RU2245985C2 - Device for fixing equipment in operation column - Google Patents
Device for fixing equipment in operation column Download PDFInfo
- Publication number
- RU2245985C2 RU2245985C2 RU2003131994/03A RU2003131994A RU2245985C2 RU 2245985 C2 RU2245985 C2 RU 2245985C2 RU 2003131994/03 A RU2003131994/03 A RU 2003131994/03A RU 2003131994 A RU2003131994 A RU 2003131994A RU 2245985 C2 RU2245985 C2 RU 2245985C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sleeve
- anchor
- shaft
- drive
- slips
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано при эксплуатации нефтяных, газовых и водяных скважин, проведении технологических операций для ремонта эксплуатационных колонн, разобщения пластов скважин.The invention relates to the oil and gas industry and can be used in the operation of oil, gas and water wells, technological operations for the repair of production casing, uncoupling of well seams.
Известен якорь, содержащий обойму и шлипсы с нарезкой на наружной поверхности, где шлипсы выполнены с секторными пазами, в которых установлены подпружиненные вкладыши с нарезкой на наружной поверхности, выступающей за габариты шлипса [1]. Недостатками описанного якоря являются следующие:Known anchor containing a clip and slips with a thread on the outer surface, where the slips are made with sector grooves in which spring-loaded inserts are mounted with a thread on the outer surface that protrudes beyond the dimensions of the slip [1]. The disadvantages of the described anchor are the following:
- усилие пружин вкладышей мало для надежной предварительной фиксации якоря;- the force of the springs of the liners is small for reliable preliminary fixation of the anchor;
- шлипсы устанавливаются и снимаются в колонне с некоторым проскальзыванием, что повреждает ее внутреннюю поверхность и тупит их;- slips are installed and removed in the column with some slippage, which damages its inner surface and blunts them;
- внутренняя поверхность колонны повреждается при заклинивании якоря как нарезкой вкладышей, так и нарезкой шлипсов.- the inner surface of the column is damaged when the anchor is jammed both by cutting inserts and by cutting slips.
Известно устройство для фиксации оборудования в эксплуатационной колонне обсадных труб, включающее цилиндрический корпус с верхней и нижней конусными опорами, одна из которых установлена с возможностью осевого перемещения, и размещенные на конусных опорах подпружиненные клиновые вкладыши захвата, где опора, установленная с возможностью осевого перемещения, дополнительно подпружинена относительно корпуса, а другая образует с корпусом винтовую пару [2]. Устройство также содержит центратор и узел его предварительной фиксации, включающие подпружиненные радиальные ребра, установленные в пазах через муфту на корпусе. Недостатками описанного устройства являются следующие:A device for fixing equipment in the production casing string is known, including a cylindrical body with upper and lower conical bearings, one of which is mounted with axial movement, and spring-loaded wedge grip liners placed on conical supports, where the support mounted with axial movement is additionally spring-loaded relative to the housing, and the other forms a screw pair with the housing [2]. The device also contains a centralizer and its preliminary fixation unit, including spring-loaded radial ribs installed in grooves through a sleeve on the housing. The disadvantages of the described device are the following:
- устройство закреплено на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ), поэтому их вес и деформация влияет на проскальзывание вкладышей захвата при установке, снятии и работе устройства, что повреждает внутреннюю поверхность колонны и уменьшает ресурс устройства;- the device is mounted on a string of tubing (tubing), so their weight and deformation affects the slip of the grip liners during installation, removal and operation of the device, which damages the inner surface of the string and reduces the resource of the device;
- проверка надежности установки устройства в обсадной колонне периодической пробой движения НКТ вверх и вниз также повреждает внутреннюю поверхность колонны и уменьшает ресурс устройства.- checking the reliability of the installation of the device in the casing by a periodic breakdown of the tubing movement up and down also damages the inner surface of the string and reduces the resource of the device.
Известен скважинный якорь, закрепленный на НКТ, содержащий полый шток, на наружной поверхности которого по окружности размещены шлипсы с рифлениями и подпружиненные фрикционные фонари [3]. Недостатками описанного якоря являются следующие:Known borehole anchor, mounted on the tubing, containing a hollow rod, on the outer surface of which circumference placed slips with corrugations and spring-loaded friction lights [3]. The disadvantages of the described anchor are the following:
- якорь опускается с жесткой вертикальной связью на НКТ, поэтому при установке якоря и его работе вес и деформация НКТ способствует проскальзывание шлипсов, что портит внутреннюю поверхность колонны и уменьшает ресурс якоря за счет притупления рифлении шлипсов;- the anchor lowers with a rigid vertical connection to the tubing, so when installing the anchor and its work, the weight and deformation of the tubing contributes to slip of the slips, which spoils the inner surface of the column and reduces the life of the anchor due to the blunting of the corrugation of the slips;
- снятие закрепленного в колонне якоря натяжением НКТ также приводит к недостаткам, описанным выше;- the removal of the anchor fixed in the column by the tension of the tubing also leads to the disadvantages described above;
- контакт подпружиненных фонарей со стенкой колонны в процессе спуска портит внутреннюю поверхность колонны.- the contact of the spring-loaded lamps with the wall of the column during the descent spoils the inner surface of the column.
Наиболее близким аналогом того же назначения, что и заявляемое техническое решение, является устройство для фиксации оборудования в эксплуатационной колонне, включающее трубный якорь фирмы Бейкер, закрепленный через стыковочный узел внизу колонны НКТ. При установке и снятии якоря приводом является круговое реверсивное вращение НКТ. Якорь содержит полый вал с левой и правой наружными резьбами, верхнюю резьбовую и нижнюю основные втулки с наружными цилиндрическими и наклонными поверхностями, сопрягаемыми между собой. Втулки установлены на валу и обращены наклонными поверхностями друг к другу. Нижняя основная втулка размещена на валу через переходную втулку с внутренней резьбой, контактирующей непосредственно с резьбой вала, и скреплена с последней радиальными срезными штифтами. Якорь также содержит набор шлипсов с рифлениями, размещенный по окружности продольно оси вала, где каждый шлипс имеет внутреннюю клиновую двухгранную и наружную цилиндрическую с канавкой и рифлениями поверхности и контактирует соответственно одной из граней своей внутренней поверхности с наклонной поверхностью верхней или нижней основных втулок. Дополнительно якорь включает направляющую втулку, расположенную соосно валу на наружных цилиндрических поверхностях верхней и нижней основных втулок, снабженную в средней части кольцевым поясом радиальных прямоугольных окон. В этих окнах с возможностью радиального смещения размещены шлипсы. По краям направляющей втулки установлены узлы стопорения резьбовых втулок от кругового поворота [4].The closest analogue to the same purpose as the claimed technical solution is a device for fixing equipment in the production casing, including a Baker pipe anchor, fixed through the docking unit at the bottom of the tubing string. When installing and removing the anchor, the drive is a circular reverse rotation of the tubing. The anchor contains a hollow shaft with left and right external threads, upper threaded and lower main bushings with external cylindrical and inclined surfaces, mating with each other. The bushings are mounted on the shaft and face inclined surfaces. The lower main sleeve is located on the shaft through the adapter sleeve with an internal thread in direct contact with the shaft thread, and is fastened to the last radial shear pins. The anchor also contains a set of slips with corrugations, arranged circumferentially longitudinally to the axis of the shaft, where each slips has an internal wedge dihedral and external cylindrical with a groove and corrugations of the surface and contacts, respectively, one of the faces of its inner surface with the inclined surface of the upper or lower main bushings. Additionally, the anchor includes a guide sleeve located coaxially with the shaft on the outer cylindrical surfaces of the upper and lower main bushings, equipped in the middle with an annular belt of radial rectangular windows. Slips are placed in these windows with the possibility of radial displacement. Along the edges of the guide sleeve mounted nodes locking threaded bushings from a circular rotation [4].
