RU2140518C1

RU2140518C1 - Packer lock

Info

Publication number: RU2140518C1
Application number: RU98103137A
Authority: RU
Original assignee: Францев Владимир Федорович
Priority date: 1998-02-04
Filing date: 1998-02-04
Publication date: 1999-10-27

Abstract

FIELD: oil-producing industry, particularly, locking units of packers. SUBSTANCE: packer lock has stem with recess of toothed profile and limiting stops. Stem locking cone with ports. Located in ports are flat springs and latches. Force unit is connected with stem. Lock has sleeve which is fastened on locking cone and form cavity together with it, which is opened from atop. Lock also has locking bushing installed on locking cone in extreme lower position and closes ports of locking cone. It may be moved axially up to limiting stop and to open ports. Installed in ports are dogs, or dogs with intermediate supports. They rest on closed position concurrently on locking cone and locking bushing. Lower generating lines of ports of locking cone are not square to packer axis and are inclined towards outside. Recess on stem is made spiral. Sealing devices are installed between sleeve, locking bushing, locking cone and stem, which are all installed with running fit. EFFECT: ensured required working loads and extended packer technical characteristics as a whole. 5 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам, применяемым в нефтяной промышленности, в частности в запорных узлах пакеров. The invention relates to devices used in the oil industry, in particular in the locking nodes of the packers.

Известен замок пакера, содержащий траковой механизм и штифт с предельным моментом рабочей нагрузки [1]. Known lock packer containing track mechanism and a pin with a limiting moment of the working load [1].

Недостатком известного устройства является то, что оно имеет ограничения области рабочих нагрузок. A disadvantage of the known device is that it has limitations on the area of workloads.

Наиболее близким аналогом изобретения является замок пакера, содержащий ствол с проточкой зубчатого профиля и ограничительными упорами, установленный на стволе запорный конус с окнами, размещенные в окрах плоские пружины и собачки и связанный со стволом силовой узел [2]. The closest analogue of the invention is a packer lock containing a barrel with a gear profile groove and restrictive stops, a locking cone with windows mounted on the barrel, flat springs and dogs placed in the windows and a power unit connected to the barrel [2].

Недостатком известного устройства является его низкая надежность. A disadvantage of the known device is its low reliability.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности устройства. The technical result of the invention is to increase the reliability of the device.

Необходимый технический результат достигается тем, что замок пакера, содержащий ствол с проточкой зубчатого профиля и ограничительными упорами, установленный на стволе запорный конус с окнами, размещенные в окнах плоские пружины и собачки и, связанный со стволом, силовой узел, согласно изобретению имеет гильзу, закрепленную на запорном конусе и образующую с ним полость, открытую сверху, замковую втулку, установленную на запорном конусе в крайнем нижнем положении, закрывающего окна запорного конуса, имеющую возможность осевого перемещения до ограничительного упора и открытия окон, в которых установлены собачки или собачки с промежуточными опорами, опирающиеся в положении "закрыто" одновременно на замковый конус и замковую втулку, при этом нижние образующие окон запорного конуса не перпендикулярны оси пакера и имеют уклон наружу, проточка на стволе выполнена по винтовой линии, а между установленными по ходовой посадке гильзой замковой втулкой, запорным конусом и стволом расположены сальниковые устройства. The required technical result is achieved in that the packer lock containing the barrel with the groove of the toothed profile and restrictive stops, a locking cone with windows mounted on the barrel, flat springs and dogs placed in the windows and a power unit connected to the barrel according to the invention has a sleeve fixed on the locking cone and the cavity forming with it, open at the top, the locking sleeve mounted on the locking cone in the lowermost position, closing the windows of the locking cone, with the possibility of axial movement until restrictive stop and opening of windows in which dogs or dogs with intermediate supports are installed, resting in the "closed" position simultaneously on the lock cone and lock bush, while the lower generatrices of the windows of the lock cone are not perpendicular to the axis of the packer and have a slope outward, a groove on the barrel is made along a helical line, and stuffing devices are located between the sleeves installed by the sleeve with the lock sleeve, the locking cone and the barrel.

Кроме того, окна в замковом конусе выполнены со смещением относительно друг друга, а собачки отличаются друг от друга по длине. In addition, the windows in the lock cone are offset with respect to each other, and the dogs differ in length from each other.

Нижние торцы собачек имеют сферическую поверхность, а промежуточные опоры выполнены в виде шаров. The lower ends of the dogs have a spherical surface, and the intermediate supports are made in the form of balls.

На фиг. 1 изображен общий вид замка пакера в момент установки пакера, на фиг. 2 - это же устройство в процессе демонтажа. In FIG. 1 shows a general view of the packer lock at the time of installation of the packer, FIG. 2 - the same device in the process of dismantling.

