Устройство для установки и фиксации оборудования в буровой скважине

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСТАНОВКИ И ФИКСАЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ В БУРОВОЙ СКВАЖИНЕ, включакяцее шток с направляющими , на которых последовательно по высоте установлены сухари с внут ренними посадочными поверхностями под поверхности штока и подвижный цилинд;ф-толкатель, размещенный на штоке Ъ возможностью взаимодействия с сухарями, о-т л и ч a ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности за счет усиления сцепления сухарей со стенками скважины, шток в своей рабочей части выполнен в виде направленных под углом к продольной Оси устройства двух колен, ймекших прямоугольное поперечное сечение, a поверхности взаимодействия каждого сухаря со стенкой имеют полуцилинд .рическую форму.

. СОЮЗ С08ЕТСННХ

ВМ ЦМОЮВ

PECllVSJNH ав <в

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР.

f30 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬЩФ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:.» "..; .. : /

Н ABTOPCPIOVIV CSHCOTEllhCTRV .. / (21) 3381824/.22-03

" (.22) 14 ° 01. 82 . (46,) 23. 08. 83. Вюл. 9 31 (72) Я.A. Ходжакулиев и К.К. Куликов (71) Туркменский научно-исследовательский геологоразведочный институт .(53) 622,245,4(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 759701, кл. E 21 В 33/12, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 670720, кл. Е 21 В 33/12, 1978 ,(прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСТАНОВКИ

И ФИКСАЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ В БУРОВОЙ

СКВАЖИНЕ, включающее шток с направ- ляющими, на которых последовательно по высоте установлены сухари с внут ренними посадочными поверхностями под поверхности штока и подвижный цилиндр«толкатель, размещенный на штоке е возможностью взаимодействия с сухарями, о.т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности за счет усиления .сцепления сухарей со стенками скважины, шток в своей рабочей части выполнен в виде направленных под углом .к продольной Ьси устройства двух колен, имеющих прямоугольное поперечное сечение, а поверхности взаимодействия каждого сухаря со стенкой имеют полуцилинд,рическую Форму.

1036902

Изобретение относится к устрой- . ствам для установки и фиксации испытательного инструмента и другого оборудования в скважинах как обсаженных эксплуатационной колонной, так и в открытом стволе, сложенном . твердыми породами, и предназначено для использования в комплекте оббру; дования для.испытания скважин без применения хвостовиков в качестве опоры.

Известно устройство для установки и фиксации обрудования в буровой скважине, содержащее. цилиндрический корпус с посадочным конусом, сухари, подвижную относительно корпуса втул- 15 ку и подвижный упорный цилиндр с прижимами, включающий симметрично расположенные в его. боковой поверх. ности пальцы, взаимодействующие с пазом на корпусе. Паз на корпусе выполнен поперечно-кольцевым, с. чередующимися разной длины вертикальными отводами, два из которых, меньшей длины, расположены симметрично по обе стороны от поперечного коль-, цевого паза, а два других большей длины — по одну сторону от него 1 ).

Устройство с клинообразными сухарями имеет небольшую площадь сцепле" ния сухарей с колонной, причем только на одном кольцевом уровне, что не обеспечивает повышенной его надежности °

Известно также устройство для установки и фиксации оборудования в буровой скважине, включающее шток с направляющими, на которых последовательно по высоте установлены сухари с внутренними посадочными поверхностями под поверхности штока и подвижный цилиндр-толкатель, раз- 40 мещенный на штоке с возможностью взаимодействия с сухарями (2).

Однако устройство недостаточно надежно в работе, так еак плашки нижнего ряда будут опережать плашки 45 верхнего ряда, затруднена .точная подгонка в скважине::положений сухарей под верхйий фланец конуса,а потому: ослаблено сцепление плашек со стенками сяважийы.

Целью изобретения является повыение надежности работы за счет усиления сцепления сухарей со стенка" ми скважины.

Поставленная цель достигается тем,55 .что в устройстве для установки и фиксации оборудования в буровой скважине, включающем шток с направляющими, на которых последовательно по высоте .установлены сухари с внутренними 60 посадочными поверхностями под поверхности штока и подвижный цилиндр-толкатель размещенный на штоке с возможностью взаимодействия с сухарями, шток в своей рабочей части выполнен gg в виде направленных под углом к продольной оси устройства двух колен, имеющих прямоугольное поперечное сечение, и поверхности взаимодействия каждого сухаря со стенкой скважины имеют полуцилиндрическую форму °

На фиг. 1 показано устройство в исходном положении (при спусках и подъемах ) ; на фиг. 2 - поперечное сечение A-A на фиг.. 1; на фиг. 3 поперечное сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 — развертка поперечно-. кольцевого паза цилиндра.

Устройство для установки и .фиксации оборудования в буровой скважйне содержит корпус 1, переходящий в посадочный шток 2. В верхней своей части корпус имеет внутреннюю коническую резьбу для соединения с бу, рильными трубами. С посадочным штоком 2 сопряжен подвижной цилиндртолкатель 3, который взаимодействует с направляющими 4 и 5 и через послед.ние — с сухарями 6 и 7.