Недостатками описанного устройства являются следующие:The disadvantages of the described device are the following:
- якорь устанавливается, снимается и работает под воздействием веса и напряжений деформации НКТ, что способствует затуплению рифлений и проскальзыванию шлипсов, снижению их несущей способности под нагрузкой и деформирует внутреннюю поверхность колонны;- the anchor is installed, removed and works under the influence of weight and strain stress of the tubing, which contributes to the blunting of corrugations and slipping of the slips, reducing their bearing capacity under load and deforms the inner surface of the column;
- так как перед установкой якоря в колонне отсутствует его предварительная центрация и фиксация, то рифления шлипсов контактируют с внутренней поверхностью колонны первоначально местно и с проворотом, что также приводит к дефектам, отмеченным выше;- since before the installation of the anchor in the column there is no preliminary centering and fixation, the grooves of the slips are in contact with the inner surface of the column initially locally and with rotation, which also leads to the defects noted above;
- поворот якоря в момент установки и снятия в колонне при контакте шлипсов с внутренней поверхностью колонны также приводит к первоначально отмеченным недостаткам;- the rotation of the anchor at the time of installation and removal in the column with the contact of the slips with the inner surface of the column also leads to the initially noted disadvantages;
- для закрепления и освобождения якоря требуется поворот НКТ как влево, так и вправо, что может привести к развороту и разобщению колонны труб.- for fixing and releasing the anchor, a tubing rotation is required both to the left and to the right, which can lead to a turn and uncoupling of the pipe string.
За счет исключения при установке, работе и снятии проскальзывания шлипсов при их заклинивании в колонне и влияния жесткой подвески якоря на спускоподъемной системе в основу изобретения положено решение задач:Due to the exception during installation, operation and removal of slip of the slips when they are jammed in the column and the influence of the rigid anchor suspension on the hoisting system, the invention is based on the following tasks:
- повышение надежности сцепления якоря в колонне с большой кривизной оси;- improving the reliability of the anchor clutch in the column with a large curvature of the axis;
- повышение ресурса якоря за счет меньшего износа острых вершин рифлений шлипсов;- increase the resource of the anchor due to less wear on the sharp tops of the corrugations of the slips;
- уменьшение повреждения внутренней поверхности эксплуатационной колонны шлипсами при установке, работе и снятии якоря;- reduction of damage to the inner surface of the production casing with slips during installation, operation and removal of the anchor;
- установка якоря в колонне с большой кривизной без проскальзывания.- installation of an anchor in a column with a large curvature without slipping.
Поставленные задачи решаются тем, что устройство для фиксации оборудования в эксплуатационной колонне включает якорь, соединенный с ним через стыковочный узел реверсивный привод вращения и спускоподъемную систему подвески привода с якорем. Якорь содержит полый вал с левой и правой наружными резьбами, верхнюю резьбовую и нижнюю основную втулки с наружными цилиндрическими и наклонными поверхностями, сопрягаемыми между собой, установленные на валу и обращенные наклонными поверхностями друг к другу. Нижняя основная втулка размещена на валу через переходную втулку с внутренней резьбой, контактирующей непосредственно с резьбой вала, и скреплена с последней радиальными срезными штифтами. Якорь также содержит набор шлипсов, размещенный по окружности продольно оси вала, где каждый шлипс имеет внутреннюю клиновую двухгранную и наружную цилиндрическую с канавкой и остроконечными рифлениями поверхности и контактирует соответственно одной из граней внутренней поверхности с наклонной поверхностью верхней или нижней втулок якоря. Дополнительно якорь включает направляющую втулку, расположенную соосно вала на наружных цилиндрических поверхностях верхней и нижней основных втулок, снабженную в средней части кольцевым поясом радиальных прямоугольных окон, в которых с возможностью радиального смещения размещены шлипсы, а по краям - узлами стопорения резьбовых втулок от кругового поворота. Согласно изобретению спускоподъемная система подвески привода и якоря устройства выполнена с элементом гибкой связи. Якорь дополнительно содержит центратор и узел предварительной фиксации в эксплуатационной колонне, а также узел стопорения шлипсов в транспортном положении. Привод вращения выполнен погружным, снабжен выходным валом и фланцем на корпусе. Стыковочный узел содержит две сцепные механические муфты, первую муфту, состоящую из двух полумуфт, одна из которых выполнена на свободной концевой части выходного вала привода, а другая - во внутренней части полого вала якоря, соединяемых осевым перемещением, с удерживающим средством, вращающимся с муфтой и действующим посредством взаимозацепляющихся элементов. Вторая муфта также состоит из двух полумуфт, соединяемых осевым перемещением, выполненных на верхней резьбовой основной втулке якоря со стороны, обращенной к приводу, и на фланце корпуса привода.The tasks are solved in that the device for fixing the equipment in the production casing includes an anchor connected to it through a docking unit, a reversible rotation drive and a trip and suspension system of the drive suspension with an anchor. The anchor contains a hollow shaft with left and right external threads, an upper threaded and lower main sleeve with external cylindrical and inclined surfaces mating with each other, mounted on the shaft and facing the inclined surfaces to each other. The lower main sleeve is located on the shaft through the adapter sleeve with an internal thread in direct contact with the shaft thread, and is fastened to the last radial shear pins. The anchor also contains a set of slips, arranged circumferentially along the axis of the shaft, where each slips has an internal wedge dihedral and external cylindrical with a groove and pointed corrugations of the surface and contacts, respectively, one of the faces of the inner surface with the inclined surface of the upper or lower armature bushings. Additionally, the anchor includes a guide sleeve located coaxially with the shaft on the outer cylindrical surfaces of the upper and lower main bushings, provided with an annular belt of radial rectangular windows in the middle part, in which slipways are placed with a possibility of radial displacement, and along the edges with locking units of the threaded bushings from circular rotation. According to the invention, the suspension system of the drive suspension and the armature of the device is made with a flexible connection element. The anchor further comprises a centralizer and a preliminary fixation unit in the production casing, as well as a lock block for the slips in the transport position. The rotation drive is submersible, equipped with an output shaft and a flange on the housing. The docking unit contains two coupling mechanical couplings, the first coupling consisting of two coupling halves, one of which is made on the free end part of the drive output shaft, and the other - on the inside of the hollow armature shaft, connected by axial displacement, with the holding means rotating with the coupling and acting through interlocking elements. The second coupling also consists of two coupling halves connected by axial movement, made on the upper threaded main sleeve of the armature from the side facing the drive, and on the flange of the drive housing.
Нижняя основная втулка якоря снизу выполнена с наружной ступенчатой частью и снабжена упором с шайбой у торца и упорной шайбой у ступенчатой части, центратор и узел предварительной фиксации якоря выполнены одним узлом в виде эластичной манжеты, размещенной на ступенчатой части нижней резьбовой втулки между упорными шайбами.The lower main sleeve of the anchor from below is made with an external step part and is equipped with a stop with a washer at the end and a stop washer at the step part, the centralizer and the node of preliminary fixation of the armature are made by one node in the form of an elastic cuff placed on the step part of the lower threaded sleeve between the stop washers.
Узел стопорения шлипсов содержит размещенную в их канавках дополнительную перфорированную отверстиями втулку, установленную снаружи направляющей втулки в зоне пояса ее радиальных прямоугольных окон и жестко скрепленную с ней. В канавке каждого шлипса также установлен упругий элемент, например коническая пружина, опирающаяся торцом большого диаметра на дно канавки, а торцом малого диаметра - изнутри на дополнительную втулку, где отжатый по центру свободный конец малого диаметра каждой пружины расположен в отверстии перфорации дополнительной втулки.The slip locking assembly comprises an additional perforated bushing located in their grooves, mounted outside the guide bushing in the zone of the belt of its radial rectangular windows and rigidly fastened to it. An elastic element is also installed in the groove of each slips, for example, a conical spring, resting on the bottom of the groove with a large diameter end face, and on the additional sleeve from the inside with a small end face, where the free end of the small diameter of each spring, pressed out in the center, is located in the perforation hole of the additional sleeve.
