ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ЯКОРЬ
HYDRO-MECHANICAL ANCHOR

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для фиксации оборудования в скважине, например пакеров, домкратов, клина-отклонителя и т.д.
Известен «Якорь» (Сухоносов Г.Д. Испытание необсаженных скважин. - М.: Недра, 1978, с.60-61), содержащий обойму и плашки с нарезкой на наружной поверхности.
Недостатком устройства является то, что даже незначительное притупление вершин рифления плашек вызывает отказы в работе, так как суммарная площадь притупленных вершин (из-за их большого количества) оказывается значительной и силы сопротивления со стороны фрикциона не хватает, чтобы внедрить рифление в тело колонны и обеспечить надежное зацепление с ней. Кроме того, высокая острота рифления, необходимая для нормальной работы устройства, при больших рабочих нагрузках вызывает серьезные повреждения внутренней поверхности колонны и служит причиной ускоренной коррозии.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является «Якорь» (авторское свидетельство №987074, Е21В 23/06, опубл. Бюлл. №1 от 07.01.83), содержащий обойму (корпус) и плашки с нарезкой на наружной поверхности, отличающийся тем, что с целью повышения надежности якоря в работе в обсаженной скважине за счет устранения проскальзывания плашек по обсадной колонне при их заклинивании в ней плашки выполнены с секторными пазами, в которых установлены подпружиненные вкладыши с нарезкой на наружной поверхности, выступающей за габариты плашки.
Недостатками устройств является низкое заякоривающее усилие из-за малой контактирующей поверхности и возможность преждевременного срабатывания якоря в процессе спуска в заданный интервал установки за счет того, что вкладыши постоянно подпружинены в сторону скважины и не фиксируются в транспортном положении.
Технической задачей предлагаемого гидромеханического якоря является создание надежной конструкции, выполненной с возможностью свободного прохождения до заданного интервала установки и надежного заякоривания как в скважинах с открытым стволом, так и в обсаженных скважинах.
Техническая задача решается гидромеханическим якорем, содержащим корпус с наклонной направляющей, спускаемый на колонне труб, 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. Новым является то, что корпус оснащен технологической проточкой, а выборка плашки выполнена цилиндрической с перпендикулярной оси корпуса осью и со сквозным отверстием в основании выборки, при этом 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, причем внутренняя полость, образованная вкладышем и выборкой, сообщена с колонной труб гибкой трубкой, размещенной в пределах корпуса и плашки.
На фиг.1 изображен гидромеханический якорь с местными разрезами.
На фиг.2 изображен вид сзади гидромеханического якоря.
На фиг.3 изображен вид А корпуса 1.
На фиг.4 изображен разрез Б-Б.
Гидромеханический якорь, спускаемый на колонне труб (не показана), содержит корпус 1 (см. фиг.1) с наклонной направляющей 2, плашку 3 с цилиндрической выборкой 4, выполненную с возможностью перемещения вверх по наклонной поверхности корпуса, например, по «ласточкиному хвосту» (см. фиг.4), вставленный в выборку 4 (см. фиг.1), вкладыш 5, подпружиненный внутрь листовой пружиной 6 и выполненный с возможностью выступления наружу за габариты плашки 3. При этом корпус 1 оснащен технологической проточкой 7 (см. фиг.3), а выборка 4 (см. фиг.1) выполнена с перпендикулярной оси корпуса осью и со сквозным отверстием 8 в основании выборки, при этом вкладыш 5 выполнен в виде гидравлического поршня и снабжен под сквозное отверстие выборки 8 штырем 9, выступающая часть которого в транспортном положении взаимодействует с технологической проточкой 7 (см. фиг.3) для фиксации относительно друг друга корпуса 1 (см. фиг.1) и плашки 3. При этом внутренняя полость, образованная вкладышем 5 и выборкой 4, сообщена с колонной труб гибкой трубкой 10 (см. фиг.2), размещенной в пределах корпуса 1 и плашки 3, в средней части снабженных продольной выборкой 11. Герметичность вкладыша 5 и штыря 9 обеспечивается соответственно уплотнительными кольцами 12 и 13. При этом корпус 1 в верхней части снабжен присоединительной резьбой 14. Для ограничения движения вниз плашки 3 корпус 1 снабжен выборкой 15 (см. фиг.3), взаимодействующей с упором 16 (см. фиг.1).
Якорь гидромеханический при помощи присоединительной резьбы 14 (см фиг.1) присоединяют соответственно к скважинному оборудованию (например, клин-отклонитель) (не показано) и на колонне бурильных труб (не показана) спускают в требуемый интервал скважины (не показана) для фиксации скважинного оборудования. Затем в колонну труб подают промывочную жидкость под давлением, которая, проходя через гибкую трубку 10 (см. фиг.2), попадает во внутреннюю полость, образованную вкладышем 5 (см. фиг.1) и выборкой 4 и благодаря перепаду давлений передает усилие на вкладыш 5, который, противодействуя внешнему усилию листовой пружины 6, перемещается по выборке 4 и, выходя из плашки в рабочее положение, «вгрызается» в стенку скважины и фиксирует плашку относительно стенок скважины, при этом штырь 9 входит в плашку 3 и освобождает корпус 1. Затем колонну бурильных труб с оборудованием плавно подают вниз, при этом корпус 1, перемещаясь по плашке 3 вниз, прижимается к стенке скважины противоположной к контактирующей с плашкой поверхностью, тем самым обеспечивая надежное заякоривание оборудования, при этом происходит упругая деформация участка гибкой трубки 10 (см. фиг.2), расположенного в продольной выборке 11. После заякоривания оборудования давление в колонне сбрасывается и вкладыш 5 (см. фиг.1) под действием листовой пружины 6 возвращается в плашку 3 до упора в корпус 1 штырем 9.
По завершении работ усилием натяжения колонны бурильных труб корпус 1 перемещается вверх по плашке 3 до соприкосновения упора 16 с окончанием выборки 15 (см. фиг.3), при этом под действием листовой пружины 6 (см. фиг.1) на вкладыш 5 он погружается до упора в плашку 3 и штырь 9 входит в технологическую выборку 7 (см. фиг.3), а гибкая трубка 10 (см. фиг.2) выпрямляется и принимает первоначальную форму.
Преимущество предлагаемой конструкции заключается в упрощении конструкции, увеличении ее надежности, исключении возможности его посадки при спуске в скважину, в том числе и с открытым стволом, и кратном увеличении заякоривающего усилия за счет конструктивного увеличения рабочей поверхности.