ЯКОРНОЕ УСТРОЙСТВО ГАРИПОВА
ANCHOR DEVICE BY GARIPOV

Изобретение предназначено для нефтедобывающей промышленности и относится к технике исследования и ремонта скважин, а именно для установки оборудования в скважине.
Известен «Комплекс для доставки геофизических приборов к забоям горизонтальных скважин» (патент №55424, Е21В 47/00, оп. 10.08.2006 г.).
Данный комплекс имеет недостатки, связанные со сложностью конструкции, что приводит к ненадежности в работе.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является якорь скважинный (патент №52922, Е21В 47/01, оп. 27.04.2006, прототип).
Недостатком прототипа является ненадежность фиксации конструкции в определенном интервале НКТ или обсадной колонне, что приводит к сложностям в работе.
Данное устройство не предназначено для работы на канате или тонкой проволоке.
Предлагаемое техническое решение лишено приведенных выше недостатков, имеет упрощенную конструкцию, повышает надежность и эффективность работы устройства. При этом предлагаемое устройство с исследовательским прибором можно устанавливать в скважине с использованием как НКТ, так и с использованием стандартного проволочного или канатного инструмента.
Поставленная цель достигается тем, что предлагаемое техническое решение состоит из цанги с основанием и упругими лепестками, внешняя поверхность которых снабжена зубчатой нарезкой, выполненной с возможностью ограничения перемещение цанги вниз, а внутренняя поверхность упругих элементов выполнена с возможностью расклинивания, распорного элемента, расположенного внутри цанги и выполненного с возможностью расклинивания упругих лепестков, и, по меньшей мере, одного зажимного элемента, расположенного в нижней части упругих лепестков, имеющего фигурную форму, по меньшей мере, с одним острым концом, выступающим за основание цанги, кроме этого, зубчатая нарезка выполнена в виде накладки с зубчатой нарезкой, закрепленной на внешней стороне упругих лепестков цанги, или в виде зубчатой нарезки, выполненной непосредственно на внешней стороне упругих лепестков, распорный элемент представляет собой шток с наконечником или наконечник, если распорный элемент выполнен в форме конуса, то внутренняя поверхность упругих лепестков цанги образует в разжатом свободном состоянии полость цилиндрической формы, если распорный элемент выполнен в форме цилиндра, то внутренняя поверхность упругих лепестков цанги образует в разжатом свободном состоянии полость конической формы, зауженной к нижней части упругих лепестков, при этом распорный элемент снабжен ограничителем перемещения вниз, если распорный элемент снабжен уплотнительным элементом и демпферной пружиной, расположенной на основании цанги, то в нем выполнен гидравлический канал, основание цанги снабжено втулкой, кроме этого цанга снабжена креплением для подвесного оборудования, по меньшей мере, в виде одного отверстия или кольца, и/или распорный элемент снабжен креплением для подвесного оборудования, по меньшей мере, в виде одного отверстия или кольца, и/или зажимной элемент снабжен креплением для подвесного оборудования, по меньшей мере, в виде одного отверстия или кольца.
На фиг.1 изображено предлагаемое техническое решение в разрезе в зажимном положении; на фиг.2 - предлагаемое техническое решение в разрезе с дополнительными конструктивными элементами в закрепленном положении.
Якорное устройство состоит из цанги 1, распорного элемента 2 и зажимного элемента 3.
Цанга 1 имеет основание 4 и упругие лепестки 5.
Внешняя поверхность упругих лепестков 5 выполнена с возможностью фиксации в стенках НКТ или обсадной колонны, для этого внешняя поверхность упругих лепестков 5 снабжена зубчатой нарезкой 6, которая выполнена непосредственно на упругих лепестках 5 или на накладках с зубчатой нарезкой, которые закреплены на упругих лепестках 5 посредством, например, клея, пайки, сварки, при этом зубчатая нарезка 6 выполнена с возможностью ограничения перемещения цанги 1 вниз.
Внутренняя поверхность упругих лепестков 5 в разжатом свободном состоянии выполнена с возможностью воздействия на них распорного элемента 2, обеспечивая их расклинивание.