Узел стопорения каждой основной втулки якоря от поворота выполнен в виде продольных пазов на ее наружной цилиндрической поверхности и радиальных резьбовых штифтов, закрепленных с сопрягаемого с ней края направляющей втулки, размещенных в продольных пазах последней.The locking unit for each anchor main sleeve from turning is made in the form of longitudinal grooves on its outer cylindrical surface and radial threaded pins fixed from the edge of the guide sleeve mating with it and placed in the longitudinal grooves of the latter.
Верхняя основная втулка якоря в верхней части снабжена внутренней трубной конической резьбой.The upper main sleeve of the anchor in the upper part is provided with an internal pipe conical thread.
В первой муфте стыковочного узла на концевой части выходного вала привода посредством шпонки и резьбового торцевого упора жестко закреплен кулачок с наружным продольным оси вала многогранным профилем, а профиль внутренней поверхности вала якоря эквидистантен последнему.In the first coupling of the docking unit, on the end part of the drive output shaft, a cam with a multifaceted outer axis of the shaft is rigidly fixed by a key and a threaded end stop, and the profile of the inner surface of the armature shaft is equidistant to the latter.
Удерживающее средство, вращающееся с первой муфтой и действующее посредством взаимозацепляющихся элементов, содержит кольцевой шариковый замок, размещенный в нижней части вала якоря, пологую внутреннюю фаску в нижней части переходной втулки, а также кольцевую канавку и пологую наружную фаску в нижней части и на торце соответственно кулачка выходного вала привода.The holding means, rotating with the first clutch and acting by means of interlocking elements, comprises an annular ball lock located in the lower part of the armature shaft, a gentle inner chamfer in the lower part of the adapter sleeve, and also an annular groove and a gentle outer chamfer in the lower part and on the end face of the cam, respectively drive output shaft.
Во второй муфте стыковочного узла полумуфта, выполненная на фланце корпуса привода, содержит промежуточную втулку, жестко закрепленную на фланце корпуса привода, снабженную снаружи стопорным кольцом и шлицами в нижней части, а также резьбой в верхней части, где на шлицах расположена подвижная втулка с торцевыми кулачками, обращенными в сторону якоря, поджатая пружиной, упирающейся в верхний регулируемый упор, размещенный на резьбе переходной втулки. Полумуфта на верхней основной втулке якоря выполнена в виде торцевых кулачков на ее верхней части, ответных кулачкам подвижной втулки.In the second coupling of the coupling assembly of the coupling half, made on the flange of the drive housing, contains an intermediate sleeve rigidly mounted on the flange of the drive housing, provided with an external locking ring and splines in the lower part, as well as a thread in the upper part, where a movable sleeve with end cams is located on the splines facing the anchor, preloaded by a spring abutting against the upper adjustable stop placed on the thread of the adapter sleeve. The coupling half on the upper main sleeve of the armature is made in the form of end cams on its upper part, corresponding to the cams of the movable sleeve.
На наружных наклонных поверхностях основных втулок якоря равномерно по окружности могут быть выполнены наклонные лыски количеством, равным числу шлипсов, с углом наклона к продольной оси вала якоря, равным углу наклона к этой же оси каждой грани внутренней клиновой поверхности шлипсов, где лыски контактируют с последними.On the outer inclined surfaces of the main armature sleeves, inclined flats can be made uniformly around the circumference with an amount equal to the number of slips, with an angle of inclination to the longitudinal axis of the armature shaft equal to the angle of inclination to the same axis of each face of the inner wedge surface of the slips, where the flats are in contact with the latter.
Угол наклона к продольной оси вала якоря каждой грани двухгранной внутренней клиновой поверхности шлипсов и наружных наклонных поверхностей верхней и нижней основных втулок якоря равен от 10 до 12°.The angle of inclination to the longitudinal axis of the armature shaft of each face of the two-sided inner wedge surface of the slips and the outer inclined surfaces of the upper and lower main armature bushings is from 10 to 12 °.
Спускоподъемная система устройства выполнена, например, в виде геофизического подъемника, а элементом гибкой связи подвески якоря и привода с подъемником является каротажный кабель.The trigger system of the device is made, for example, in the form of a geophysical elevator, and the logging cable is an element of the flexible connection of the anchor suspension and the drive with the elevator.
Выполнение привода реверсивным и его соединение с якорем через разъединяемые механические сцепные муфты позволяет многократно состыковывать и расстыковывать устройство для фиксации оборудования с эксплуатационной колонной.Performing a reversible drive and connecting it to the armature via separable mechanical couplers allows you to repeatedly dock and undock the device for fixing equipment with the production casing.
Обращение верхней и нижней основных втулок якоря наружными наклонными поверхностями друг к другу, контакт их этими поверхностями с внутренней двухгранной поверхностью шлипсов, радиальная фиксация шлипсов в прямоугольных окнах направляющей втулки и поджатие их упругими элементами к основным втулкам якоря позволяет надежно без проскальзывания фиксировать шлипсы в процессе транспортировки и установки якоря в эксплуатационной колонне.The rotation of the upper and lower main armature bushes with the external inclined surfaces to each other, their contact with these surfaces with the inner dihedral surface of the slips, the radial fixing of the slips in the rectangular windows of the guide sleeve and the pressing of their elastic elements to the main armature sleeves allows the slips to be fixed securely without slipping during transportation and installation of the anchor in the production casing.
Размещение нижней основной втулки на валу якоря через переходную втулку с внутренней резьбой, контактирующей непосредственно с резьбой вала, и скрепление ее с последней радиальными срезными штифтами позволяет после установки якоря в эксплуатационной колонне в случае отказа привода извлечь его на поверхность натяжением каротажного кабеля с валом и верхней основной втулкой якоря.Placing the lower main sleeve on the armature shaft through the adapter sleeve with an internal thread in direct contact with the shaft thread and fastening it to the last radial shear pins allows, after installing the armature in the production casing, in case of a drive failure, remove it to the surface by pulling the wireline cable with the shaft and the upper main sleeve anchors.
Выполнение упругих элементов стопорения шлипсов в виде конических пружин сжатия обеспечивает большое радиальное перемещение шлипсов.The implementation of the elastic locking elements of the slips in the form of conical compression springs provides a large radial movement of the slips.
Выполнение спускоподъемной системы подвески привода и якоря с элементом гибкой связи позволяет устанавливать якорь в эксплуатационной колонне со значительным изгибом ее оси.Implementation of the hoisting system of the drive suspension and the anchor with the flexible connection element allows you to install the anchor in the production casing with a significant bend of its axis.
Дополнение якоря центратором и узлом предварительной фиксации позволяет точно ориентировать шлипсы якоря относительно внутренней поверхности эксплуатационной колонны перед их установкой в ней.The addition of the anchor with the centralizer and the preliminary fixation unit allows you to precisely orient the anchor slips relative to the inner surface of the production string before installing them in it.
Выполнение привода погружным обеспечивает жесткую кинематическую связь его с якорем на короткой базе на любой глубине и исключает отрицательное влияние на эту связь затирания устройства во внутренней поверхности колонны при любом изгибе ее оси.The submersible drive provides a rigid kinematic connection with the anchor at a short base at any depth and eliminates the negative impact on this connection of mashing the device in the inner surface of the column with any bending of its axis.
Изготовление первой механической сцепной муфты из двух полумуфт, одна из которых выполнена на свободной концевой части выходного вала привода, а другая - во внутренней части полого вала якоря, соединяемых осевым перемещением, с удерживающим средством, вращающимся с муфтой и действующим посредством взаимозацепляющихся элементов, а также второй муфты, состоящей из двух полумуфт, также соединяемых осевым перемещением, выполненных на верхней резьбовой втулке якоря со стороны, обращенной к приводу, и на фланце корпуса привода, обеспечивает постоянное сцепление привода с якорем во время многократных установок якоря в колонне и расстыковок его с приводом, а также стыковок привода с якорем и снятие его с колонны.The manufacture of the first mechanical coupler of two coupling halves, one of which is made on the free end part of the output shaft of the drive, and the other in the inner part of the hollow shaft of the armature, connected by axial displacement, with a holding means, rotating with the clutch and acting by means of interlocking elements, and the second coupling, consisting of two coupling halves, also connected by axial movement, made on the upper threaded sleeve of the armature from the side facing the drive, and on the flange of the drive housing, provides permanent coupling of the drive with the anchor during repeated installation of the anchor in the column and undocking it with the drive, as well as the connection of the drive with the anchor and removing it from the column.
