ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ В СБОРЕ

1. Исполнительный механизм в сборе для нефтяной или газовой скважины, содержащий:
неподвижный элемент, имеющий ось;
исполнительный элемент, являющийся аксиально перемещаемым относительно неподвижного элемента;
множество выемок с открытым концом в одном из неподвижного элемента и исполнительного элемента, при этом каждая выемка, по меньшей мере частично, вмещает скошенную цилиндрическую пружину;
вытянутый по радиусу заплечик на другом из исполнительного элемента и неподвижного элемента, выполненный с возможностью зацепления со скошенной цилиндрической пружиной в выемке; и
опорный элемент, выполненный с возможностью покрытия открытых концов выемок и являющийся аксиально перемещаемым в различные осевые положения относительно выемок для раскрытия открытых концов различных выемок при различных осевых положениях опорного элемента.
2. Исполнительный механизм в сборе по п. 1, в котором исполнительный элемент является подвижным относительно опорного элемента.
3. Исполнительный механизм в сборе по п. 2, в котором, когда исполнительный элемент перемещается относительно опорного элемента в одном направлении, опорный элемент сохраняет свое положение относительно скошенной цилиндрической пружины.
4. Исполнительный механизм в сборе по любому из пп. 1-3, в котором покрытие открытого конца выемки препятствует изменениям конфигурации скошенной цилиндрической пружины в выемке и в котором раскрытие открытого конца выемки допускает изменения конфигурации скошенной цилиндрической пружины в выемке.
5. Исполнительный механизм в сборе по любому из пп. 1-4, в котором покрытие открытого конца выемки поддерживает минимальный уровень сжатия пружины в выемке и в котором раскрытие открытого конца допускает расширение пружины из выемки.
6. Исполнительный механизм в сборе по любому из пп. 1-5, в котором опорный элемент, неподвижный элемент и исполнительный элемент являются концентрическими.
7. Исполнительный механизм в сборе по любому из пп. 1-6, в котором каждая скошенная цилиндрическая пружина является напряженной, когда открытый конец ее выемки раскрывается.
8. Исполнительный механизм в сборе по любому из пп. 1-7, в котором в поперечном сечении по центральной линии каждой скошенной цилиндрической пружины каждая пружина имеет эллиптическую конфигурацию, имеющую большую ось и малую ось.
9. Исполнительный механизм в сборе по любому из пп. 1-8, в котором осевое перемещение исполнительного элемента сдерживается, когда по меньшей мере одна пружина сжимается в выемке заплечиком.
10. Исполнительный механизм в сборе по п. 9, в котором осевое перемещение исполнительного элемента сдерживается, когда по меньшей мере одна пружина сжимается в выемке заплечиком вдоль большой оси пружины.
11. Исполнительный механизм в сборе по любому из пп. 1-10, в котором по меньшей мере одна пружина является подвижной в выемке между первой и второй скошенными конфигурациями в выемке, при этом большая ось пружины является наклоненной по радиусу оси неподвижного элемента в каждой из первой и второй скошенных конфигурациях.
12. Исполнительный механизм в сборе по п. 11, в котором пружина поддерживается в одной из первой и второй конфигураций, когда открытый конец ее выемки покрывается.
13. Исполнительный механизм в сборе по п. 11 или 12, в котором в первой скошенной конфигурации большая ось пружины обычно выровнена с первой диагональю выемки или параллельна ей и в котором во второй скошенной конфигурации большая ось пружины обычно выровнена с второй диагональю выемки или параллельна ей.
14. Исполнительный механизм в сборе по любому из пп. 11-13, в котором в каждой из первой и второй скошенных конфигурациях каждая пружина является несимметричной относительно радиуса оси неподвижного элемента.
15. Исполнительный механизм в сборе по любому из пп. 11-14, в котором в первой скошенной конфигурации пружины внешний конец пружины на открытом конце выемки по оси ближе к заплечику, чем внутренний конец пружины на внутреннем конце выемки.
16. Исполнительный механизм в сборе по любому из пп. 11-15, в котором заплечик прилагает сжатие к пружине вдоль ее большой оси, когда пружина находится в первой скошенной конфигурации.
17. Исполнительный механизм в сборе по любому из пп. 11-16, в котором зацепление пружины в первой скошенной конфигурации с заплечиком препятствует сжатию пружины в выемке и препятствует осевому перемещению заплечика мимо открытого конца выемки.
18. Исполнительный механизм в сборе по любому из пп. 11-17, в котором в первой скошенной конфигурации большая ось пружины обращена к заплечику.
19. Исполнительный механизм в сборе по любому из пп. 11-18, в котором во второй скошенной конфигурации пружины допускается сжатие пружины в выемке.
20. Исполнительный механизм в сборе по п. 19, в котором зацепление пружины во второй скошенной конфигурации с заплечиком допускает осевое перемещение заплечика мимо пружины.