Замок состоит из ствола пакера 1, имеющего проточку в виде профиля зуба и верхнего и нижнего ограничительных упоров 2, установленного на стволе 1 запорного конуса 3 с окнами 4 и ограничительными упорами 5. В окнах 4 размещены собачки 6 и пружины 7. На запорном конусе 3 установлена замковая втулки 8, имеющая внутреннюю проточку 9 (фиг. 2) и закреплена гильза 10. Между сопрягаемыми по ходовой посадке, гильзой 10, замковой втулкой 8, запорным конусом 3 и стволом 1 установлены сальниковые устройства 11. В конструкции по одному из вариантов исполнения предусматривается применение промежуточных опор 12 в виде шаров, на которые могут опираться собачки 6 (фиг. 2), при этом их нижние торцы имеют сферические поверхности. Сверху к стволу на время установки пакера в скважине с помощью резьбы крепится шток 13 и цилиндр 14 (фиг. 1), а при демонтаже к замковому конусу 3 прикрепляется ловильный инструмент - труболовка 15 (фиг. 2). Запорный конус 3 имеет возможность воздействовать на стопорные элементы пакера - лапы якорного узла 16. The lock consists of a packer barrel 1, having a groove in the form of a tooth profile and upper and lower limit stops 2, mounted on the barrel 1 of the locking cone 3 with windows 4 and limit stops 5. The windows 4 are placed dogs 6 and springs 7. On the locking cone 3 a locking sleeve 8 is installed, having an internal groove 9 (Fig. 2) and a sleeve 10 is fixed. A stuffing box 11 is installed between the mating bearings, the sleeve 10, the locking sleeve 8, the locking cone 3 and the barrel 1. In one embodiment foresight The use of intermediate supports 12 in the form of balls on which the dogs 6 can rest (FIG. 2), with their lower ends having spherical surfaces, is created. From above, the rod 13 and cylinder 14 (Fig. 1) are attached to the barrel during installation of the packer in the borehole using a thread, and when dismantled, a fishing tool - tube 15 (Fig. 2) is attached to the locking cone 3. The locking cone 3 has the ability to act on the locking elements of the packer - the legs of the anchor node 16.

Нижняя опорная поверхность окон 4 выполнена не перпендикулярно оси ствола а под углом, с уклоном наружу. Пружины 7 прижимают собачки 6 к стволу пакера 1. Зубчатый профиль может быть образован как винтовой линией левого или правого типа, так и кольцевыми проточками ствола пакера, окна 4 могут быть выполнены в запорном конусе 3 со смещением по оси относительно друг друга и по окружности не на равновеликом расстоянии, а собачки могут отличаться друг от друга по длине. Наличие промежуточных опор 12 и внутренней проточки 9 позволяет в необходимых случаях уменьшить диаметр пакера при сохранении его пропускной способности. The lower supporting surface of the windows 4 is made not perpendicular to the axis of the barrel but at an angle with an outward slope. The springs 7 press the dogs 6 against the packer barrel 1. The toothed profile can be formed by either a left or right type helical line or ring grooves of the packer barrel, windows 4 can be made in the locking cone 3 with an offset along the axis relative to each other and not circumferentially at an equal distance, and the dogs can differ from each other in length. The presence of intermediate supports 12 and the internal groove 9 allows, if necessary, to reduce the diameter of the packer while maintaining its throughput.

Устройство работает следующим образом (фиг. 1 и 2). Пакер собирают на дневной поверхности таким образом, чтобы запорный конус 3 находился в крайнем верхнем положении относительно ствола пакера и при этом нижняя часть собачек, 6 опиралась одновременно на поверхности замкового конуса 3 и замковой втулки 8, а верхняя часть одной или нескольких собачек под воздействием пружин 7 входила в зацепление с зубчатым профилем ствола 1. В этом положении к стволу пакера при помощи левой резьбы в случае применения инструмента с правой резьбой или правой резьбы при применении инструмента с левой резьбой прикрепляют шток 13. При этом цилиндр 14 зажимает замковую втулку 8 на запорном конусе 3 в крайнем нижнем положении. В дальнейшем производят спуск пакера до места установки, при этом нижний ограничительный упор ствола 2 предупреждает случайное срабатывание лап 16 якорного узла. Затем в инструменте и соответственно в цилиндре 14 создают определенное давление. Цилиндр 14 при движении вниз перемещает через замковую втулку 8 замковый конус 3 по стволу пакера 1. Замковый конус 3 воздействует на лапы якорного узла 16, раздвигает их до стенок обсадной колонны. Затем, не снижая давление в инструменте и цилиндре 14, производят натяг инструмента вверх по колонне и по натягу на индикаторе веса контролируют надежность посадки пакера. В результате запорный конус 3 и ствол 1 занимают новое относительно друг друга положение, которое фиксируется собачками 6, а деформированный уплотнительный элемент пакера герметизирует колонное пространство. Затем вращением инструмента производят отсоединение штока 13 и цилиндра 14 от пакера. Пакер установлен. Наличие в конструкции собачек различной длины, а также смещение окон в замковой втулке по оси и окружности позволяет добиться фиксированных положений деталей при достижении необходимых усилий в узлах пакера. The device operates as follows (Fig. 1 and 2). The packer is assembled on the day surface so that the locking cone 3 is in the highest position relative to the packer barrel and the lower part of the dogs 6 rests simultaneously on the surface of the castle cone 3 and the lock sleeve 8, and the upper part of one or more dogs under the influence of the springs 7 came into engagement with the gear profile of barrel 1. In this position, to the packer barrel using left-hand thread in the case of using a tool with a right-hand thread or right-hand thread when using a tool with a left-hand thread fasten the rod 13. In this case, the cylinder 14 clamps the locking sleeve 8 on the locking cone 3 in its lowest position. Subsequently, the packer is lowered to the installation site, while the lower limit stop of the barrel 2 prevents accidental operation of the legs 16 of the anchor assembly. Then in the tool and, accordingly, in the cylinder 14 create a certain pressure. The cylinder 14 when moving downward moves through the lock sleeve 8 lock cone 3 along the trunk of the packer 1. Lock cone 3 acts on the legs of the anchor assembly 16, extends them to the walls of the casing. Then, without reducing the pressure in the tool and cylinder 14, the tool is tightened up the column and the tightness on the weight indicator controls the reliability of the packer fit. As a result, the locking cone 3 and the barrel 1 occupy a new position relative to each other, which is fixed by the dogs 6, and the deformed sealing element of the packer seals the column space. Then, by rotating the tool, the rod 13 and cylinder 14 are disconnected from the packer. Packer installed. The presence in the design of dogs of various lengths, as well as the displacement of the windows in the lock sleeve along the axis and circumference, allows achieving fixed positions of the parts when the necessary efforts are achieved in the packer units.

