уступ штока 3, образованный

;проточкой Г. Фрикционный фонарь 4 также находится в зацеплении со штоком 3, так

25 как пальцы 8 расположены на дне ловушек h,çàìêà 7.

При достижении заданной глубины погружения якоря шток 3 приподнимают вверх яа 0,5... 1,0 м. При этом фрикционный фонарь 4 под действием трения о стен«v скважины перемешается относительно ,штока 3 вниз так, что,пальцы 8 выходят из ловушек Б я занимают положение напро.пиз выхода в пазы А. Теперь шток 3 опускл|от вниз, одновременно вращая его по часовой стрелке. Фрикц ионный фонарь 4, удерживаемый трением о стенку скважины, стремится сохранить свое, положение, а пальцы 8, скользя .вдоль лазов А, выходят

40 из зацепления с замком 7 и освобождают фрикционный фонарь 4. При дальнейшем дви>кени и штока 3 вниз фрикцион ный фо.нарь 4 перемещается по штоку 3 вверх, а ключ 13 подходит к захватам 12 замка за45 .клпнивающих плашек 11, отделяет 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 заклиннвающих плашек 11 и заклинявающие плашки 2 двигаются совместно в сторону, конуса 1.

При этом заклинивающие плашки 2, скользя в наклонных пазах конуса 1, перемещаются,к стенке скважины, соприкасаются

55 с ней и заклинивают якорь в скважине.

Съем якоря из рабочего положения осуществляется перемещением штока 3 вверх, IIIpiH этом фрикционный фонарь 4 вследствие трения о стенку скважины перемещает60 ся 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 3. В этом положения за65 хваты 12 попадают в проточку Г и зацеп878898 ляются со штоком 3, а .пальцы 8 оказываются расположен ными над входом в ловушки Б. Теперь iIIplH опускании штока 3 аниз фрикционный фонарь 4 перемещается относительно штока 3 вверх на величину хода пальцев 8 в ловушках Б замка 7,;и якорь переходит в первоначальное транспортное положение. При этом вследствие того, что свободное перемещение толкателя 10 отнооительно тяги 9 и замка заклин ивающих плашек 11 больше хода пальцев

8 в ловушках Б замка 7, между ключом 13 и захватами 12 остается гарантированный за,зор.

При переводе якоря из тра нспорпното положения в рабочее и обратно вследствие перемещения фрикцион ного фонаря 4, тяги

9 и штока 3 друг относительно друга объем,полости 20 лер иодичесии увеличивается и уменьшается. Это вызывает переток масла из полости 20 в,камеру 21,и назад через отверстие 15. Изменение объема камеры 21 осуществляется за счет деформации мембраны 14. Малая жесткость мембраны

14 обеспечивает практически полное отсутствие перепада давления между полостью

20, камерой 21 и внеси им пространством.

Равенство площадей поперечных сечений (в да ином случае диаметров),подвижных соединений шток 3 — тяга 9, тяга 9— толкатель 10, фрикционный фонарь 4— шток 3 и тот факт, что непрон|ицаемая подвижная перегородка выполнена в виде поршня 22 с уплотнением 23, подвижно установленного в цилиндре 24, является особенностью варианта выпол нен ия якоря. Цилиндр 24 является частью канала 25, гид,равлически связывающего, полость 20 с внешним, пространством. Полость 20 и канал 25,заполнены минеральным маслом.

Вследствие равенства диаметров упомянутых выше подвижных соединений при перемещении фрикционного фонаря 4, тяги 9.и штока 3 друг относительно друга объем лолости 20 не изменяется и,перемещение поршня 22 равно нулю. Однако, небольшое перемещение поршня 22 и в этом случае .необходимо, чтобы окомпенсировать изменение объема массы в полости 20 из-за изменения температуры и гидростатического давления в скважине п ри перемещении якоря вдоль ее ствола.

10 Иопользование изобретения позволяет полностью исключить проникновение грязи и агрессивных веществ в зону размещения замка плашек н в зазоры лодвижных соеди нен ий установленных на штоке дета15 лей и тем самым повысить надежность работы якоря, особенно в сильно загрязнен:ных средах. Увеличивается также срок службы якоря за счет исключения коррозии поверхностей взаимодействующих деталей.

Формула изобретения

1. Якорь по авт. св. № 791922, о тл и25 ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности работы, кольцевая полость, образованная втулкой,и штоком якоря, загерметизирована и заполнена .рабочей ж идкостью, причем втулка выполнена с каналом, 30 перекрытым непроницаемой подвижной перегородкой.

2. Якорь по и. 1, о тл ич а ющи и ся тем, что, с целью уменьшения перемещения непроницаемой лерегородии, подвиж35 ные соединения шток — тяга, тяга — толкатель,и фрикционный фонарь — шток выполнены с равными площадями поперечного сечения.

40 Источник информации, принятый во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство № 791922, кл. Е 21 В 23/00; Е 21 В 33/12, 1977, 878898

I ! !

t !

4 .

Составитель И. Кепке

Редактор E. Хейфиц Техред И.

Заказ 1464/1108 Изд. № 580

НПО «Поиск» Государственного комитета

113035, Москва, 7К-35, Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заболотнова Корректор С. Файн

Тираж 634 Подписное

СССР по делам изобретений и открытий

Ра шская иаб. ч. 4/5