21. Исполнительный механизм в сборе по любому из пп. 19-20, в котором во второй скошенной конфигурации внутренний конец большой оси пружины расположен по оси во внутреннем углу выемки ближе к заплечику, чем внешний конец большой оси пружины на открытом конце выемки.
22. Исполнительный механизм в сборе по п. 21, в котором во второй скошенной конфигурации большая ось пружины отвернута по оси от заплечика.
23. Исполнительный механизм в сборе по п. 21 или 22, в котором заплечик сжимает пружину вдоль ее малой оси, когда пружина находится во второй скошенной конфигурации, позволяющей заплечику переместится мимо открытого конца выемки.
24. Исполнительный механизм в сборе по любому из пп. 19-23, в котором при перемещении заплечика в первом направлении к задней поверхности внешнего конца пружины сжимается пружина в выемке благодаря приложению силы вдоль малой оси, деформирующей пружину дальше в выемку и обеспечивающей прохождение заплечика исполнительного элемента мимо помещенной в выемку и сжатой пружины.
25. Исполнительный механизм в сборе по любому из пп. 11-24, в котором пружина упруго напряжена в каждой из скошенных конфигураций.
26. Исполнительный механизм в сборе по любому из пп. 11-25, в котором пружина принимает нейтральную конфигурацию при переходе между двумя скошенными конфигурациями.
27. Исполнительный механизм в сборе по п. 26, в котором при нейтральной конфигурации пружины большая ось пружины является по существу перпендикулярной к оси неподвижного элемента.
28. Исполнительный механизм в сборе по п. 26 или 27, в котором при нейтральной конфигурации пружины пружина расширяется, по меньшей мере частично, за пределы открытого конца выемки.
29. Исполнительный механизм в сборе по любому из пп. 26-28, в котором при нейтральной конфигурации пружины пружина обычно является симметричной относительно радиуса оси неподвижного элемента.
30. Исполнительный механизм в сборе по любому из пп. 26-29, в котором при нейтральной конфигурации пружины пружина может быть сдвинута в выемке между двумя различными скошенными конфигурациями путем осевого перемещения исполнительного элемента или опорного элемента относительно пружины.
31. Исполнительный механизм в сборе по любому из пп. 26-30, в котором пружина переходит через нейтральное положение при перемещении между двумя альтернативными скошенными конфигурациями.
32. Исполнительный механизм в сборе по любому из пп. 1-31, в котором заплечик расположен на исполнительном элементе и находится на расстоянии от переднего конца исполнительного элемента.
33. Исполнительный механизм в сборе по любому из пп. 1-32, в котором заплечик вытянут по радиусу от одного из исполнительного элемента и неподвижного элемента как радиальная ступенька и в котором радиальная ступенька содержит по меньшей мере один участок, наклоненный под углом больше чем или равным 45° относительно оси исполнительного элемента.
34. Исполнительный механизм в сборе по любому из пп. 1-33, в котором, когда заплечик входит в зацепление с концом пружины, выступающим из выемки, передний конец исполнительного элемента покрывает выемку.
35. Исполнительный механизм в сборе по любому из пп. 1-34, в котором выемки образованы во внутренней поверхности корпуса.
36. Исполнительный механизм в сборе по любому из пп. 1-35, в котором выемки образованы во внутренней поверхности втулки корпуса, которая размещена в канале корпуса.
37. Исполнительный механизм в сборе по п. 36, в котором втулка корпуса имеет отверстие, выполненное с возможностью размещения исполнительного элемента, который может аксиально перемещаться в отверстии втулки корпуса.
38. Исполнительный механизм в сборе по п. 37, в котором в отверстии втулки корпуса может размещаться опорный элемент, который является подвижным в отверстии втулки корпуса.
39. Исполнительный механизм в сборе по любому из пп. 1-38, в котором опорный элемент содержит втулку, имеющую отверстие с осью.
40. Исполнительный механизм в сборе по любому из пп. 1-39, в котором опорный элемент обеспечивает сообщение по текучей среде в осевом направлении с одной стороны опорного элемента к другой.
41. Исполнительный механизм в сборе по любому из пп. 1-40, в котором исполнительный элемент может аксиально перемещаться в ответ на изменения перепада давления текучей среды на исполнительном элементе.
42. Исполнительный механизм в сборе по любому из пп. 1-41, в котором исполнительный элемент содержит поршень, уплотненный в канале.
43. Исполнительный механизм в сборе по п. 42, в котором исполнительный элемент уплотнен в канале несколькими уплотнениями, разделяющими участки канала на различные зоны между уплотнениями.
44. Исполнительный механизм в сборе по любому из пп. 1-43, в котором при осевом перемещении исполнительного элемента регулируется приведение в действие скважинного инструмента в скважине.
45. Исполнительный механизм в сборе по любому из пп. 1-44, в котором исполнительный элемент смещается по оси в первом направлении посредством упругого поджимающего устройства.
46. Исполнительный механизм в сборе по п. 45, в котором осевое перемещение исполнительного элемента регулируется путем регулирования перепада давления текучей среды, противодействующего силе упругого устройства.
