Гидравлический якорь

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам фиксации оборудования в скважине.
Известен гидравлический якорь, 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 сжатия. Плашки выполнены с отверстиями для протекания жидкости из сквозного продольного канала корпуса и попадания ее в полость между плашками, размещены попарно диаметрально противоположно и снабжены внутри Г-образными в сечении кронштейнами, входящими внутрь противоположно расположенной плашки. А возвратные пружины сжатия расположены между кронштейнами (патент RU №2220274, МПК Е21В 23/04, опубл. 27.12.2003, Бюл. №36).
Его недостатком является отсутствие свободного продольного сквозного канала, необходимого в некоторых операциях, из-за наличия в нем кронштейнов и возвратной пружины.
Наиболее близок по своей технической сущности к предлагаемому гидравлический якорь, содержащий корпус с продольным сквозным каналом и сообщающимися с ним поперечными окнами, в которых размещены уплотняемые цилиндрические плашки с зубьями, и возвратные пружины (Справочник "Нефтепромысловое оборудование" под руководством Е.И. Бухаленко, изд. 2-е переработанное, М.: Недра, 1990 г., стр. 323).
Его недостатком, как и предыдущего, является сложность извлечения из-за затрудненности возврата плашек пружиной после длительной работы и их «прикипания», а также воздействия больших нагрузок, т.к. даже при расхаживании и приложении больших натяжений не возникает дополнительных усилий, направленных на возврат плашки в исходное положение, кроме действия пружины.
Техническими задачами предлагаемой полезной модели являются упрощение и облегчение извлечения гидравлического якоря из скважины.
Указанные технические задачи решаются гидравлическим якорем, содержащим корпус с продольным сквозным каналом и сообщающимися с ним окнами, в которых установлены уплотняемые цилиндрические плашки с зубьями, и пружины возврата.
Новым является то, что окна выполнены под углом менее 90° к оси корпуса и направлены выходами вверх, а цилиндрические плашки выполнены со скошенной параллельно поверхности корпуса наружной поверхностью.
На фиг. 1 изображен гидравлический якорь (ГЯ) в транспортном положении.
На фиг. 2 изображен ГЯ в рабочем положении.
ГЯ (фиг. 1) содержит корпус 1 с продольным сквозным каналом 2 и сообщающимися с ним окнами 3, в которых установлены уплотняемые цилиндрические плашки 4 с зубьями 5, и пружины возврата 6.
Пружины 6 служат для возврата плашек 4 в транспортное положение.
Окна 3 расположены под углом менее 90° к оси корпуса 1 и направлены выходами вверх. Цилиндрические плашки 4 выполнены со скошенной параллельно поверхности корпуса 1 наружной поверхностью 7.
ГЯ работает следующим образом.
ГЯ (фиг. 1 и фиг. 2) спускают на колонне труб 8 в интервал установки. Затем в колонне труб 8 поднимают давление заполняющей их жидкости. Жидкость давит на цилиндрические плашки 4, уплотненные эластичными кольцами 9, и перемещает их по окнам 3 наружу до упора в стенку эксплуатационной колонны 10 и плотного прижимает к ней наружной поверхностью 7. Зубья 5 врезаются в стенку эксплуатационной колонны 10 и фиксируют колонну труб 8 и спущенное на них оборудование, например, пакер. При этом пружины 6 упруго выгибаются для возврата цилиндрических плашек 4.
После окончания работ давление в колонне труб 8 и, соответственно, в продольном сквозном канале 2 корпуса 1 снижают, пружины 6 возвращают цилиндрические плашки 4 в исходное транспортное положение, ГЯ готов к подъему оборудования из скважины. Но в некоторых случаях из-за больших давлений и усилий при работе или очень длительном пребывании в скважине пружинам 6 не удается возвратить плашки 4 в транспортное положение из-за сильного врезания зубьев 5 плашек 4 в стенки эксплуатационной колонны 10, коррозии плашек 4, их «прикипания» к стенкам эксплуатационной колонны 10 или иных причин. Тогда предпринимают «расхаживание» инструмента, т.е. прилагают к ГЯ чередующиеся натяжения, затем разгрузки. При этом у известных ГЯ из-за поперечного расположения плашек к оси корпуса практически, кроме усилий возвратной пружины, не возникает усилий, направленных на возврат плашек. В предлагаемом ГЯ благодаря тому, что окна 3 и плашки 4 размещены под острым углом к оси корпуса 1, появляется при натяжении колонны труб 8 составляющая сил нагрузки, направленная вдоль оси плашек 4 и окон 3, которая заталкивает плашки 4 в окна 3 и облегчает срыв ГЯ. И в дальнейшем при движении вверх с трением по эксплуатационной колонне 10 возникают также усилия, заталкивающие вместе с пружиной 6 плашки 4 в транспортное положение.
Таким образом, предложенная конструкция гидравлического якоря облегчает извлечение его из скважины и позволяет избежать сложных дорогостоящих ремонтов по извлечению или даже фрезерованию застрявшего оборудования.