На внутренней поверхности цилиндра-толкателя выполнен поперечно-кольцевой наэ 8. Устройство имеет также корпус 9 с помещенными в нем подпружиненными прижимами 10. Прижимы 10 находятся в прорезях корпуса и удер- живаются в них пальцами 11 под действием пружин 12. При спусках и подъемах устройства они постоянно находятся в соприкосновении со стенка- ми обсадной колоны скважины. Шток 2 ! в нижней части несет два подпружи ненных диаметрально противоположных фиксатора 13, взаимодействующих с поперечно-кольцевым пазом 8 на цилиндре-толкателе 3. Для обеспечения сборки устройства корпус выполнен из двух частей, соединенных болтами 14, Посадочный шток 2 в средней своей части выполнен в виде двух сопряженных, направленных под одинаковым углом к продольной оси устройства колен 15 и 16. Поперечное сечение средней части штока -прямоугольное (с закругленными углами ). По верхнему колену 15 штока 2 перемещается

l сухарь 6, сопряженный с направляющей 4, по нижнему колену 16 — сухарь

7 с направляющей 5. По на ужной по» ,верхности сухари выполнены в виде двух полуцилиндров, составляющих при расклинивании полный диаметр колонны или открытого ствола, однако они расположены по высоте на разных уровнях. Тем самым обеспечивается при их расклинивании постоянное приложение пары сил, действующих в плоскости продольной оси устройства на стенки .скважины или колонны. Это дает воэможность устройству воспринимать большие осевые нагрузки вплоть

1036902 до напряжения в теле трубы, дости гающих предела текучести. Направляю щие 4 и 5 соединены с соответствующими сухарями посредством болтов 17 и имеют внешний цилиндрический участок поверхности. Сопряжения сухаря б с направляющей 4 и сухаря 7 с направляющей 5 образуют внутренние четырехугольные отверстия под поверхности штока. Стенки отверстий скошеиы в . разные стороны в соответствии с .направлениями колен 15 и 16 штока 2.

Между. коленами 15 и 16 на штоке, со стороны направляющей 4, под последнюю выполнен уступ 18.

Внутренний поперечно-кольцевой 35 паз 8 на цилиндре-толкателе 3 выполнен с четырьмя равномерно чередующимися вертикальными отводами. Два из вертикальных отводов q6 и Be имеют большую длину, чем два других йъ и жз. 2g .Отводы служат для перемещения по ним фиксаторов 13. Профиль кольцевого паза выполнен меньшей глубины, чем профили отводов, имея плавные переходы в отводы, Устройство работает следующим образом.

Во время спусков и подъемов устройства в комплекте с инструментом фиксаторы 13 располагаются в коротких пазах въ и жз . При достижении требуемого интервала, для зацеплений сухарей б и 7 со стенками обсадной колонны фиксаторы 13 правым поворотом насосно-компрессорных труб переводят 35 в вертикальные удлиненные пазы ав и

Be ° Тем самым обеспечивают возможность осевого перемещения штока 2 вниз относительно цилиндра-толкателя 3, который в свою очередь давит 40 на сухарь 7 и через подвижную направляющую 5 — на сухарь б, перемещая их по коленам 16 и 15 штока до зацепления со стенками скважины. Тем самйм устройство включено в работу и может принимать на себя осевую нагрузку. 45

При переходе на следующий интервал или объект испытаний устройство освобождается следующим образом.

При подъеме вверх за счет трения сухарей 6 и 7 о стенки скважины под- 50 вижный цилиндр-толкатель 3 опускается вниз и фиксаторы 13 упираются в концы больших пазов а5 и Be

После этого инструменту сообщают правый поворот, что приводит к тому, 55 что фиксаторы 13 переходят в малые пазы Bz и яз цилиндра-толкателя 3.

Это дает возможность в дальнейшем проводить -спуск и подъем устройства.

Предлагаемое устройство заменяет другие типы устройств, включаемых в комплекты испытательного оборудова! ния для скважин, а также все устройства, используемые в качестве опорных хвостовиков при различнььх работах в скважине. Техничеоким преимущест,вом устройства является повышенное усилие сцепления сухарей с колонной или стволом скважины. Выигрыш в усилении сцепления достигается .двояко: во-первых, за счет осуществления заклинивания на двух разнесенных по высоте уровнях, при этом возникает постоянно приложенная к стенкам скважины пара сил; во-вторых, благодаря полуцилиндрической (а не секторной),форме образующей рабочей поверхностей сухарей, диаметр которой оказывается возможным в этом случае выполнить равным диаметру скважины. При этом более равномерно воспринимается стенками скважины как усилие от верхней части инструмента, так и ударная нагрузна от гидравлического удара, возникающего в момент открытия приемного клапана испытания пластов. Тем самыМ обеспечивается сохранность стенок сква-. жины.

Преимуществом устройства является также повышенная надежность действия .Устройства.Оно компактно и обладает простотой в управлений.

Экономический эффект от предложе» ния возникает за счет исключения необходимости устанавливать при работах в скважине цементные мосты или испозхьзовать в качестве опоры бурильные трубы. При использовании устррйства вместо опор хвостовиков обеспе чивается безаварийность работ, так как исключен прихват хвостовика. При работах в открытом стволе и наличии осадка на забое или каверн испольэовать хвостовик вообще невозможно.

В таких случаях предлагаемое устройство оказывается единственно возможиым для обеспечения последующих испытаний. При этом устройством можно производить поиск по стволу площадок,.необходимых для установки пакера, которые могут иметь высоту всего 2-3 м (благодаря уменьшенным длине и диаметру устройство обладает повышенной проходимостью по ство.лу) °

1036902

А-4

Е-6

Составитель И. Кепке

Редактор T. КУгрышева Техред Ж.Кастелевич .Корректор С.Шекмар

Заказ 5965/33 Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4