47. Исполнительный механизм в сборе по любому из пп. 1-46, в котором опорный элемент аксиально перемещается относительно пружины в ответ на осевое перемещение исполнительного элемента.
48. Исполнительный механизм в сборе по любому из пп. 1-47, в котором исполнительный элемент продвигает опорный элемент между его различными осевыми положениями.
49. Исполнительный механизм в сборе по любому из пп. 1-48, в котором исполнительный элемент перемещает опорный элемент только в одном направлении относительно пружины.
50. Исполнительный механизм в сборе по любому из пп. 1-49, в котором, когда исполнительный элемент аксиально перемещается на расстояние от опорного элемента, опорный элемент сохраняет свое положение относительно пружины и не перемещается вместе с исполнительным элементом.
51. Исполнительный механизм в сборе по любому из пп. 1-50, в котором при осевом перемещении исполнительного элемента в первом направлении опорный элемент перемещается в первом направлении, так что опорный элемент перемещается вместе с исполнительным элементом в первом направлении, и в котором при последующем осевом перемещении исполнительного элемента во втором направлении, противоположном первому направлению, исполнительный элемент и опорный элемент разделяются, при этом опорный элемент в качестве опции остается неподвижным и сохраняет свое положение, тогда как исполнительный элемент аксиально перемещается во втором направлении на расстояние от опорного элемента.
52. Исполнительный механизм в сборе по любому из пп. 1-51, в котором опорный элемент имеет общую ось с исполнительным элементом.
53. Исполнительный механизм в сборе по любому из пп. 1-52, в котором при перемещении исполнительного элемента по раскрытым свободным концам выемок изменяется конфигурация пружин в выемках.
54. Исполнительный механизм в сборе по п. 53, в котором при перемещении исполнительного элемента по свободным концам выемок, сначала в одном направлении и затем в другом направлении, пружины сдвигаются между различными скошенными положениями.
55. Исполнительный механизм в сборе по любому из пп. 1-54, в котором заплечик имеет первую и вторую поверхности, обращенные по противоположным направлениям, и в котором каждая из первой и второй поверхностей выполнена с возможностью зацепления с пружиной в одной из первой и второй конфигураций для прекращения перемещения исполнительного элемента в первом или втором направлении.
56. Исполнительный механизм в сборе по любому из пп. 1-55, в котором заплечик имеет первую и вторую поверхности, обращенные по противоположным направлениям, в котором первая поверхность заплечика выполнена с возможностью зацепления с пружиной в первой конфигурации для прекращения перемещения исполнительного элемента в первом направлении и в котором вторая поверхность заплечика выполнена с возможностью зацепления с пружиной во второй конфигурации для прекращения перемещения исполнительного элемента во втором направлении.
57. Исполнительный механизм в сборе по любому из пп. 1-56, в котором заплечик содержит профилированную область, которая поддерживает вторую конфигурацию пружины, когда пружина находится в контакте с заплечиком.
58. Исполнительный механизм в сборе по п. 57, в котором пружина, поддерживаемая во второй конфигурации заплечиком, препятствует прохождению заплечика мимо пружины во второй конфигурации, когда заплечик перемещается во втором направлении.
59. Исполнительный механизм в сборе по любому из пп. 1-58, содержащий осевой путь протекания текучей среды через корпус, соединяющий путь протекания на первой стороне механизма с путем протекания на второй стороне механизма.
60. Исполнительный механизм в сборе по любому из пп. 1-59, в котором исполнительный элемент и опорный элемент отделены.
61. Клапан, содержащий исполнительный механизм в сборе по любому из пп. 1-60.
62. Клапан по п. 61, представляющий собой клапан со скользящей втулкой.
63. Клапан по п. 61 или 62, представляющий собой циркуляционный клапан.
64. Способ приведения в действие инструмента для нефтяной, газовой или водоносной скважины, при этом инструмент содержит исполнительный механизм в сборе, содержащий неподвижный элемент, имеющий ось; исполнительный элемент, аксиально перемещаемый относительно неподвижного элемента; множество выемок с открытым концом в одном из неподвижного элемента и исполнительного элемента, при этом каждая выемка, по меньшей мере частично, вмещает скошенную цилиндрическую пружину; вытянутый по радиусу заплечик на другом из исполнительного элемента и неподвижного элемента, выполненный с возможностью зацепления со скошенной цилиндрической пружиной в выемке; и опорный элемент, выполненный с возможностью покрытия открытых концов выемок и являющийся аксиально перемещаемым в различные осевые положения относительно выемок, при этом способ включает в себя этапы, на которых:
перемещают аксиально исполнительный элемент относительно неподвижного элемента;
перемещают опорный элемент мимо по меньшей мере части открытого конца выемки, вмещающей скошенную цилиндрическую пружину; и
ограничивают осевое перемещение исполнительного элемента путем зацепления заплечика с по меньшей мере частью скошенной цилиндрической пружины, выступающей от открытого конца выемки.