Выполнение нижней основной втулки снизу с наружной ступенчатой частью и снабжение ее упором с шайбой у торца и упорной шайбой у ступенчатой части, а также исполнение центратора и узла предварительной фиксации якоря одним узлом в виде эластичной манжеты, размещенной на ступенчатой части нижней втулки между упорными шайбами, позволяет сократить расстояние между набором шлипсов и узлом их предварительной фиксации, что позволяет надежно устанавливать якорь, при наличии его гибкой подвески, в колонне большой кривизны без проскальзывания.The implementation of the lower main sleeve from the bottom with the outer stepped part and its support with the washer at the end and the thrust washer at the stepped part, as well as the design of the centralizer and the anchor pre-fixation unit with one unit in the form of an elastic cuff placed on the stepped part of the lower sleeve between the thrust washers, allows you to reduce the distance between the set of slips and the node of their preliminary fixation, which allows you to securely install the anchor, in the presence of its flexible suspension, in a column of large curvature without slipping.
Наличие в узле стопорения шлипсов размещенной в канавках дополнительной перфорированной отверстиями втулки и установка в канавке каждого шлипса упругого элемента обеспечивает радиальную фиксацию шлипсов в процессе транспортировки и работы, а также облегчает сборку узла.The presence in the locking assembly of the slips of the additional perforated sleeve located in the grooves in the grooves and the installation of each slip of the elastic element in the groove provides radial fixation of the slips during transportation and operation, and also facilitates assembly of the assembly.
Стопорение каждой основной втулки якоря от поворота, выполненное в виде продольных пазов на ее наружной цилиндрической поверхности и радиальных штифтов, закрепленных с сопрягаемого с ней края направляющей втулки и размещенных в продольных пазах основной втулки, обеспечивает, при наличии правой и левой резьб на верхней и нижней поверхностях основных втулок, при вращении вала сближение или расхождение последних с воздействием на перемещение в радиальном направлении набора шлипсов.The locking of each main sleeve of the armature against rotation, made in the form of longitudinal grooves on its outer cylindrical surface and radial pins fixed to the edges of the guide sleeve mating with it and placed in the longitudinal grooves of the main sleeve, provides, if there are right and left threads on the upper and lower surfaces of the main bushings, when the shaft rotates, the rapprochement or divergence of the latter with the impact on the movement in the radial direction of a set of slips.
Снабжение верхней основной втулки в верхней части трубной конической резьбой позволяет устанавливать на якорь дополнительное скважинное оборудование.The supply of the upper main sleeve in the upper part with a conical pipe thread allows you to install additional downhole equipment on the anchor.
Жесткое закрепление в первой муфте кулачка с наружным продольным оси вала профилем на концевой части выходного вала привода и выполнение профиля внутренней поверхности вала якоря эквидистантным профилю кулачка позволяет передавать крутящий момент от привода к якорю во все время установки, работы и снятия якоря в колонне.Rigid fastening in the first cam clutch with the outer longitudinal axis of the shaft profile at the end of the output shaft of the drive and the profile of the inner surface of the armature shaft equidistant to the cam profile allows you to transmit torque from the drive to the armature during installation, operation and removal of the armature in the column.
Выполнение удерживающего средства в виде кольцевого шарикового замка, размещенного в нижней части вала якоря, пологой внутренней фаски в нижней части переходной втулки, а также кольцевой канавки и пологой наружной фаски в нижней части и на торце соответственно кулачка выходного вала привода позволяет удерживать якорь на приводе в процессе транспортировки, установки и снятия его в колонне.The implementation of the holding means in the form of an annular ball lock located in the lower part of the armature shaft, a gentle inner chamfer in the lower part of the adapter sleeve, as well as an annular groove and a gentle outer chamfer in the lower part and on the end face of the cam of the drive output shaft, allows the armature to be held on the drive in the process of transportation, installation and removal of it in the column.
Выполнение во второй муфте на фланце корпуса привода жестко закрепленной промежуточной втулки, снабженной снаружи стопорным кольцом и шлицами в нижней части, а также резьбой в верхней части, где на шлицах расположена подвижная втулка с торцевыми кулачками, обращенными в сторону якоря, поджатая пружиной, упирающейся в верхний регулируемый упор, размещенный на резьбе промежуточной втулки, а также выполнение торцевых кулачков в верхней части верхней основной втулки, контактирующих с последними, позволяет удерживать от проворота пакет из верхней и нижней основных втулок, направляющей втулки и шлипсов при передачи крутящего момента на вал якоря от кулачка вала привода.Execution in the second coupling on the flange of the drive housing of a rigidly fixed intermediate sleeve provided with a retaining ring and splines on the bottom and a thread in the upper part, where a movable sleeve with end cams facing the armature is located on the splines, pressed by a spring resting against the upper adjustable stop located on the thread of the intermediate sleeve, as well as the execution of the end cams in the upper part of the upper main sleeve in contact with the latter, allows the package to be kept from turning the upper and lower main bushings, guide bushings and slips when transmitting torque to the armature shaft from the cam of the drive shaft.
Наличие на наружных наклонных поверхностях основных втулок якоря равномерно по окружности расположенных наклонных лысок количеством, равным числу шлипсов, с углом наклона к продольной оси вала якоря, равным углу наклона к этой же оси каждой грани внутренней клиновой поверхности шлипсов, где лыски контактируют с последними, позволяет, в случае больших нагрузок, снизить контактные напряжения в паре “основная втулка-шлипс”, что продлевает ресурс якоря.The presence on the external inclined surfaces of the main bushings of the anchor uniformly around the circumference of the inclined flats with an amount equal to the number of slips, with an angle of inclination to the longitudinal axis of the armature shaft equal to the angle of inclination to the same axis of each face of the inner wedge surface of the slips, where the flats are in contact with the latter, allows , in case of high loads, reduce contact stresses in the pair “main sleeve-slip”, which extends the life of the armature.
Угол наклона к продольной оси якоря каждой грани двухгранной внутренней клиновой поверхности шлипсов и наружных наклонных поверхностей верхней и нижней основных втулок якоря, равный от 10 до 12°, обеспечивает оптимальную работу якоря. При меньшем угле наклона возрастают потери на трение в узле и возможный потребный рабочий ход основных втулок для обеспечения одного и того же заданного радиального хода шлипсов. При большем угле наклона уменьшается радиальная составляющая нагрузки на шлипсы и вследствие этого ухудшается сцепление шлипсов с внутренней поверхностью эксплуатационной колонны.An angle of inclination to the longitudinal axis of the armature of each face of the two-sided inner wedge surface of the slips and the outer inclined surfaces of the upper and lower main armature bushings, equal to 10 to 12 °, ensures optimal operation of the armature. With a smaller angle of inclination, friction losses in the assembly and the possible required working stroke of the main bushings increase to ensure the same given radial stroke of the slips. At a larger angle of inclination, the radial component of the load on the slips decreases and, as a result, the adhesion of the slips to the inner surface of the production string deteriorates.
Выполнение спускоподъемной системы в виде геофизического подъемника, в котором элементом гибкой подвески якоря с приводом является каротажный кабель, позволяет устанавливать и снимать якорь в колонне без отрицательного влияния на этот процесс воздействия веса, деформации и прихватов НКТ, что исключает проскальзывание шлипсов и повреждение внутренней поверхности колонны, а также повышает надежность зацепления якоря с последней.The launching system in the form of a geophysical elevator, in which the logging cable is an element of the flexible anchor suspension with the drive, allows you to install and remove the anchor in the column without negatively affecting this process by the influence of weight, deformation and sticking of the tubing, which eliminates slippage slip and damage to the inner surface of the column , and also increases the reliability of engagement of the anchor with the latter.
