Компенсатор осевой

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано в составе технологического и эксплуатационного оборудования для компенсации растяжения (снятия напряжений) в колонне НКТ. Технический результат - повышение эффективности за счет обеспечения возможности фиксации компенсатора в исходном (сжатом) положении и его раскрытия гидравлическим способом. Компенсатор осевой содержит ниппель с установленным на его кольцевом выступе сердечником, соприкасающимся частью своей наружной поверхности с внутренней поверхностью корпуса, насаженного на наружную поверхность ниппеля с образованием между наружной поверхностью сердечника и внутренней поверхностью корпуса пространственного промежутка. Компенсатор включает втулку с расположенными по периметру ее наружной поверхности радиальными отверстиями для срезных винтов и стопорное кольцо, цангу, надетую на сердечник и соприкасающуюся внутренней поверхностью с наружной поверхностью средней части сердечника. Резьбовые лепестки цанги прижаты втулкой. Основание цанги прикреплено к корпусу посредством винтов, находящихся в сквозных радиальных отверстиях, которые выполнены по периметру основания цанги и корпуса. На наружной поверхности концевой части сердечника со стороны, противоположной расположению ниппеля, выполнена зона с зубьями, контактирующими с зубьями на внутренней поверхности стопорного кольца, которое надето на сердечник и расположено внутри полости, выполненной внутри втулки, удерживаемой на сердечнике срезными винтами, находящимися в ее радиальных отверстиях. Зубья стопорного кольца и зоны концевой части сердечника выполнены таким образом, чтобы обеспечить однонаправленное осевое перемещение втулки относительно сердечника. В месте соприкосновения сердечника и ниппеля внутренняя поверхность сердечника и наружная поверхность ниппеля выполнены гранеными для обеспечения передачи вращения. 2 ил.

 

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано в составе технологического и эксплуатационного оборудования для компенсации растяжения (снятия напряжений) в колонне насосно-компрессорных труб, возникающих при запакеровании гидравлического пакера или создании избыточного давления для управления иными гидравлическими механизмами, а также при температурных колебаниях.

Известен компенсатор осевой, содержащий ниппель с установленным на его кольцевом выступе сердечником, соприкасающимся частью своей наружной поверхности с внутренней поверхностью корпуса, насаженного на наружную поверхность ниппеля с образованием между наружной поверхностью сердечника и внутренней поверхностью корпуса пространственного промежутка, втулку с расположенными по периметру ее наружной поверхности радиальными отверстиями для срезных винтов и стопорное кольцо (см. патент ЕПВ №1001132, кл. Е21В 17/07, 1999 г.).

Недостатком известного устройства является его низкая эффективность, обусловленная невозможностью фиксации компенсатора в исходном (сжатом) положении, которое предотвращает его самопроизвольное открытие. Это необходимо при спуске компенсатора в скважину в составе компоновки подземного оборудования, включающей пакер механического или гидравлического действия.

Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является повышение его эффективности за счет обеспечения возможности фиксации компенсатора в исходном (сжатом) положении и его раскрытия гидравлическим способом. При этом раскрытие компенсатора осуществляется при заданной величине давления в колонне насосно-компрессорных труб при растягивающем усилии и без предварительного создания осевой сжимающей нагрузки.

Данный технический результат достигается за счет того, что компенсатор осевой, содержащий ниппель с установленным на его кольцевом выступе сердечником, соприкасающимся частью своей наружной поверхности с внутренней поверхностью корпуса, насаженного на наружную поверхность ниппеля с образованием между наружной поверхностью сердечника и внутренней поверхностью корпуса пространственного промежутка, втулку с расположенными по периметру ее наружной поверхности радиальными отверстиями для срезных винтов и стопорное кольцо, согласно предлагаемому изобретению имеет цангу, надетую на сердечник и соприкасающуюся внутренней поверхностью с наружной поверхностью средней части сердечника, резьбовые лепестки цанги прижаты втулкой, при этом основание цанги прикреплено к корпусу посредством винтов, находящихся в сквозных радиальных отверстиях, которые выполнены по периметру основания цанги и корпуса, на наружной поверхности концевой части сердечника со стороны, противоположной расположению ниппеля, выполнена зона с зубьями, контактирующими с зубьями на внутренней поверхности стопорного кольца, которое надето на сердечник и расположено внутри полости, выполненной внутри втулки, удерживаемой на сердечнике срезными винтами, находящимися в ее радиальных отверстиях, причем зубья стопорного кольца и зоны концевой части сердечника выполнены таким образом, чтобы обеспечить однонаправленное осевое перемещение втулки относительно сердечника, а в месте соприкосновения сердечника и ниппеля внутренняя поверхность сердечника и наружная поверхность ниппеля выполнены гранеными для обеспечения передачи вращения.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен компенсатор осевой в исходном (сжатом) положении, на фиг.2 компенсатор осевой показан в открытом (растянутом) положении.

