ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ЯКОРЬ

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности, к устройствам для фиксации оборудования в скважине.
Известен «Гидравлический якорь» (см. Справочник «Нефтепромысловое оборудование» под руководством Е.И.Бухаленко. изд. 2-е переработанное. М.: Недра, 1990 г., с.323), содержащее корпус с плашками в виде радиальных поршней с цилиндрической возвратной пружиной, установленной в углубление наружного торца плашки.
Недостатками устройства являются ненадежность возврата плашек из-за ограниченности размеров пружины и фиксации в скважине из-за уменьшения наружной поверхности плашек, что также приводит к ослаблению сечения плашек и к повышению вероятности их разрушения.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является «Гидравлический якорь» (патент RU №2220274. Е 21 В 23/04, опубл. Бюл. №36 от 27.12.2003 г.), содержащий корпус с продольным сквозным каналом и сообщающимися с ним поперечными окнами, в которых установлены выполненные в виде полых поршней плашки с цилиндрическими возвратными пружинами, при этом плашки выполнены с отверстиями для протекания жидкости из скважного продольного канала корпуса и попадания ее в полость между плашками, размещены попарно противоположно и снабжены внутри Г-образным в сечении кронштейном, входящим внутрь противоположно расположенной плашки, а возвратные пружины сжатия расположены между кронштейнами.
Недостатками данного устройства являются:
- вылет плашек ограничен только соприкосновением витков пружины, что может привести к ее разрушению, так как радиальные усилия, действующие на плашки, значительны для плотного взаимодействия со стенками скважины;
- невозможность центрирования корпуса, так как плашки выполнены без опоры на корпус как изнутри, так и снаружи;
- невозможность использования в открытом столе скважины или в скважине с незацементированной обсадной колонной.
Технической задачей предлагаемого гидравлического якоря является создание надежной конструкции, выполненной с возможностью центрирования корпуса и использования в скважинах с открытым стволом или с незацементированной обсадной колонной.
Техническая задача решается гидравлическим якорем, содержащим корпус с продольным сквозным каналом и сообщающимися с ним поперечными окнами, в которых установлены с возможностью ограниченного вылета попарно выполненные виде полых поршней плашки с кронштейнами и расположенными внутри цилиндрическими возвратными пружинами, установленными между кронштейнами и вставленными внутрь плашек внутренними кронштейнами.
Новым является то, что плашки вставлены в корпус с возможностью опоры на корпус изнутри, а кронштейн выполнен в виде внутреннего кольцевого бурта плашки, при этом внутренний кронштейн выполнен в виде втулки с кольцевыми выступами на концах, которые вставлены внутрь противоположных плашек, причем кольцевые выступы снабжены изнутри ограничителями меньшего диаметра, выполненными с возможностью взаимодействия с внутренними буртами плашек.
На Фиг.1 изображен гидравлический якорь с частичными разрезами.
На Фиг.2 изображен разрез А-А.
Гидравлический якорь содержит корпус 1 (см. Фиг.1) с продольным сквозным каналом 2 и сообщающимися с ним поперечными окнами 3 (см. Фиг.2), в которых установлены с возможностью ограниченного вылета попарно выполненные виде полых поршней плашки 4 с кронштейнами 5 и расположенными внутри цилиндрическими возвратными пружинами 6, установленными между кронштейнами 5 и вставленным внутрь плашек внутренними кронштейнами 7. Плашки 4 вставлены в корпус 1 с возможностью взаимодействия с опорой 8 на корпус 1 изнутри. Кронштейн 5 выполнен в виде внутреннего кольцевого бурта плашки 4. Внутренний кронштейн 7 выполнен в виде втулки 9 с кольцевыми выступами 10 на концах, которые вставлены внутрь противоположных плашек 4. Кольцевые выступы 10 снабжены изнутри ограничителями 11 меньшего диаметра, выполненными с возможностью взаимодействия с внутренними буртами 5 плашек 4. Несанкционированные перетоки жидкости предотвращают уплотнения 12.
Устройство работает следующим образом.
Корпус 1 (см. Фиг.1) при помощи своих верхней 13 и нижней 14 резьб присоединяются соответственно к колонне труб (на Фиг. не показана) и скважинному оборудованию (на Фиг. не показано) и спускается в требуемый интервал скважины (на Фиг. не показана) для фиксации скважинного оборудования. Затем через колонну труб в продольном сквозном канале 2 корпуса 1 создается избыточное давление, под действием которого,
преодолевая усилие пружин 6 (см. Фиг.2), плашки 4 выдвигаются из поперечных окон 3 корпуса 1 до взаимодействия со стенками скважины, фиксируя корпус 1 со скважинным оборудованием относительно скважины. По завершению работ давление в колонне труб и корпусе 1 сбрасывается, и плашки 4 под действием пружин 6. опирающихся на кольцевые бурты 5 плашек и кольцевые выступы 10 втулок 9 внутренних кронштейнов 7, возвращаются в исходное состояние.
Так как поршни 4 имеют возможность взаимодействия с опорой 8 корпуса 1, исключается возможность попарного поперечного перемещения плашек 4, благодаря чему корпус 1 и скважинное оборудование будут отцентрованы относительно стенок скважины, что часто является необходимым условием для работоспособности скважинного оборудования.
В случаях, когда гидравлический якорь используется в открытом столе скважины или в скважине с незацементированной обсадной колонной, плашки «вгрызаются» в стенку открытого ствола скважины или незначительно деформируют обсадную колонну надежно, фиксируя гидравлический якорь от продольного перемещения. Но необходимо ограничить вылет плашек 4, чтобы исключить заклинивание их в стенках открытого ствола или исключить критические деформациии обсадной колонны скважины. Для этого кольцевые выступы 10 снабжены изнутри ограничителями 11 меньшего диаметра, взаимодействующими при максимальном вылете с кольцевым буртом 5 плашки 4. При этом исключается возможность взаимодействия витков пружин 6, защищая их от преждевременного разрушения.
Предлагаемый гидравлический якорь надежен в эксплуатации за счет исключения возможности разрушения пружины, выполнен с возможностью центрирования корпуса и использования в скважинах с открытым стволом или с незацементированной обсадной колонной.