УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ГИЛЬЗ В ДОБЫВАЮЩИХ КОЛОННАХ

Устройство относится к нефтяной промышленности, в частности к оборудованию для эксплуатации нефтяной или газовой скважины и предназначено для перемещения сдвижных гильз внутри добывающей колонны.
Наиболее близким по технической сути является инструментальный узел, известный из патента на изобретение 030278 B1 «ОБСАДНАЯ КОЛОННА СО СКОЛЬЗЯЩЕЙ ГИЛЬЗОЙ», от 18.10.2018, опубликован 31.07.2018, МПК E21B43/08, E21B34/14, E21B23/06, E21B23/06, E21B43/12, E21B43/14. Для захвата гильзы известный инструментальный узел содержит размещающее приспособление (фиг. 1а, фиг. 5а; поз. 13). Размещающее приспособление взаимодействует с соответствующим профилем ниже скользящей гильзы внутри трубчатого элемента.
В известном решении размещающее приспособление выполнено выступающим за габаритные размеры корпуса инструментального узла. При спуске и подъеме инструментального узла неизбежны отклонения его оси от оси обсадной колонны, что может привести к столкновениям узла с внутренней поверхностью колонны. Выполнение размещающего приспособления выступающим за габаритные размеры корпуса, увеличивает вероятность столкновения узла и повреждения находящегося в скважине оборудования, особенно, при эксплуатации обсадных колонн малого диаметра. Из-за столкновений во время транспортировки к перемещаемой гильзе, размещающее приспособление подвергается дополнительным механическим воздействиям, что увеличивает его износ. Основную ударную нагрузку принимают на себя поверхности, предназначенные для контакта с ответной поверхностью перемещаемой гильзы.  В результате механического износа рабочих поверхностей, размещающее приспособление может утратить возможность захвата гильзы. Для предотвращения выхода инструментального узла из строя необходим постоянный контроль его состояния и периодическое проведение ремонтных работ.
Задачей заявляемого технического решения является снижение вероятности контакта зацепов рабочего механизма устройства для перемещения гильз с поверхностями в полости обсадной колонны, не предназначенными для захвата перемещаемой гильзы.
Поставленная задача решена за счет устройства для перемещения цилиндрических гильз в добывающих колоннах, характеризующегося тем, что содержит трубчатый шток; на шток установлен с возможностью осевого перемещения трубчатый поршень с жестко зафиксированным на его внешней поверхности торцом трубчатой гильзы, в противолежащем конце трубчатой гильзы жестко зафиксирована головка с осевым отверстием, через которое пропущен с возможностью осевого перемещения шток; на штоке выполнено уплотненное утолщение, перекрывающее просвет трубчатой гильзы; между уплотненным утолщением на штоке и поршнем образована кольцеобразная полость, сообщающаяся отверстиями с полостью штока; между уплотненным утолщением на штоке и головкой расположена пружина; на поршне и штоке установлены пары рычагов, снабженные сухарями с внешними зацепами.
Суть технического решения иллюстрирована чертежами, где на фиг.1 - разрез устройства для перемещения цилиндрических гильз в добывающих колоннах в закрытом состоянии, на фиг.2 - устройство для перемещения цилиндрических гильз в добывающих колоннах в раскрытом состоянии.
На фиг. 1 и фиг. 2 изображены: устройство 1 для перемещения цилиндрических гильз, трубчатый шток 2, трубчатый поршень 3, трубчатая гильза 4, головка 5, уплотненное утолщение 6,  кольцеобразная полость 7, отверстия 8, полость 9 штока, пружина 10, рычаги 11, сухари 12, внешние зацепы 13, штуцер 14.
Устройство для перемещения цилиндрических гильз в добывающих колоннах выполнено следующим образом.