Компенсатор осевой состоит из сердечника 1, корпуса 2, который жестко соединен резьбой с ниппелем 3, цанги 4 и втулки 5, он также содержит срезные винты 6, разрезное стопорное кольцо 7. Резьбовые лепестки 8 цанги 4 входят в зацепление с резьбой, выполненной на сердечнике 1. Они застопорены втулкой 5, которая зафиксирована на сердечнике 1 срезными винтами 6, находящимися в ее радиальных отверстиях.

Разрезное стопорное кольцо 7, выполненное в виде храповика, имеет на внутренней поверхности ряд зубьев, которые взаимодействуют с расположенными на наружной поверхности сердечника 1 ответными зубьями. Это позволяет кольцу 7 перемещаться с втулкой 5 по сердечнику 1 только в одном направлении, препятствуя последующему возврату втулки 5 в исходное положение.

Участок 9 сердечника 1, соприкасающийся с ниппелем 3 и корпусом 2, имеет на внутренней поверхности грани 10, благодаря которым осуществляется передача крутящего момента от колонны насосно-компрессорных труб (на фиг.1 и 2 не показаны) на взаимодействующий с ним ниппель 3 посредством ответных граней на его наружной поверхности. Эти грани находятся вдоль всей длины хода L (см. фиг.1) сердечника 1 относительно ниппеля 3, что позволяет передавать вращение на оборудование, расположенное ниже компенсатора. Компенсатор также имеет упор 11 для втулки 5. Он может быть выполнен в виде гайки, навинченной на сердечник 1. Кроме того, в устройстве цанга 4 соединена винтами 12 с корпусом 2.

Компенсатор осевой работает следующим образом.

Перед спуском компенсатора осевого известным способом рассчитывают необходимое давление его раскрытия, величина которого зависит от характеристик оборудования, совместно с которым он используется, а также с учетом проводимых с его помощью технологических операций.

При спуске компенсатора в скважину в составе компоновки подземного оборудования его ниппель 3 находится ниже упора 11.

Давление раскрытия компенсатора регулируется количеством и характеристиками срезных винтов 6. Компенсатор осевой спускается в скважину совместно с другим оборудованием на колонне насосно-компрессорных труб.

При создании во внутренней полости предлагаемого компенсатора избыточного давления, равного величине давления его раскрытия, благодаря разнице площадей сечений верхней и нижней частей втулки 5 результирующее усилие, действующее на втулку, направлено вверх. Это приводит к срезу винтов 6 и перемещению втулки 5 с разрезным стопорным кольцом 7 вверх по сердечнику 1 в крайнее верхнее положение до упора 11.

Таким образом, в результате перемещения втулки 5 освобождаются резьбовые концы лепестков 8 цанги 4, которая соединена винтами 12 с корпусом 2. Это позволяет перемещать сердечник 1 по ниппелю 3 с корпусом 2.

В дальнейшем возврат втулки 5 в исходное положение и блокирование резьбовых концов лепестков 8 цанги 4 (например, при опрессовке гидравлического пакера по межтрубному пространству) невозможен. Это обусловлено тем, что втулка 5 зафиксирована стопорным кольцом 7, препятствующим ее перемещению вниз по сердечнику 1.

Под действием растягивающей нагрузки, возникающей в колонне насосно-компрессорных труб при создании в ее внутренней полости избыточного давления для приведения в действие оборудования с гидравлическим управлением, резьбовые концы лепестков 8 цанги 4 упруго разжимаются и сердечник 1 перемещается по ниппелю 3. В результате этого компенсатор раскрывается, увеличивая свою длину, и, таким образом, компенсирует величину растяжения колонны насосно-компрессорных труб. Это позволяет снять возникшие в колонне труб напряжения.