Таким образом, за счет центрации и предварительной фиксации эластичной манжетой якоря в колонне, сокращения расстояния между узлами предварительной и окончательной жесткой фиксации, а также установки якоря с погружным приводом на гибкой подвеске решены поставленные в изобретении задачи:Thus, due to the centering and preliminary fixation of the anchor in the column with an elastic cuff, reduction of the distance between the preliminary and final rigid fixation units, as well as the installation of the anchor with a submersible drive on a flexible suspension, the objectives of the invention are solved:
- повышена надежность сцепления якоря в колонне с большой кривизной оси;- increased reliability of the anchor clutch in the column with a large curvature of the axis;
- повышен ресурс якоря за счет меньшего износа острых вершин рифлений шлипсов;- increased resource of the anchor due to less wear on the sharp tops of the corrugations of the slips;
- уменьшаются повреждения внутренней поверхности эксплуатационной колонны шлипсами при установке, работе и снятии якоря.- reduced damage to the inner surface of the production casing with slips during installation, operation and removal of the anchor.
Настоящее изобретение будет более понятно после рассмотрения последующего подробного описания устройства для фиксации оборудования в эксплуатационных колоннах нефтяных, газовых и водяных скважин со ссылкой на прилагаемые чертежи, представленные на фиг.1-5, где:The present invention will be more clear after considering the following detailed description of a device for fixing equipment in production casing of oil, gas and water wells with reference to the accompanying drawings shown in figures 1-5, where:
- на фиг.1 изображен общий вид устройства для фиксации оборудования в эксплуатационной колонне в транспортном положении;- figure 1 shows a General view of a device for fixing equipment in a production casing in a transport position;
- на фиг.2 - то же после установки якоря в эксплуатационной колонне;- figure 2 - the same after installing the anchor in the production casing;
- на фиг.3 изображен якорь, установленный в эксплуатационной колонне после расстыковки и удаления привода;- figure 3 shows the anchor installed in the production casing after undocking and removing the drive;
- на фиг.4 изображен вариант установки дополнительного оборудования, а конкретно шарикового клапана, в эксплуатационной колонне посредством якоря;- figure 4 shows an installation option for additional equipment, specifically a ball valve, in the production casing by means of an anchor;
- на фиг.5 изображен элемент А фиг.1, установка конической пружины в канавке шлипса.- figure 5 shows element A of figure 1, the installation of a conical spring in the groove of the slips.
Устройство для фиксации оборудования в эксплуатационной колонне нефтяных, газовых и водяных скважин, представленное на фиг.1...5, состоит из якоря, соединенного с ним через стыковочный узел реверсивного привода вращения и спускоподъемной системы подвески привода с якорем (на чертежах не показаны). Выполнение привода реверсивным и его соединение с якорем через стыковочный узел позволяет многократно состыковывать и расстыковывать устройство для фиксации оборудования с эксплуатационной колонной.The device for fixing equipment in the production casing of oil, gas and water wells, shown in Fig.1 ... 5, consists of an anchor connected to it through the docking node of the reversible rotation drive and the lifting system of the drive suspension with an anchor (not shown in the drawings) . The execution of the drive reversible and its connection with the anchor through the docking unit allows you to repeatedly dock and undock the device for fixing equipment with the production casing.
Якорь содержит полый вал 1 с левой и правой наружными резьбами, верхнюю резьбовую 2 и нижнюю 3 основные втулки с наружными цилиндрическими и наклонными поверхностями, спрягаемыми между собой, установленные на валу 1 и обращенные наклонными поверхностями друг к другу.The anchor contains a
Нижняя основная втулка 3 размещена на валу 1 через переходную втулку 4 с внутренней резьбой, контактирующей непосредственно с резьбой вала 1, и скреплена с последней радиальными срезными штифтами 5. Размещение нижней основной втулки 3 на валу 1 якоря через переходную втулку 4 с внутренней резьбой, контактирующей непосредственно с резьбой вала 1, и скрепление ее с последней радиальными срезными штифтами 5 позволяет после установки якоря в эксплуатационной колонне, в случае отказа привода, извлечь его на поверхность натяжением каротажного кабеля с валом 1 и верхней основной втулкой 2 якоря.The lower main sleeve 3 is placed on the
Набор шлипсов 6 размещен по окружности продольно оси вала 1. Каждый шлипс 6 имеет внутреннюю клиновую двухгранную и наружную цилиндрическую с канавкой 7 и рифлениями 8 поверхности и контактирует соответственно одной из граней внутренней поверхности с наклонной поверхностью верхней 2 или нижней 3 основных втулок.A set of
Якорь также содержит направляющую втулку 9, расположенную соосно валу 1 на наружных цилиндрических поверхностях верхней 2 и нижней 3, снабженную в средней части кольцевым поясом радиальных прямоугольных окон 10, в которых с возможностью радиального смещения размещены шлипсы 6. По краям направляющая втулка 9 снабжена также узлами стопорения основных втулок 2, 3 от кругового поворота.The anchor also contains a guide sleeve 9, located coaxially with the
Спускоподъемная система подвески привода и якоря выполнена с элементом гибкой связи, якорь дополнительно содержит центратор и узел предварительной фиксации в эксплуатационной колонне, а также узел стопорения шлипсов 6 в транспортном положении. Выполнение спускоподъемной системы подвески привода и якоря с элементом гибкой связи позволяет устанавливать якорь в колонне со значительным изгибом ее оси. Дополнение якоря центратором и узлом предварительной фиксации позволяет точно ориентировать шлипсы 6 якоря относительно внутренней поверхности колонны перед окончательной установкой в ней. Привод вращения выполнен погружным, снабжен выходным валом 11 и фланцем 12. Выполнение привода погружным с гибкой связью подвески на подъемнике обеспечивает жесткую кинематическую связь его с якорем на короткой базе на любой глубине и исключает отрицательное влияние на эту связь затирания устройства о внутреннюю поверхность колонны при любом изгибе ее оси. Стыковочный узел содержит две сцепные механические муфты, первую муфту, состоящую из двух полумуфт, одна из которых выполнена на свободной концевой части выходного вала 11 привода, а другая - во внутренней части полого вала 1 якоря, соединяемых осевым перемещением, с удерживающим средством, вращающимся с муфтой и действующим посредством взаимозацепляющихся элементов. Вторая муфта состоит из двух полумуфт, также соединяемых осевым перемещением, выполненных на верхней основной втулке 2 якоря со стороны, обращенной к приводу, и на фланце 12 корпуса привода.The launching and suspension system of the drive and the armature is made with a flexible connection element, the armature additionally contains a centralizer and a preliminary fixation unit in the production casing, as well as a locking block for the
Нижняя основная втулка 3 якоря снизу выполнена с наружной ступенчатой частью и снабжена упором 13 с шайбой 14 у торца и упорной шайбой 15 у ступенчатой части. Центратор и узел предварительной фиксации якоря выполнены одним узлом в виде эластичной манжеты 16, размещенной на ступенчатой части нижней основной втулки 3 между упорными шайбами 14, 15. Следует отметить, что поскольку вся начальная установочная нагрузка прикладывается к эластичной манжете 16, то она изготавливается из более жесткого эластомера, чем для целей уплотнения. Выполнение нижней основной втулки 3 снизу с наружной ступенчатой частью и снабжение ее упором 13 с шайбой 14 у торца и упорной шайбой 15 у ступенчатой части, а также исполнение центратора и узла предварительной фиксации якоря одним узлом в виде эластичной манжеты 16, размещенной на ступенчатой части нижней основной втулки 3 между упорными шайбами 14 и 15, позволяет сократить расстояние между набором шлипсов 6 и узлом их предварительной фиксации, что позволяет надежно без проскальзывания шлипсов 6 устанавливать якорь, при наличии его гибкой подвески, в колонне большой кривизны. Дополнительный технический результат, возникающий при этом, - уплотнение якоря в эксплуатационной колонне эластичной манжетой 16.The lower main sleeve 3 of the anchor from below is made with an external step part and is equipped with a stop 13 with a washer 14 at the end and a stop washer 15 at the step part. The centralizer and the anchor pre-fixation unit are made by one unit in the form of an elastic cuff 16 located on the stepped part of the lower main sleeve 3 between the thrust washers 14, 15. It should be noted that since the entire initial installation load is applied to the elastic cuff 16, it is made of more hard elastomer than for sealing purposes. The implementation of the lower main sleeve 3 from the bottom with the outer stepped part and the supply of its stop 13 with the washer 14 at the end and the thrust washer 15 at the stepped part, as well as the design of the centralizer and the anchor pre-fixation unit with one node in the form of an elastic cuff 16 located on the stepped part of the lower the main sleeve 3 between the thrust washers 14 and 15, allows you to reduce the distance between the set of