Для демонтажа пакера в скважину спускают ловильный инструмент, например труболовку 15, производят захват пакера за его замковую втулку 8 и создают нагрузку, направленную вертикально вверх. Замковая втулка 8, перемещаясь вверх до ограничительного упора 5, открывает окно 4, собачки 6 или собачки 6 и промежуточные опоры 12 освобождаются и, перемещаясь по косой поверхности запорного конуса 3 под действием нагрузок от ствола 1, занимают новое положение в полости, образованной внутренней проточкой 8, либо в полости, образованной гильзой 10. При дальнейшем движении вверх полости образованной гильзой 10. При дальнейшем движении вверх замковая втулка 8 перемещает запорный конус 3, который в свою очередь, двигаясь вверх до упора 2 ствола, освобождает лапы якоря 16. При дальнейшем движении вверх происходит разгрузка уплотнительного элемента и подъем пакера на поверхность. To dismantle the packer, a fishing tool, for example a tube 15, is lowered into the well, the packer is gripped by its locking sleeve 8 and a load is directed vertically upward. The locking sleeve 8, moving up to the limit stop 5, opens the window 4, the dogs 6 or dogs 6 and the intermediate bearings 12 are released and, moving along the oblique surface of the locking cone 3 under the action of loads from the barrel 1, occupy a new position in the cavity formed by the inner groove 8, or in the cavity formed by the sleeve 10. With a further upward movement of the cavity formed by the sleeve 10. With a further upward movement, the lock sleeve 8 moves the locking cone 3, which, in turn, moving upwards to the stop 2 of the barrel, releases waits for the legs of the armature 16. With a further upward movement, the sealing element is unloaded and the packer rises to the surface.

Литература
1. Зайцев В. А. Оборудование для предотвращения открытых фонтанов нефтяных и газовых скважин. -М.: Недра, 1987, с.25.Literature
1. Zaitsev V. A. Equipment for the prevention of open fountains of oil and gas wells. -M .: Nedra, 1987, p. 25.

2. RU 2092675 C1, 10.10.97. 2. RU 2092675 C1, 10.10.97.

Claims

1. A packer lock containing a barrel with a gear profile groove and restrictive stops, a locking cone mounted on the barrel with windows, flat springs and dogs placed in the windows and a power unit connected to the barrel, characterized in that the lock has a sleeve mounted on the locking cone and forming a cavity with it, open from above, a locking sleeve mounted on the locking cone in the lowest position, closing the windows of the locking cone, having the possibility of axial movement to the limit stop and opening the windows into the cat Dogs or dogs with intermediate supports are installed, resting in the "closed" position simultaneously on the lock cone and lock sleeve, while the lower generatrices of the windows of the locking cone are not perpendicular to the axis of the packer and have an inclination outward, the groove on the barrel is made in a helix, and between stuffing devices are located on the running nozzle with a sleeve, a locking sleeve, a locking cone and a barrel.

2. The packer lock according to claim 1, characterized in that the windows in the lock cone are offset with respect to each other, and the dogs differ in length from each other.

3. The packer lock according to claim 1, characterized in that the lower ends of the dogs have a spherical surface, and the intermediate supports are made in the form of balls.

4. The packer lock according to claim 1, characterized in that an internal groove is made in the locking sleeve.

5. The packer lock according to claim 1, characterized in that the gear profile is formed by annular grooves.