Зажимной элемент 3 имеет фигурную форму с острыми концами 7, выступающими за основание 4 цанги 1, и с возможностью зацепления острыми концами 7 за стенку НКТ или обсадной колонны.
Зажимной элемент 3 представляет собой съемную или несъемную конструкцию и установлен в нижней части упругих лепестков 5, сжимая их. Упругие лепестки 5 находятся в сжатом состоянии посредством, по меньшей мере, одного зажимного элемента 3.
В случае, когда зажимной элемент 3 один, то он установлен на нижней части упругих лепестков 5 с возможностью самоосвобождения посредством зацепления острыми концами 7 за стенку НКТ или обсадной колонны и представляет собой съемную конструкцию.
В случае, когда зажимных элементов 3 два и более, то каждый зажимной элемент 3 закреплен на упругих лепестках 5 посредством крепежных элементов 8, например винтов, и зажимной элемент 3 представляет собой несъемную конструкцию.
Зажимной элемент 3 выполнен из стержня, проволоки и т.п., из материала, обладающего достаточной твердостью и упругими - пружинистыми свойствами, обеспечивающими зацепление острых концов 7 за стенку НКТ или обсадной колонны и освобождение упругих лепестков 5 от зажимного элемента 3.
Распорный элемент 2 установлен в цанге 1 с возможностью перемещения вверх-вниз и выполнен с возможностью расклинивания упругих лепестков 5, обеспечивая их расширение, что позволяет зафиксироваться зубчатой нарезкой 6 за стенки НКТ или обсадной колонны:
если распорный элемент 2 имеет форму конуса, то внутренняя поверхность упругих лепестков 5 цанги 1 образует в разжатом свободном состоянии полость цилиндрической формы;
если распорный элемент 2 имеет форму цилиндра, то внутренняя поверхность упругих лепестков 5 цанги 1 образует в разжатом свободном состоянии полость конической формы, зауженной к нижней части упругих лепестков 5, а распорный элемент 2 снабжен в этом случае ограничителем перемещения вниз в виде, например, пальца (не показано).
Распорный элемент 2 представляет собой шток 9 с наконечником 10 или наконечник 10.
Для удержания и ограничения перемещения вниз распорного элемента 2 в цанге 1 на распорном элементе 2 и основании 4 цанги 1 может быть установлена демпферная пружина 11.
Для обеспечения герметизации предлагаемой конструкции распорный элемент 2 снабжен уплотнительным элементом 12 с посадочным 13 и расширительным 14 элементами, расположенными на основании 4 цанги 1, а в распорном элементе 2 выполнен гидравлический канал 15.
Для обеспечения упрощения сборки предлагаемой конструкции путем варьирования размера диаметра отверстия в основании 4 цанги 1 может использоваться втулка с необходимым размером отверстия, которая закрепляется на основании 4 цанги 1 (не показано).
Якорное устройство работает следующим образом.
При спуске якорного устройства на НКТ распорный элемент 2 крепят к НКТ посредством переходника. При спуске якорного устройства на канате крепление осуществляется посредством специального оборудования, например, захватной головки, которую крепят к канатным инструментам спуска (не показано).
Геодезические, геофизические и т.п. приборы закрепляют на якорном устройстве известными средствами и известным способом, например боуном, цангозахватным инструментом, для этого цанга 1 и/или распорный элемент 2, и/или зажимной элемент 3 снабжены креплением 16 в виде, по меньшей мере, одного отверстия или кольца, или втулки.
Затем якорное устройство устанавливают в скважине посредством канатной техники с помощью механического ясса на проволоке (при установке якоря на НКТ или на проволоке, или на кабеле).
Якорное устройство спускают в скважину, например, на канате, и приводят в действие после спуска в момент кратковременного начала его подъема.