Узел стопорения шлипсов 6 (см. фиг.1, 5) содержит размещенную в их канавках 7 дополнительную перфорированную отверстиями 17 втулку 18, установленную снаружи направляющей втулки 9 в зоне пояса ее радиальных прямоугольных окон 10 и жестко скрепленную с ней. Первоначально втулка 18 выполнена в виде ленты, а затем сворачивается в кольцо при сборке. В канавке 7 каждого шлипса 6 также установлен упругий элемент, например коническая пружина 19, опирающаяся торцом большого диаметра на дно канавки 7, а торцом малого диаметра изнутри на дополнительную втулку 18. Отжатый по центру свободный конец малого диаметра каждой пружины 19 расположен в отверстии перфорации 17 дополнительной втулки 18.The locking block of the slips 6 (see FIGS. 1, 5) contains an
Обращение верхней 2 и нижней 3 основных втулок якоря наружными наклонными поверхностями друг к другу, контакт их этими поверхностями с внутренней двухгранной поверхностью шлипсов 6, радиальная фиксация шлипсов 6 в прямоугольных окнах 10 направляющей втулки 9 и радиальное поджатие их упругими элементами 19 к основным втулкам 2, 3 якоря позволяет надежно без проскальзывания фиксировать шлипсы 6 в процессе транспортировки и установки якоря в эксплуатационной колонне. Выполнение упругих элементов стопорения шлипсов 6 в виде конических пружин сжатия 19 обеспечивает большое радиальное перемещение шлипсов.The rotation of the upper 2 and lower 3 of the main armature bushes with the external inclined surfaces to each other, their contact with these surfaces with the inner dihedral surface of the
Узел стопорения каждой основной втулки 2, 3 якоря от поворота выполнен в виде продольных пазов 20 и 21 на ее наружной цилиндрической поверхности и радиальных штифтов 22 и 23, закрепленных с сопрягаемого с каждой основной втулкой 2, 3 края направляющей втулки 9, размещенных соответственно в продольных пазах 20 и 21 основных втулок.The locking unit of each
Такая конструкция узла стопорения основных втулок 2, 3 обеспечивает, в связи с наличием правой и левой резьб на валу 1 якоря, а также на верхней 2 и нижней 3 основных втулок, при вращении вала 1 сближение или расхождение последних с воздействием на перемещение в радиальном направлении набора шлипсов 6. Верхняя основная втулка 2 в верхней части снабжена внутренней трубной конической резьбой 24, что позволяет устанавливать на якорь в эксплуатационной колонне дополнительное оборудование, например (см. фиг.4) шариковый клапан 25.This design of the locking unit of the
В первой муфте стыковочного узла якоря с приводом на концевой части выходного вала 11 привода посредством шпонки 26 и резьбового упора 27 жестко закреплен кулачок 28 с наружным продольным оси вала 11 многогранным профилем. Профиль внутренней поверхности вала 1 якоря эквидистантен наружному профилю кулачка 28 и сопрягается с ним. Это позволяет передавать крутящий момент от привода к якорю во время установки или снятия якоря в колонне.In the first coupling of the docking node of the armature with the drive on the end of the output shaft 11 of the drive by means of a key 26 and a threaded stop 27, a cam 28 is rigidly fixed to the outer longitudinal axis of the shaft 11 with a multifaceted profile. The profile of the inner surface of the
Удерживающее средство, вращающееся с первой муфтой и действующее посредством взаимозацепляющихся элементов, содержит кольцевой шариковый замок 29, размещенный в нижней части вала 1 якоря, пологую внутреннюю фаску 30 в нижней части переходной втулки 4, а также кольцевую канавку 31 и пологую наружную фаску 32 в нижней части и на торце соответственно кулачка 28 выходного вала 11 привода. Такое выполнение удерживающего средства позволяет удерживать якорь на приводе в процессе транспортировки, установки и снятия его в колонне.The holding means rotating with the first clutch and acting by means of interlocking elements comprises an annular ball lock 29 located in the lower part of the
Во второй муфте стыковочного узла якоря с приводом полумуфта, выполненная на фланце 12 корпуса привода, содержит промежуточную втулку 33, жестко закрепленную на фланце 12 корпуса привода, снабженную снаружи стопорным кольцом 34 и шлицами 35 в нижней части, а также резьбой 36 в верхней части. На шлицах 35 расположена подвижная втулка 37 с торцевыми кулачками 38, обращенными в сторону якоря, поджатая пружиной 39, упирающейся в верхний регулируемый упор 40, размещенный на резьбе 36 промежуточной втулки 33. Ответная полумуфта на верхней основной втулке 2 якоря выполнена в виде торцевых кулачков 41 на ее верхней части, сопрягаемых с кулачками 38 подвижной втулки 37. Такое выполнение второй муфты позволяет удерживать от проворота пакет из верхней 2 и нижней 3 основных втулок, направляющей втулки 9 и шлипсов 6 при передаче крутящего момента на вал 1 якоря от кулачка 28 вала 11 привода.In the second coupling of the anchor-docking assembly with the drive, the half-coupling, made on the flange 12 of the drive housing, contains an intermediate sleeve 33, rigidly mounted on the flange 12 of the drive housing, provided with an external retaining ring 34 and splines 35 in the lower part, as well as a thread 36 in the upper part. On the slots 35 there is a movable sleeve 37 with end cams 38 facing the armature, pressed by a spring 39, abutting against the upper adjustable stop 40, located on the thread 36 of the intermediate sleeve 33. The response coupling on the upper
Возможен вариант, когда на наружных наклонных поверхностях основных втулок 2 и 3 якоря равномерно по окружности выполнены наклонные лыски количеством, равным числу шлипсов 6, с углом наклона к продольной оси вала 1 якоря, равным углу наклона к этой же оси каждой грани внутренней клиновой поверхности шлипсов 6, где лыски контактируют с последними. Это позволяет, в случае больших нагрузок, снизить контактные напряжения в паре “основная втулка - шлипс”, что продлевает ресурс якоря.It is possible that on the outer inclined surfaces of the
Угол наклона к продольной оси вала 1 якоря каждой грани двухгранной внутренней клиновой поверхности шлипсов 6 и наружных наклонных поверхностей верхней 2 и нижней 3 основных втулок якоря выполняется равным от 10 до 12°, что обеспечивает оптимальную работу якоря. При меньшем угле наклона возрастают потери на трение в узле и возможный потребный рабочий ход основных втулок 2 и 3 для обеспечения одного и того же радиального хода шлипсов 6. При большем угле наклона уменьшается радиальная составляющая нагрузки на шлипсы 6 и вследствие этого ухудшается сцепление шлипсов с эксплуатационной колонной.The angle of inclination to the longitudinal axis of the
Спускоподъемная система в устройстве для фиксации оборудования в эксплуатационной колонне выполнена в виде геофизического подъемника, а элементом гибкой связи подвески якоря и привода с подъемником является каротажный кабель, что позволяет устанавливать и снимать якорь в колонне с большим изгибом оси без отрицательного влияния на этот процесс воздействия веса, деформации и прихватов НКТ внутри колонны. Это исключает проскальзывание шлипсов 6 при контакте с внутренней поверхностью колонны и повышает надежность зацепления якоря с колонной.The launching system in the device for fixing equipment in the production casing is made in the form of a geophysical elevator, and the logging cable is an element of the flexible connection of the anchor suspension and the drive to the elevator, which allows you to install and remove the anchor in the column with a large axis bend without negatively affecting this process , deformation and sticking tubing inside the column. This eliminates slippage of the
Монтаж устройства перед работой в эксплуатационной колонне заключается в сборке спускоподъемной системы, привода и якоря между собой. Конструкции спускоподъемной системы и привода разрабатываются сторонними организациями и здесь не рассматриваются. Сборка якоря начинается со сборки отдельных сборочных единиц:Installation of the device before working in the production casing consists in assembling the hoisting system, the drive and the armature between each other. The designs of the hoisting system and the drive are developed by third parties and are not considered here. Anchor assembly begins with the assembly of individual assembly units:
- переходная втулка 4 состыковывается с нижней основной втулкой 3 и крепится к ней срезными штифтами 5. На ступенчатую нижнюю часть втулки 3 последовательно устанавливаются упорная шайба 15, эластичная манжета 16, упорная шайба 14 и резьбовой упор 13;- the
- в нижней части вала 1 якоря собирается радиальный шариковый замок 29 путем ввинчивания в вал 1 на резьбе втулок и установки во втулки шариков. Следует отметить, что диаметр каждой втулки со стороны оси вала 1 меньше максимального диаметра шарика, что предохраняет их от выпадения внутрь к оси вала 1;- in the lower part of the
- на вал 1 на резьбе устанавливаются основные втулки 2 и 3, на них надвигается направляющая втулка 9 и стопорится от поворота радиальными штифтами 22, 23 в пазах 20, 21 основных втулок 2,3 соответственно;- on the
- в прямоугольные окна 10 направляющей втулки 9 закладываются шлипсы 6, так чтобы грани внутренней клиновой поверхности шлипсов 6 контактировали с наклонными поверхностями основных втулок 2 и 3, после чего набор шлипсов 6 предварительно скрепляют от выпадения;- in the
- на втулку 18, выполненную первоначально в виде ленты, в отверстия перфорации устанавливаются свободные, отжатые по центру концы пружин 19, а затем лента свертывается в кольцо и обертывается вокруг направляющей втулки 9, так чтобы пружины 19 и втулка 18 размещались в канавках 7 шлипсов 6, и жестко скрепляют винтами втулку 18 с направляющей втулкой 9.- on the
Якорь собран и готов к дальнейшей сборке с приводом.The anchor is assembled and ready for further assembly with the drive.