Данный компенсатор может найти применение в составе компоновки подземного оборудования, включающего гидравлический пакер. Перед спуском предлагаемого компенсатора определяют необходимое давление его раскрытия и устанавливают требуемое количество срезных винтов 6 из расчета, что величина давления раскрытия была бы выше той, при которой происходит выход шлипсов и заякоривание пакера на обсадной колонне (на фиг.1 и 2 не показаны).

Для запакерования гидравлического пакера проходное сечение колонны насосно-компрессорных труб должно быть перекрыто ниже пакера и создано избыточное давление. При этом возникает усилие, под действием которого происходит растяжение колонны насосно-компрессорных труб до тех пор, пока шлипсы пакера не войдут в зацепление с обсадной колонной. При этом происходит раскрытие предлагаемого компенсатора, который, телескопически раздвигаясь, компенсирует величину растяжения колонны насосно-компрессорных труб и снимает возникшие в ней напряжения.

Использование предлагаемого изобретения позволяет повысить его эффективность за счет обеспечения возможности фиксации компенсатора в исходном (сжатом) положении и его раскрытия гидравлическим способом.

Компенсатор осевой, содержащий ниппель с установленным на его кольцевом выступе сердечником, соприкасающимся частью своей наружной поверхности с внутренней поверхностью корпуса, насаженного на наружную поверхность ниппеля с образованием между наружной поверхностью сердечника и внутренней поверхностью корпуса пространственного промежутка, втулку с расположенными по периметру ее наружной поверхности радиальными отверстиями для срезных винтов и стопорное кольцо, отличающийся тем, что он имеет цангу, надетую на сердечник и соприкасающуюся внутренней поверхностью с наружной поверхностью средней части сердечника, резьбовые лепестки цанги прижаты втулкой, при этом основание цанги прикреплено к корпусу посредством винтов, находящихся в сквозных радиальных отверстиях, которые выполнены по периметру основания цанги и корпуса, на наружной поверхности концевой части сердечника со стороны, противоположной расположению ниппеля, выполнена зона с зубьями, контактирующими с зубьями на внутренней поверхности стопорного кольца, которое надето на сердечник и расположено внутри полости, выполненной внутри втулки, удерживаемой на сердечнике срезными винтами, находящимися в ее радиальных отверстиях, причем зубья стопорного кольца и зоны концевой части сердечника выполнены таким образом, чтобы обеспечить однонаправленное осевое перемещение втулки относительно сердечника, а в месте соприкосновения сердечника и ниппеля внутренняя поверхность сердечника и наружная поверхность ниппеля выполнены гранеными для обеспечения передачи вращения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится буровому инструменту. Техническим результатом является снижение нагрузок, испытываемых режущим инструментом при сопротивлении в продольном направлении.

Инструмент содержит анкерную хвостовую часть, направляющую гильзу, направленный переходник и кривой переводник. Анкерная хвостовая часть вращательно закреплена, по меньшей мере, на одном трубчатом элементе.

Группа изобретений относится к динамическим гасителям крутильных колебаний и может быть использована в бурении нефтяных и газовых скважин. Динамический виброгаситель крутильных колебаний содержит корпус с расположенным внутри него маховиком, в теле которого закреплены грузы, маховик выполнен в виде системы двухзвенника.

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к устройствам для гашения колебаний низа бурильной колонны и калибрования ствола скважины. Техническим результатом является повышение эффективности гашения продольных колебаний, действующих на компоновку низа бурильной колонны (КНБК), и калибрования ствола скважины.

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к опорно-центрирующим элементам бурильной колонны. Техническим результатом является увеличение эффективности работы предлагаемого центратора за счет расширения спектра амплитудно-частотных характеристик демпфируемых колебаний.

Изобретение относится к соединительному узлу для использования в водоотделяющей колонне (морском райзере) (1). Соединительный узел содержит внутренний и наружный трубные сегменты (21, 22), установленные с возможностью взаимного перемещения в осевом направлении.

Изобретение относится к устройствам приводов вращения, размещаемых в скважине, в частности к гидромеханическим амортизаторам для бурильной колонны, предназначенным для уменьшения ударной нагрузки на долото и снижения вибраций, возникающих в бурильной колонне для бурения наклонных и горизонтальных нефтяных и газовых скважин.

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к устройствам для снижения динамических нагрузок на штанги при работе станка-качалки. .

Изобретение относится к скважинному оборудованию и может быть применено при добыче флюида или закачке рабочего агента в скважину с одним или несколькими пластами. .

