устройство для предупреждения отворота и падения подземного оборудования на забой скважины

Формула изобретения

Устройство для предупреждения отворота и падения подземного оборудования на забой скважины, содержащее присоединенный снизу к подземному оборудованию ствол с конусом, размещенные на стволе корпус, центратор и заклинивающие элементы, отличающееся тем, что центратор и заклинивающие элементы выполнены как единое целое в виде радиально раздвигающихся плашек, равномерно размещенных в корпусе по его окружности, по наружной поверхности верхней части плашек выполнены различные профили насечек: поперечная, продольная, совмещенная, а нижняя часть плашек имеет гладкую поверхность, которая постоянно находится в контакте с внутренней поверхностью стенки эксплуатационной колонны, причем плашки с поперечной насечкой чередуются или с плашками с продольной насечкой, или с плашками с совмещенной насечкой, при этом на стволе выполнен паз для перемещения корпуса по стволу с помощью регулируемого элемента, расположенного в корпусе.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к якорному оборудованию для закрепления различных устройств в обсаженных колонной скважинах с передачей при этом усилий на колонну.

Устройство предназначено для преимущественного использования с глубинно-насосным оборудованием.

Известен якорь для скважин, содержащий шток с конусом, плашки, кулачковую втулку, корпус, башмак с толкателем и фрикционы [1].

Недостатком данного устройства является то, что для приведения его в рабочее состояние необходимо собирать очень длинный хвостовик для опоры на забой, что в большинстве случаев приводит к слому хвостовика, в результате чего возникает аварийная ситуация. Во время работы подземного оборудования из-за реактивного момента происходит разъединение подвески насосно-компрессорных труб (НКТ), так как на плашках насечки выполнены по классической схеме поперечными, из-за чего прекращается подача добываемой жидкости. Кроме того, упорные плашки перекрывают межтрубное пространство, а это не дает возможности проводить работы по депарафинизации скважины и другие виды работ.

Наиболее близким техническим решением, взятым за прототип, является устройство для предупреждения падения подземного оборудования на забой скважины, содержащее ствол с радиальными отверстиями, на котором размещены корпус с коническим направляющим узлом и центратором, нижний ограничитель, ползун, закрытый снизу сплошной диафрагмой, и заклинивающие элементы, установленные на ползуне [2].

Недостатком данного устройства является его низкая надежность вследствие проворота подвески вокруг своей оси от реактивного момента во время работы подземного оборудования, в результате чего подвеска отворачивается; так как заклинивающие элементы входят в зацепление с эксплуатационной колонной только в момент падения подземного оборудования на забой скважины, то не исключено падение вниз отвернутой части подвески, в результате чего происходит прекращение подачи добываемой жидкости. На заклинивающих элементах насечки выполнены также по классической схеме - поперечными.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение надежности работы устройства за счет устранения проворота вокруг своей оси.

Этот технический результат достигается тем, что устройство для предупреждения отворота и падения подземного оборудования на забой скважины содержит присоединенный снизу к подземному оборудованию ствол с конусом, размещенные на стволе корпус, центратор и заклинивающие элементы, согласно изобретению центратор и заклинивающие элементы выполнены как единое целое в виде радиально раздвигающихся плашек, равномерно размещенных в корпусе по его окружности, по наружной поверхности верхней части плашек выполнены различные профили насечек: поперечная, продольная, совмещенная, а нижняя часть плашек имеет гладкую поверхность, которая постоянно находится в контакте с внутренней поверхностью стенки эксплуатационной колонны, причем плашки с поперечной насечкой чередуются или с плашками с продольной насечкой, или с плашками с совмещенной насечкой, при этом на стволе выполнен паз для перемещения корпуса по стволу с помощью регулируемого элемента, расположенного в корпусе.

Сущность технического решения заключается в том, что по наружной поверхности верхней части плашек выполнены различные профили насечек, а нижняя часть плашек имеет гладкую поверхность, которая постоянно находится в контакте с внутренней поверхностью стенки эксплуатационной колонны и выполняет роль центратора.

Поперечные насечки на плашке предотвращают перемещение всей подвески вниз по стволу скважины и чем больше будет приложена нагрузка на устройство, тем сильнее они будут врезаться во внутреннюю поверхность стенки эксплуатационной колонны.

Продольные насечки предотвращают радиальное перемещение подвески и чем больше будет приложена нагрузка на устройство, тем глубже они будут врезаться во внутреннюю поверхность стенки эксплуатационной колонны, тем самым будет исключено радиальное смещение всей подвески.

Совмещенные насечки - это насечки, нанесенные на плашку одновременно как продольно, так и поперечно. Совмещенные насечки предотвращают как перемещение всей подвески вниз по стволу скважины, так и ее радиальное перемещение.

При больших глубинах спуска подвески нагрузка на плашки возрастает и происходит более глубокое сцепление зубчатой поверхности с внутренней стенкой колонны, а следовательно, их труднее вывести из зацепления. Поэтому на больших глубинах больше подойдут плашки с поперечной насечкой, чередующиеся с плашками с продольной насечкой, а чередование плашек с поперечной насечкой и плашек с совмещенной насечкой рекомендуется для малых глубин.

На фиг.1 представлено устройство в транспортном положении, общий вид; на фиг. 2, 3 и 4 показана плашка с поперечной насечкой: вид спереди, сбоку и сверху соответственно; на фиг.5, 6 и 7 - плашка с продольной насечкой: вид спереди, сбоку и сверху соответственно; на фиг.8, 9 и 10 - плашка с совмещенной насечкой: вид спереди, сбоку и сверху соответственно.

Устройство содержит присоединенный снизу к подземному оборудованию 1 с помощью конуса 2 ствол 3, на котором размещен корпус 4, в корпусе размещены плашки 5, пружины 6 и регулируемый элемент 7, на стволе выполнен паз 8.

Устройство работает следующим образом.

Устройство спускают на колонне НКТ в скважину на заданную глубину, при этом устройство находится в транспортном положении и регулируемый элемент 7 находится в нерабочем положении, при котором конус 2 не доходит до соприкосновения с корпусом 4, а подпружиненные плашки 5 касаются стенок скважины своей гладкой частью. При достижении заданной глубины устройство расклинивают путем перевода регулируемого элемента 7 в рабочее положение по пазу 8, при котором конус 2 входит в соприкосновение с плашками 5 и подпружиненные плашки 5 радиально раздвигаются и входят в зацепление своей верхней частью, где нанесены насечки, с внутренней стенкой колонны, чем больше приложенная нагрузка на устройство, тем сильнее контакт со стенкой колонны.

После окончания рабочего ресурса подземного оборудования устройство извлекают из скважины.

Для этого его переводят в транспортное положение и конус 2 выходит из контакта с плашками 5, которые из-за действия пружин 6 возвращаются в первоначальное положение.

Пример. На Быстринском месторождении НГДУ "Быстринскнефть", ОАО "Сургутнефтегаз", использование предлагаемого устройства обеспечило увеличение межремонтного периода работы подземного оборудования в 3 раза по сравнению с прототипом.

Положительный эффект от использования предлагаемого устройства заключается в предупреждении возникновения аварийных ситуаций с подземным оборудованием.

Источники информации

1. А.с. СССР 1273497, М. Кл. Е 21 В 23/06, 1986.

2. А.с. СССР 1479612, М. Кл. Е 21 В 23/00, 1989, прототип.