После спуска предлагаемого устройства в конкретный интервал скважины с целью посадки-установки якорного устройства, начинают осуществлять подъем якорного устройства на небольшую высоту, так что при подъеме его в НКТ или обсадной колонне острые концы 7 зажимного элемента 3, выступающие за цангу 1, зацепляются за стенки НКТ или обсадной трубы (или о муфтовое соединение труб) и освобождают упругие лепестки 5 цанги 1. После чего, распорный элемент 2 пригружают с использованием канатной техники и начинают перемещать его вниз, воздействуя на упругие лепестки 5 цанги 1, раскрывая их. Упругие лепестки 5 цанги 1 разжимаются, и зубчатая нарезка 6 упирается в стенки труб НКТ или обсадной колонны и врезается в них, тем самым, закрепляясь на стенках НКТ или обсадной трубы (или о муфтовое соединение труб).
Для упрочнения закрепления и фиксации якорного устройства дополнительно производят ударное воздействие механическим яссом на распорный элемент 2. Якорное устройство установлено в необходимом интервале в скважине.
Якорное устройство удерживает свой вес и канатный инструмент.
При спуске якорного устройства на НКТ зажимной элемент 3 или зажимные элементы 3 освобождают упругие лепестки 5 цанги 1 либо в процессе подъема при зацеплении острых концов 7 зажимного элемента 3 об обсадную колонну, либо при применении канатного инструмента, при ударе которого о распорный элемент 2 он воздействует на зажимной элемент 3.
Далее, когда упругие лепестки 5 цанги 1 начинают закрепляться за стенки обсадной колонны, производят воздействие на распорный элемент 2, например, весом трубы на 1-3 т, после чего зубчатая нарезка 6 упругих лепестков 5 цанги 1 врезается в стенки обсадной колонны, обеспечивающее закрепление их в заданном интервале обсадной колонны скважины.
Якорное устройство с доп. элементами работает следующим образом.
Якорное устройство с подвешенным за крепление 16, например, в отверстие в упругих лепестках 5 цанги 1 исследовательским прибором с дополнительным уплотнительным элементом 12 в виде манжеты и демпферной пружиной 11 спускают в НКТ сильно искривленной скважины, например, на жестком кабеле. При этом кабель давит на распорный элемент 2, который толкает якорное устройство вниз скважины, а демпферная пружина 11 в процессе спуска удерживает от опускания распорного элемента 2 к упругим лепесткам 5 цанги 1. После спуска предлагаемого устройства в заданный интервал скважины для его посадки-установки осуществляют подъем якорного устройства на высоту, например, 20-30 см. При подъеме его в НКТ острые концы 7 зажимного элемента 3, выступающие за цангу 1, зацепляются за стенки НКТ (или о муфтовое соединение труб) и освобождают упругие лепестки 5 цанги 1 из зацепления с зажимным элементом 3. После чего упругие лепестки 5 цанги 1 разжимаются, и зубчатая нарезка 6 упирается в стенки труб НКТ. Затем производят ударное воздействие механическим яссом на распорный элемент 2, при этом он воздействует на упругие лепестки 5 цанги 1, раскрывая их, и тем самым, закрепляя их на стенках НКТ (или о муфтовое соединение труб) посредством зубчатой нарезки 6. При этом зубчатая нарезка 6 врезается в стенки НКТ на глубину 0,3-0,4 мм. Одновременно с этим уплотнительный элемент 12 в виде, например, V-образной манжеты также распирается вышеустановленным расширительным элементом 14 в виде конусообразного расширителя (обычно диаметром, на 4-6 мм меньшим внутреннего диаметра НКТ).
Якорное устройство с исследовательским прибором установлено в необходимом интервале в скважине. Если необходимо, то с устья скважины производят опрессовку НКТ, например, на 200 атм и якорного-пакерного устройства. Для отсечения кабеля или каната используют отсекатель кабеля.
При необходимости подъема установленного в скважине якорного устройства осуществляют залавливание головки распорного элемента 2 цанговым канатным инструментом. Для облегчения срыва используют дополнительную разгрузочную пробку 20 для открытия гидравлического канала 15 в целях уравновешивания давления над и под уплотнительным элементом 12 и с помощью механического или гидравлического ясса выдергивают распорный элемент 2 из состояния распора его с упругими лепестками 5 цанги 1 и поднимают предлагаемое устройство в обычном порядке.