Изобретение относится к скважинному оборудованию и предназначено для использования при добыче пластового флюида или закачке рабочего агента в скважину, а также при одновременно-раздельной или поочередной эксплуатации нескольких продуктивных пластов и пропластков скважин многопластовых месторождений. Техническим результатом является упрощение конструкции, технологии изготовления, а также повышение надежности и эффективности работы компенсатора термобарических изменений длины колонны труб. Предложен компенсатор термобарических изменений длины колонны труб с гашением продольных колебаний, выполненный из нескольких труб, соединенных между собой муфтами и гайками, включающий корпус, состоящий из двух частей - нижней и верхней. Причем в корпусе нижнем расположен шток, на который насажена пружина компенсации хода колонны труб вниз, ограниченная с одной стороны муфтой со скользящей посадкой в корпусе нижнем, а с другой гайкой. Линейные размеры, ход пружины и рабочий зазор между муфтой со скользящей посадкой и нижней ограничивающей гайкой могут быть постоянными с запасом хода, либо выбраны из предполагаемого хода колонны труб вниз. При этом компенсатор соединен с колонной труб при помощи патрубка, который посредством муфты соединен со штоком, а далее на шток насажена пружина компенсации хода колонны труб вверх, ограниченная гайками, завернутыми в нижний и верхний корпусы. Для исключения заедания и западания пружин они могут снабжаться проставочными кольцами. В корпусе верхнем расположена муфта со скользящей посадкой, соединяющая шток с патрубком верхним, ход которой ограничен гайками, завернутыми в корпус верхний. Линейные размеры, ход пружины и рабочий зазор между муфтой со скользящей посадкой и верхней ограничивающей гайкой могут быть постоянными с запасом хода, либо выбраны из предполагаемого хода колонны труб вверх. В верхнюю гайку завернут патрубок соединительный, соединяющий через переводник компенсатор с колонной труб, при этом посредством сжатия пружин происходит компенсация хода колонны труб вниз и/или вверх с одновременным гашением колебаний. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к станкам для бурения скважин. Технический результат - упрощение изготовления конструкции при одновременном упрощении производства вспомогательных работ. Телескопическая бурильная колонна включает в себя выполненные с возможностью продольного смещения относительно друг друга наружную и внутреннюю штанги с соединительными элементами для крепления соответственно с подвижным вращателем станка и породоразрушающим инструментом, замковое соединение для передачи крутящего момента и осевого усилия между наружной и внутренней штангами, выполненное в виде расположенных на внутренней штанге, по меньшей мере двух, фигурных пазов и скрепленного с наружной штангой упора с внутренним выступом. Упор размещен в верхней части наружной штанги. Соединительный элемент для крепления с породоразрушающим элементом размещен на нижнем конце наружной штанги. Соединительный элемент для крепления телескопической штанги с подвижным вращателем станка выполнен в верхней части внутренней штанги. 12 ил.

Группа изобретений относится к горному делу и может быть применена в скважинной компоновке. Компоновка имеет корпус с корпусным каналом, выпускные окна для суспензии и фильтры для текучего шлама. Внутренняя колонна развертывается в корпусе для выполнения установки гравийного фильтра от носка до пятки. Телескопическое регулирующее устройство (30) обеспечивает внутренней колонне подгонку длины надлежащим образом при развертывании до носка компоновки. Регулирующее устройство (30) содержит первый элемент (60), соединенный с одной частью внутренней колонны; второй элемент (40), телескопически соединенный с первым элементом и соединенный с другой частью внутренней колонны; по меньшей мере одно храповое устройство (65), расположенное на первом элементе (колонка 4, строки 22-28); и по меньшей мере один ловитель (50), расположенный на втором элементе и перемещающийся относительно по меньшей мере одного храпового устройства. Уплотнительные поверхности устройства определения местоположения в корпусе отделяют изолируемое пространство и уплотняются на уплотнениях на внутренней колонне, установленной с возможностью перемещения в корпусе. Текучая среда, перекачиваемая в колонне, дает рост давления, когда окно колонны сообщается с изолируемым пространством. Рост давления указывает, что инструмент установлен на первом местоположении в компоновке и другие положения для установки инструмента можно затем вычислить с привязкой к нему. Технический результат заключается в повышении эффективности заканчивания скважины. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 9 ил.
Наверх