СТОПОРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СКВАЖИННОГО ОБОРУДОВАНИЯ
LOCKING DEVICE FOR DOWNHOLE EQUIPMENT

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для закрепления технических средств наружной оснастки на колонне труб, спускаемой в скважину.
Известно стопорное устройство для скважинного оборудования, спускаемого на колонне труб (патент RU №2383711, МПК E21B 17/10, опубл. бюл. №7 от 10.03.2010), содержащее муфту в виде кольца с внутренней кольцевой проточкой и радиальными отверстиями для ввода в проточку стопорного элемента, выполненного в виде одностороннего клина с фиксирующими ребрами в виде канавок и выступов, имеющих в сечении треугольную форму, выполненных в продольном направлении со стороны наклонной плоскости, отличающееся тем, что кольцевая проточка муфты выполнена в сечении в виде дуги и превышает по ширине радиальное отверстие, расположенное в середине проточки, причем поверхность, обратная наклонной плоскости клина, выполнена в поперечном сечении в виде дуги с радиусом, меньшим, чем радиус кольцевой проточки муфты на величину от 2 до 5%.
Недостатком данного устройства является то, что такой вариант крепления фиксирует стопорный элемент неравномерно по периметру трубы, так как фиксаторы забиваются поочередно, кроме этого, из-за малой площади фиксирующих клиньев может произойти деформация трубы.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является стопорное устройство для скважинного оборудования, спускаемого на колонне труб (патент RU №2470136, МПК E21B 19/00, E21B 17/10, опубл. бюл. №35 от 20.12.2012), содержащее муфту в виде кольца с внутренними пазами под соответствующий стопорный элемент, выполненный в виде одностороннего клина с фиксирующими треугольными выступами, обращенными к трубе перпендикулярно ее оси, отличающееся тем, что муфта жестко соединена со скважинным оборудованием, а пазы выполнены продольно оси муфты равномерно по окружности с наклонной поверхностью, соответствующей углу клиньев, количество которых равно количеству пазов, и направленной внизу в сторону оси муфты, при этом клин оснащен снизу упруго-деформируемым хвостовиком с фиксатором с наружной стороны, а муфта ниже пазов оснащена кольцевыми проточками под фиксатор клина.
Недостатком данного устройства является недостаточная надежность фиксирования технологической оснастки в результате того, что при забивании фиксирующих клиньев в муфту на поверхности трубы останутся продольные борозды, по которым при больших знакопеременных нагрузках муфта может сдвигаться вместе с фиксируемым оборудованием. Кроме того, такой вариант крепления фиксирует стопорный элемент неравномерно по периметру трубы, так как фиксаторы устанавливаются поочередно, а также из-за малой площади фиксирующих клиньев может произойти деформация трубы.
Технической задачей настоящего изобретения является повышение надежности фиксации стопорного устройства путем увеличения площади фиксаторов и их равномерного распределения по периметру трубы без ее деформирования, в результате чего исключаются аварийные ситуации.
Техническая задача решается стопорным устройством для скважинного оборудования, спускаемого на колонне труб, содержащим муфту в виде кольца с внутренней выборкой под стопорный элемент, оснащенный фиксирующими выступами, обращенными к трубе.
Новым является то, что стопорный элемент выполнен в виде полой втулки с конусом, сужающимся к муфте, рассеченной продольными или наклонными разрезами, которые равномерно распределены по периметру, причем между втулкой и конусом выполнена кольцевая проточка - концентратор напряжения, а внутренняя выборка муфты изготовлена в виде конусной поверхности под конус стопорного элемента и выполнена с возможностью сжатия конуса при входе его внутрь до фиксации его относительно колонны труб, причем на торцевой поверхности муфты, обращенной к стопорному элементу, равномерно по окружности выполнены резьбовые отверстия, а на втулке - отверстия или выборки под болты, стягивающие муфту и стопорный элемент.
На фиг. 1 изображено стопорное устройство в транспортном положении в процессе монтажа на трубу с частичным осевым разрезом.
На фиг. 2 изображено стопорное устройство уже зафиксированное на трубе.
На фиг. 3 изображен выносной элемент, увеличенный в два раза.
На фиг. 4 изображен стопорный элемент.
Стопорное устройство для скважинного оборудования, спускаемого на колонне труб 1 (фиг. 1 и 2), содержит муфту 2 (фиг. 3) в виде кольца с внутренней выборкой 3 под стопорный элемент 4, оснащенный фиксирующими выступами 5, обращенными к трубе 1. Стопорный элемент 4 выполнен в виде полой втулки 6 с конусом 7, сужающимся к муфте 2, рассеченной продольными 8 (фиг. 4) или наклонными (на фиг. 4 не показаны) разрезами 8, которые равномерно распределены по периметру, причем между втулкой 6 (фиг. 3) и конусом 7 выполнена кольцевая проточка 9 - концентратор напряжения, а внутренняя выборка муфты 2 изготовлена в виде конусной поверхности 3 под конус 7 стопорного элемента 4 и выполнена с возможностью сжатия конуса 7 при входе его внутрь до фиксации его относительно трубы 1, причем на торцевой поверхности муфты 2, обращенной к стопорному элементу 4, равномерно по окружности выполнены резьбовые отверстия 10, а на втулке 6 - отверстия 11 или выборки под болты 12, стягивающие муфту и стопорный элемент.
Устройство работает следующим образом.
Стопорное устройство в сборе устанавливают на трубу 1 в определенное место, а ниже него устанавливают скважинное оборудование (например, центратор, не показан).
Затем болты 12 (фиг. 3), вставленные в отверстия 11 втулки 6 стопорного элемента 4, завинчивают в резьбовые отверстия 10 муфты 1. При этом конусная поверхность 3 муфты 2 скользит по конусу 7 стопорного элемента 4, сдвигая при этом фиксирующие выступы 5 в сторону трубы 1. Конус 7 при затяжке болтов 12 может либо согнуться и прижаться к трубе 1, либо сломаться (фиг. 2) по кольцевой проточке 9 (фиг. 3), которая является концентратором напряжения и сместиться относительно втулки 6, что позволит более равномерно зафиксировать стопорный элемент на поверхности трубы 1. Продольные разрезы 8 (фиг. 4), равномерно расположенные по периметру стопорного элемента 4 (фиг. 3), позволяют равномерно и надежно зафиксировать его на поверхности трубы 1, не деформируя при этом ее поверхность.
Затем производят спуск в скважину этой трубы с установленным на ней скважинным оборудованием, а монтаж оборудования на следующей трубе производится в той же последовательности.
Предлагаемая конструкция стопорного устройства позволяет повысить надежность фиксации стопорного устройства путем увеличения площади фиксаторов и их равномерного распределения по периметру трубы без ее деформации, в результате чего исключаются аварийные ситуации.