Устройство 1 содержит трубчатый шток 2, на котором выполнено уплотненное утолщение 6. Опционально, шток 2 может быть выполнен из нескольких продольно соединяемых частей. На трубчатый шток 2 установлен с возможностью осевого перемещения трубчатый поршень 3. Трубчатый поршень 3 установлен на шток 2 с образованием кольцеобразной полости 7, расположенной между утолщением 6 штока 2 и торцом трубчатого поршня 3. В стенке трубчатого штока 2 выполнены сквозные отверстия 8, через которые кольцеобразная полость 7 сообщается с полостью 9 штока 2. Полость 7 изолирована от внешней среды трубчатой гильзой 4. Один из торцов трубчатой гильзы 4 жестко зафиксирован на внешней поверхности трубчатого поршня 3. Фиксацию трубчатой гильзы 4 относительно поршня 3 осуществляют любым известным из уровня техники способом, например, при помощи сварного или резьбового соединения. Противоположный торец трубчатой гильзы 4 жестко зафиксирован на внешней поверхности головки 5 с осевым отверстием. Фиксацию трубчатой гильзы 4 относительно головки 5 осуществляют любым известным из уровня техники способом, например, при помощи сварного или резьбового соединения. Через осевое отверстие головки 5 пропущен шток 2. Шток 2 расположен в осевом отверстии головки 5  с возможностью своего осевого перемещения. Головка 5 установлена на штоке 2 с образованием кольцеобразной полости между торцом головки 5 и уплотненным утолщением 6 трубчатого штока 2. В полость между утолщением 6 и головкой 5 установлена пружина 10. Жесткость пружины 10 определяет уровень порогового давления рабочей среды в полости 9, при котором устройство 1 принимает раскрытое положение. Утолщение 6 и трубчатый поршень 3 выполнены уплотненными и перекрывающими просвет трубчатой гильзы 4, что позволяет избежать нерегламентированной утечки рабочей среды из кольцеобразной полости 7. На поршне 3 и штоке 2 установлены пары рычагов 11, механически связанные друг с другом посредством сухарей 12. Сухари 12 содержат внешние зацепы 13, предназначенные для контакта с ответной поверхностью перемещаемой гильзы. Внешние зацепы 13  ориентированы в направлении от оси устройства 1. Пары рычагов 11 установлены таким образом, что в закрытом положении устройства 1, при несжатой пружине 10, внешние зацепы 13 не выходят за габариты поперечного сечения трубчатой гильзы 4. Пары рычагов 11 установлены таким образом, что при уменьшении расстояния между осями их крепления к штоку 2 и поршню 3, сухари 12 радиально перемещаются в направлении от оси устройства 1. Опционально, устройство 1 может быть снабжено штуцером 14, установленным в  полость 9 штока 2. Диаметр осевого отверстия штуцера 14 определяет, какой необходим расход рабочей среды, для достижения порогового уровня давления в полости 9. Диаметр осевого отверстия штуцера 14 выбирают исходя из характеристик оборудования, установленного на устье скважины.
Устройство для перемещения цилиндрических гильз в добывающих колоннах используют следующим образом.
Устройство 1 крепят к концу колонны насосно-компрессорных труб и спускают в скважину на требуемую глубину.  При достижении устройством 1 необходимой глубины, на которой сухари 12 находятся внутри полости перемещаемой гильзы, осуществляют увеличение расхода рабочей среды. Вследствие увеличения расхода среды увеличивается давление в полости 9 штока 2. При достижении порогового значения давления кольцеобразная полость 7 начинает расширяться, преодолевая сопротивление пружины 10. При расширении полости 7 трубчатый поршень 3, трубчатая гильза 4 и головка 5 смещаются относительно штока 2 в направлении штуцера 14. При смещении поршня 3 в направлении штуцера 14 расстояние между осями крепления пар рычагов 11 сокращается, вследствие чего сухари 12 радиально перемещаются в направлении от оси устройства 1 к внутренней поверхности гильзы. Расположенные на сухарях 12 внешние зацепы 13 входят в контакт с ответной поверхностью перемещаемой гильзы. Устройство 1 принимает раскрытое положение. Для более надежной фиксации гильзы на зацепах 13, давление в полости 9, опционально, может быть дополнительно увеличено. Не снижая давления, устройство 1 перемещают вместе с цилиндрической гильзой в необходимом направлении. При достижении гильзой необходимого положения, уменьшают расход рабочей среды, понижая, таким образом, давление в полости 9. Под усилием пружины 10 головка 5, трубчатая гильза 4 и трубчатый поршень 3 смещаются относительно трубчатого штока 2 в направлении от штуцера 14. При перемещении поршня 3 в направлении от штуцера 14 расстояние между осями крепления рычагов 11 увеличивается и сухари 12 радиально перемещаются в направлении оси устройства 1, которое, таким образом, принимает закрытое положение. Затем устройство 1 перемещают к следующей гильзе или поднимают на устье скважины.
При осуществлении транспортировки к перемещаемой гильзе устройство 1 находится в закрытом положении, то есть контактные поверхности внешнего зацепа 13 не выходят за габариты поперечного сечения трубчатой гильзы 4, что уменьшает вероятность их нерегламентированного контакта с поверхностями в полости обсадной колонны.
Техническим результатом заявленного технического решения является создание устройства для перемещения гильз, обладающего контролируемо-выдвижными зацепами для контакта с ответными поверхностями перемещаемой гильзы. Технический результат достигается за счет устройства для перемещения цилиндрических гильз в добывающих колоннах, характеризующегося тем, что содержит трубчатый шток; на шток установлен с возможностью осевого перемещения трубчатый поршень с жестко зафиксированным на его внешней поверхности торцом трубчатой гильзы, в противолежащем конце трубчатой гильзы жестко зафиксирована головка с осевым отверстием, через которое пропущен с возможностью осевого перемещения шток; на штоке выполнено уплотненное утолщение, перекрывающее просвет трубчатой гильзы; между уплотненным утолщением на штоке и поршнем образована кольцеобразная полость, сообщающаяся отверстиями с полостью штока; между уплотненным утолщением на штоке и головкой расположена пружина; на поршне и штоке установлены пары рычагов, снабженные сухарями с внешними зацепами.