Досборка готового привода заключается в том, что:Reassembly of the finished drive is that:
- на выходной вал 11 привода на шпонке 26 и резьбовом упоре 27 устанавливается кулачок 28;- on the output shaft 11 of the drive on the key 26 and threaded stop 27, a cam 28 is installed;
- на промежуточную втулку 33 последовательно устанавливаются на шлицы 35 подвижная втулка 37, стопорное кольцо 34, пружина 39, и все это на резьбе 36 стягивается регулируемым упором 40;- on the intermediate sleeve 33 sequentially mounted on the slots 35 movable sleeve 37, the locking ring 34, the spring 39, and all this on the thread 36 is pulled together by an adjustable stop 40;
- промежуточная втулка 33 в сборе устанавливается на фланец 12 привода.- the intermediate sleeve 33 assembly is mounted on the drive flange 12.
Операции сборки якоря и привода заключаются в том, что:The assembly operations of the armature and the drive are that:
- стыкуют якорь и привод осевым перемещением так, чтобы кулачок 28 выходного вала 11 привода вошел внутрь вала 1 якоря и контактировал своим наружным профилем с эквидистантным внутренним профилем вала 1;- join the armature and the drive axial movement so that the cam 28 of the output shaft 11 of the drive entered the
- при этом подвижная втулка 37, поджатая пружиной 39, должна войти своими торцевыми кулачками 38 в зацепление с торцевыми кулачками 41 верхней основной втулки 2;- while the movable sleeve 37, preloaded by the spring 39, must enter with its end cams 38 into engagement with the end cams 41 of the upper
- вращением вала 11 с кулачком 28 сближают основные втулки 2 и 3 так, чтобы кольцевой шариковый замок 29 вышел снаружи фаски 30 переходной втулки 4, и шарики могли свободно выкатываться по периферии до контакта с внутренней поверхностью основной втулки 3;- by rotation of the shaft 11 with the cam 28, the
- внутренний диаметр набора шариков при этом превышает максимальный наружный диаметр кулачка 28;- the inner diameter of the set of balls in this case exceeds the maximum outer diameter of the cam 28;
- при дальнейшем вращении вала 11 кулачок 28 фаской 32 раздвигает шарики и вдвигается в вал 1 якоря так, что шариковый замок 29 располагается напротив кольцевой канавки 31 кулачка 28;- with further rotation of the shaft 11, the cam 28 of the chamfer 32 pushes the balls and moves into the
- обратным вращением вала 11 нижняя основная втулка 3 надвигается на шариковый замок 29 и через переходную втулку 4 фиксирует шарики в кольцевой канавке 31 кулачка 28.- reverse rotation of the shaft 11, the lower main sleeve 3 is pushed onto the ball lock 29 and through the
Следует отметить, что после этого наружный диаметр набора шлипсов 6 не должен выходить за максимальные наружные габариты якоря и привода.It should be noted that after this, the outer diameter of the set of
Таким образом, якорь и привод (см. фиг.1) собраны для транспортировки в эксплуатационной колонне.Thus, the anchor and the drive (see figure 1) are assembled for transportation in the production casing.
Устройство для фиксации оборудования, включающее якорь и соединенный с ним через стыковочный узел реверсивный привод вращения, на каротажном кабеле геофизического подъемника опускается с устья скважины с кольцевым зазором в эксплуатационную колонну на заданную глубину.A device for fixing equipment, including an anchor and a reversible rotation drive connected to it via a docking unit, is lowered from the wellhead with an annular gap into the production string to a predetermined depth from the wellhead with a ring gap.
Здесь включается привод, и с вращением кулачка 28 основные втулки 2 и 3 сближаются между собой. При этом:Here the drive is turned on, and with the rotation of the cam 28, the
- упор манжеты 16 через шайбу 15 переходит со ступеньки основной втулки 3 на нижний торец направляющей втулки 9;- the emphasis of the cuff 16 through the washer 15 passes from the step of the main sleeve 3 to the lower end of the guide sleeve 9;
- манжета 16 начинает сжиматься и увеличиваться по наружному диаметру;- the cuff 16 begins to shrink and increase in outer diameter;
- шлипсы 6 выдвигаются наружу;- slips 6 are pushed out;
- первой внутренней поверхности колонны касается эластичная манжета 16 и центрирует шлипсы 6 относительно нее;- the first inner surface of the column touches the elastic cuff 16 and centers the
- при дальнейшем вращении кулачка 28 манжета 16 плотнее садится на внутреннюю поверхность колонны, не повреждая ее, и предварительно фиксирует якорь в ней;- with further rotation of the cam 28, the cuff 16 sits more tightly on the inner surface of the column without damaging it, and pre-fixes the anchor in it;
- шариковый замок 29 выходит из контакта с переходной втулкой 4, шарики имеют возможность выкатится из кольцевой канавки 31 кулачка 28, то есть якорь и привод расцеплены по оси между собой;- the ball lock 29 comes out of contact with the
- при последующем вращении кулачка 28 набор шлипсов 6 ориентируется и контактирует без проскальзывания с внутренней поверхностью эксплуатационной колонны, не повреждая ее, и окончательно закрепляется на ней;- during the subsequent rotation of the cam 28, the set of
- при этом возможна эластичная деформация манжеты 16, но она не повреждает внутреннюю поверхность колонны;- in this case, elastic deformation of the cuff 16 is possible, but it does not damage the inner surface of the column;
- по нарастанию токовой нагрузки на приводе сверх заданного предела привод отключается.- by increasing the current load on the drive over a predetermined limit, the drive is turned off.
