Якорь механический для установки клина-отклонителя на забое скважины

Полезная модель относится к области бурения и капитального ремонта нефтяных и газовых скважин и может быть использована для установки клина-отклонителя на забое скважины.
Известен якорь, содержащий шток, конус с заклинивающими плашками, синхронизатор перемещения плашек, корпус замка с цангой в виде пружинных лепестков, фрикцион с подпружиненными планками, жестко связанный с корпусом замка. На наружной поверхности штока выполнена правая резьба, цанга установлена на шток внутри корпуса замка, на внутренней поверхности концов пружинных лепестков выполнена правая упорная резьба, находящаяся в зацеплении с резьбой штока, на наружной поверхности лепестков выполнена канавка, в которой установлены амортизационные кольца, для регулирования жесткости прижатия пружинных лепестков, причем цанга зафиксирована от продольных перемещений внутренним выступом корпуса замка, а от прокручивания относительно корпуса замка и изгиба пружинных лепестков жестко закрепленными с корпусом замка пластинами, находящимися в шлицевом соединении с лепестками цанги (патент RU 2223382, МПК Е21В 23/00, опубл. 10.02.2004 г.).
Недостатком механического якоря является трудность изготовления и сборки устройства.
Известен гидромеханический якорь, который содержит корпус с наклонной направляющей, плашку с выборкой, выполненную с возможностью перемещения вверх по наклонной поверхности корпуса, вставленный в выборку плашки подпружиненный вкладыш, выполненный с возможностью выступления наружу за габариты плашки. При этом корпус оснащен технологической проточкой, а выборка плашки выполнена цилиндрической с перпендикулярной оси корпуса осью и со сквозным отверстием в основании выборки. Вкладыш выполнен подпружиненным внутрь в виде гидравлического поршня и снабжен под сквозное отверстие выборки штырем, выступающая часть которого в транспортном положении взаимодействует с технологической проточкой корпуса для фиксации относительно друг друга корпуса и плашки. Внутренняя полость, образованная вкладышем и выборкой, сообщена с колонной труб гибкой трубкой, размещенной в пределах корпуса и плашки (патент RU 2397306, МПК Е21В 23/00, опубл. 20.08.2010 г.).
Недостатком гидромеханического якоря является трудность изготовления и сборки устройства.
Известен механический якорь, размещенный вокруг сплошного ствола, имеющий корпус, захваты с пружинами, колодки фрикционные с пружинами, крышки на корпусе якоря (патент RU 172462, МПК Е21В 7/08, опубл. 11.07.2017 г.).
Недостатками известного механического якоря являются:
- металлоемкость, так как якорь состоит из большого количества составных частей;
- ненадежность фиксации выдвижных плашек в рабочем положении, в результате чего возможно обратное срабатывание якоря;
- сложность конструкции.
Известен якорь, соединенный с клином-отклонителем. В корпусе якоря выполнено прямоугольное окно, в котором размещена выдвижная плашка, входящая выступом трапециевидной формы в паз фиксирующего клина, установленного внутри корпуса якоря, а паз фиксирующего клина повторяет форму выступа выдвижной плашки, причем фиксирующий клин выступает за габариты корпуса якоря на величину не менее длины его рабочего хода и зафиксирован от осевого перемещения срезным штифтом клина (патент RU 135698, МПК Е21В 7/08 (2006.01), опубл. 20.12.2013 г.). Принято за прототип.
Недостатком известного механического якоря является отсутствие фиксации выдвижной плашки в рабочем положении, в результате чего возможно обратное срабатывание якоря.
Задача полезной модели - жесткая фиксация якоря для надежной установки клина-отклонителя на забое скважины.
Технический результат - предотвращение обратного срабатывания якоря после его установки в обсадной колонне.
Задача решается, а технический результат достигается якорем механическим, включающим корпус с выдвижными плашками, фиксирующий элемент с пазами, установленный внутри корпуса якоря с возможностью осевого перемещения корпуса вдоль фиксирующего элемента, причем фиксирующий элемент зафиксирован от осевого перемещения срезным штифтом. В отличие от прототипа, фиксирующий элемент выполнен в виде поршня, соединенного с валом посредством резьбового соединения, при этом в пазы поршня установлены как минимум две выдвижные плашки, которые выполнены с внешней стороны зубчатой формы, причем с внутренней стороны выдвижная плашка имеет выступ трапециевидной формы, повторяющий паз поршня, причем на нижней части вала закреплен резьбовой упор, а в нижней части корпуса расположена фиксирующая деталь в виде цанги, закрепленная к валу резьбовым соединением и упирающаяся одним торцом в упорную гайку, вкрученную в корпус, а другим в поджимную гайку, причем на валу также расположен кожух, соединенный с поджимной гайкой, при этом срезной штифт вкручен в корпус, а также в поршень, с которым в верхней части корпуса соединен шарнирный переводник посредством резьбы.
Согласно полезной модели:
- корпус, вал, резьбовой упор и поршень выполнены из конструкционной легированной стали 40Х;
- цанга выполнена из стали конструкционной рессорно-пружинной 60С2А;
- упорная гайка, поджимная гайка и кожух выполнены из стали 45;
- плашки, срезной штифт и шарнирный переводник выполнены из стали 40Х.
Технический результат достигается следующим
В якорь введена фиксирующая деталь - цанга. Выдвижные плашки фиксируются в рабочем положении за счет храпового зацепления цанги с валом, что предотвращает обратное срабатывание якоря после его установки в обсадной колонне. Обеспечивается жесткая фиксация якоря в обсадной колонне.
Сущность полезной модели поясняет чертеж, где показан заявляемый якорь механический.
Якорь содержит:
1 - вал
2 - фиксирующий элемент - поршень
3 - корпус
4 - резьбовой упор
5 - фиксирующая деталь - цанга
6 - гайка упорная
7 - гайка поджимная
8 - кожух
9 - выдвижная плашка
10 - срезной штифт
11 - переводник шарнирный.
Устройство работает следующим образом.
Якорь вместе с клином-отклонителем на колонне труб (не показано) спускается в скважину в транспортном положении и упором 4 упирается в забой. Затем подается осевое усилие на шарнирный переводник 11, который при определенном его значении начинает двигаться вместе с корпусом 3 вниз вдоль поршня 2, в результате чего штифт 10 срезается. Соединенные с корпусом поджимная 7 и упорная 6 гайки, кожух 8 и цанга 5 также начинают двигаться вниз вдоль вала 1 до тех пор, пока выдвижные заклинивающие плашки 9, находящиеся в утопленном положении, не выдвинутся через окна в корпусе и не зафиксируют положение якоря в скважине. При этом обратное срабатывание якоря невозможно, так как этому препятствует храповое зацепление цанги 5 с валом 1. На этом перевод якоря в рабочее положение заканчивается. Обеспечивается надежная установка клина-отклонителя на забое скважины.
Таким образом, применение полезной модели обеспечивает жесткую фиксацию якоря в обсадной колонне за счет предотвращения обратного срабатывания якоря после его установки в обсадной колонне для надежной установки клина-отклонителя на забое скважины.