Так как привод уже не сцеплен с якорем через шариковый замок 29 (см. фиг.2), то на каротажном кабеле он свободно может быть извлечен на поверхность (см. фиг.3). В эксплуатационной колонне можно устанавливать и снимать дополнительное скважинное оборудование. Например, (см. фиг.1) на внутренней конической резьбе 24 верхней основной втулки 2 якоря на НКТ устанавливается (см. фиг.4) шариковый клапан 25.Since the drive is no longer coupled to the anchor through a ball lock 29 (see FIG. 2), it can freely be removed to the surface on the wireline cable (see FIG. 3). In the production casing, additional downhole equipment can be installed and removed. For example, (see figure 1) on the internal conical thread 24 of the upper
Извлечение якоря из колонны происходит в обратной последовательности. С якоря снимается и извлекается на наружную поверхность дополнительное скважинное оборудование. Привод на каротажном кабеле опускается вниз и стыкуется осевым перемещением с якорем. При этом подвижная втулка 37, поджатая пружиной 39, входит своими торцевыми кулачками 38 в зацепление с торцевыми кулачками 41 верхней основной втулки 2, а кулачок 28 выходного вала 11 размещается внутри вала 1 якоря так, что кольцевая канавка 31 располагается напротив шарикового замка 29. Вращением вала 11 с кулачком 28 на валу 1 раздвигают основные втулки 2 и 3 так, чтобы кольцевой шариковый замок 29 через фаску 30 вошел внутрь переходной втулки 4, а шарики замка вкатились в канавку 31 и заперлись в ней. Во время этой операции:Removing the anchor from the column occurs in the reverse order. Additional downhole equipment is removed from the anchor and removed to the outer surface. The drive on the logging cable goes down and joins the axial movement with the anchor. In this case, the movable sleeve 37, preloaded by the spring 39, engages its end cams 38 with the end cams 41 of the upper
- привод соединился с якорем;- the drive connected to the anchor;
- шлипсы 6 расстыковались с внутренней поверхностью эксплуатационной колонны;- slips 6 undocked with the inner surface of the production casing;
- уменьшился контакт эластичной манжеты 16 с колонной;- decreased contact elastic cuff 16 with the column;
- часть весовой нагрузки привода приходится на манжету 16 якоря.- part of the weight load of the drive falls on the arm cuff 16.
При дальнейшем вращении вала 11 привода манжета 16 окончательно расстыковывается с внутренней поверхностью эксплуатационной колонны, не повреждая ее, а вся весовая нагрузка от якоря и привода приходится на каротажный кабель. Выключение привода осуществляется по концевому выключателю в приводе.With further rotation of the drive shaft 11, the sleeve 16 is finally undocked with the inner surface of the production string without damaging it, and the entire weight load from the armature and the drive falls on the wireline cable. The drive is switched off by the limit switch in the drive.
Якорь с приводом поднимается к устью скважины.An anchor with a drive rises to the wellhead.
Использование предлагаемого устройства позволяет:Using the proposed device allows you to:
- не срывать якорь с колонны при снятии натяжения и не повреждать ее внутреннюю поверхность;- do not tear off the anchor from the column when releasing the tension and do not damage its inner surface;
- повысить надежность сцепления якоря с колонной за счет его предварительной центрации и фиксации;- to increase the reliability of the anchor coupling with the column due to its preliminary centering and fixing;
- повысить ресурс якоря за счет меньшего износа острых вершин рифлений шлипсов;- increase the resource of the anchor due to less wear on the sharp tops of the corrugations of the slips;
- уменьшить повреждения внутренней поверхности эксплуатационной колонны шлипсами при установке, работе и снятии якоря.- reduce damage to the inner surface of the production casing with slips during installation, operation and removal of the anchor.
Экономический эффект от использования предлагаемого устройства достигается за счет уменьшения времени исполнения технологических операций, повышения ресурса якоря и уменьшения количества и времени операций на ремонт внутренней поверхности эксплуатационной колонны.The economic effect of using the proposed device is achieved by reducing the execution time of technological operations, increasing the resource of the anchor and reducing the number and time of operations to repair the inner surface of the production casing.
Библиографические данные источников информацииBibliographic information sources
1. Авторское свидетельство СССР №987074, МПК Е 21 В 23/06, 1981.1. USSR copyright certificate No. 987074, IPC E 21 V 23/06, 1981.
2. Авторское свидетельство СССР №1049652, МПК Е 21 В 23/00, 1982.2. USSR copyright certificate No. 1049652, IPC E 21 V 23/00, 1982.
3. Авторское свидетельство СССР №1559108, МПК Е 21 В 33/12, 23/00, 1988.3. USSR author's certificate No. 1559108, IPC E 21 B 33/12, 23/00, 1988.
4. Силаш А.П. “Добыча и транспорт нефти и газа”, ч.1. М., “Недра”, 1980, с.303-304 (прототип).4. Silash A.P. “Oil and gas production and transportation”,
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003131994/03A RU2245985C2 (en) | 2003-11-03 | 2003-11-03 | Device for fixing equipment in operation column |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003131994/03A RU2245985C2 (en) | 2003-11-03 | 2003-11-03 | Device for fixing equipment in operation column |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003131994A RU2003131994A (en) | 2004-06-10 |
| RU2245985C2 true RU2245985C2 (en) | 2005-02-10 |
Family
ID=35209002
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003131994/03A RU2245985C2 (en) | 2003-11-03 | 2003-11-03 | Device for fixing equipment in operation column |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2245985C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2737629C1 (en) * | 2020-03-17 | 2020-12-01 | Акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Титан-Баррикады" | Device for fixation of tool |
| RU2745810C2 (en) * | 2016-09-20 | 2021-04-01 | Бейкер Хьюз, Э Джии Компани, Ллк | Extension-type element systems for down-hole tools |
-
2003
- 2003-11-03 RU RU2003131994/03A patent/RU2245985C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| СИЛАШ А.П., Добыча и транспорт нефти и газа, ч.1, Москва, Недра, 1980, с.303, 304. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2745810C2 (en) * | 2016-09-20 | 2021-04-01 | Бейкер Хьюз, Э Джии Компани, Ллк | Extension-type element systems for down-hole tools |
| RU2737629C1 (en) * | 2020-03-17 | 2020-12-01 | Акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Титан-Баррикады" | Device for fixation of tool |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6264395B1 (en) | Slips for drill pipe or other tubular goods | |
| RU2503792C2 (en) | Grab retraction control mechanism for creation of gripping tool with enlarged working range, and method of its use | |
| US6732822B2 (en) | Method and apparatus for handling tubular goods | |
| US8496409B2 (en) | Marine riser tensioner | |
| US20150323109A1 (en) | Drill Pipe Connector and Method | |
| RU2667366C1 (en) | Safety device for the motor shaft transmission device | |
| US7395855B2 (en) | Radially moving slips | |
| CA2465936C (en) | Method and apparatus for anchoring downhole tools in a wellbore | |
| CN110325704A (en) | Pipe fitting or rod piece lifting device | |
| RU2245985C2 (en) | Device for fixing equipment in operation column | |
| US20120160511A1 (en) | Active casing hanger hook mechanism | |
| US8882394B2 (en) | Tensioner cylinder connections with multiaxial degrees of freedom | |
| US20200072001A1 (en) | Apparatus and Method for Running Casing into a Wellbore | |
| US4580630A (en) | Mudline casing hanger assembly | |
| GB2496506A (en) | Riser tensioner system having articulated couplings for hydraulic cylinders. | |
| RU2232247C2 (en) | System for pressure testing wells in operation | |
| CA2512800C (en) | Method and apparatus for handling tubular goods | |
| CN115584943B (en) | A kind of throwable clip-on downhole fishing tool | |
| CA2974797A1 (en) | Driveshaft retention assembly | |
| CN216197978U (en) | Suspension packer | |
| RU2236543C2 (en) | System for pressure testing operation columns | |
| US20180112479A1 (en) | Apparatus and method for landing and setting slip assembly | |
| US3895837A (en) | Wire line spear mechanism | |
| SU1564320A2 (en) | Device for reducing borehole distortion | |
| CN116398058A (en) | Sucker rod connection structure and sucker rod string |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20071104 |