Копирно-направляющее устройство

296908 Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельства М 79469/25-8) аявлено 21.т 1.1962 ( 1 ПК Г 04 Ъ 47 О и соеди н ен и ем за я в ПриоритетОпубликовано 02.11.1971. Бюллетень чо 9 Дата опубликования описания 6 Л,1971 Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРК 621.651(088.8) Авторыизобретения Шапиро и В. А. Миловск Заявител КОПИРНО-НАПРАВЛЯ 1 О 1 ЦЕЕ УСТРОЙСТ Известны копирно-направляющие устройства для управления беструбной глубиннонасосной эксплуатацией скважин, в которых подвеска разводящего конуса выполнена в видевращающейся на штоке головки и корпуса,снабженного двумя рядами спаренных, разделенных канавками копирно-направляющихскосов.Предложенное копирно-направляющее устройство отличается тем, что в нем два рядапротивоположно направленных скосов разделены разновысокими вертикальными противостоящими скосам канавками, ширина которыхменьше ширины соответствующих скосов, аось не выходит за габариты скосов по ширине,Такое выполнение устройства упрощает обслуживание путем обеспечения замкнутогоцикла действия устройства.На фиг. 1 изображено копирно-направляю.щее устройство для управления подземныминефтепромысловыми механизмами, напримерякорем для беструбной глубиннонасоснойэксплуатации скважин, продольный разрез; нафиг. 2 - схема развертки по наружной поверхности копиров.Устройство содержит кожух 1, к которомуприварены копиры 2 и 3, крышку 4, ниппель 5,кольцо 6 с двумя запрессованными шпонками7, полые штоки 8 и 9, переводник 10, гайку 11,пружину 12,Верхнии шток 8 непосредственно свинчен сниппелем 5, нижний шток 9 присоединен книппелю переводником 10, Кольцо 6 свободновращается на шейке ниппеля 5 между его бур 5 тиком и верхнем торцом гайки 11, навинченной на ниппель, Верхний копир 2 имеет направляющие скосы 54 - 54, нижний копир 3 -,скосы 5 з - 5 з. Скосы разделены вертикальными канавками К 1 - К 4 на верхнем копире и10 Кз - Кз на нижнем.Ширина вертикальных канавок соответствует ширине шпонок 7. Длина каждой пары противолежащих канавок одного копира (К 1 - Кз,Кг - К 4, Кз - Кт, Кб - Кз) различна, Она опре 15 деляется с учетом конкретной программы работы механизма, для управления которымпредназначается устройство, Канавки Кт - К.копира 2 сделаны сквозными, т. е, они выходятв расточку а в верхней части детали. Благода 20 ря этому при сборке устройства шпонки 7кольца б можно завести из расточки а по канавкам К, - Кз в полость б кожуха.Скосы верхнего и нижнего копиров имеютпротивоположное направление, а средние точ 25 ки скосов одного копира расположены по осямканавок другого, Такую зафиксированнуювзаимную ориентацию коппрам придают присборке, для чего после ввинчивания копиров вкожух их приваривают в положении, показан 30 ном в развертке,Кожух и копиры могут быть выполнены также в виде одной детали (кожух-копир), изготовленной, например, методом точного литья по выполняемым моделям. Пружина 12, свободно надета на нижний шток, расположена внутри кожуха между наружным буртиком псреводника 10 и внутренним буртиком нижнего копира.Во внутренних кольцевых канавках крышки 4 и копира 3 установлены резиновые уплотнительные кольца 13, герметизирующие внутреннюю полость б кожуха. Эту полость через отверстие, закрытое проокой 14, заполня от маслом .в тех случаях, когда механизм предназначается для работы в агрессивной среде, Крышка 4 присоединена к гидроцилиндру 15. В гидроцилиндре находится поршень 16, к которому на резьбе присоединен верхний полый шток 8.На нижний конец копира 3 навинчен фонарь 17. В его пазах под действием конуса 18 могут раздвигаться пружинящие челюсти ,свободно установленной плашечной цанги 19, свинченной с удлинителем 20, внутренний буртик т, которого упирается в наружный торец тз хвостовика 21, присоединенного к фонарю, Конус 18 навинчен на нижний конец полого штока 9. При сборке якоря с беструбным насосом гидроцилиндр 15 с помощью муфты 22 свинчивают с цилиндром насоса, а в конусное гнездо в поршня устанавливают клапанный узел (на чертежах не показан), телескопически подвешенный к насосу.Работа устройства, Оборудование спускают в скважину на заданную глубину на полых (трубчатых) штангах. Во время спуска насос и свинчинный с ним якорь на специальном упоре свободно висят на полых штангах. При этом группа деталей якоря, присоединенных к поршню (детали 8, б, 7, 5, 11, 10, 9 и 18), удерживается в верхнем положении пружиной 12, которая сжата лишь на величину предварительной натяжки: шпонки 7 упираются в упорные кромки коротких вертикальных канавок Кз - К 4,верхнего копира 2 (см. фиг. 2, положение 1); между внутренней фаской т, копира 3 и наружной фаской т 4 конуса 18 имеется зазорПосле завершения спуска оборудования в скважину на заданную глубину полые штанги заполняют жидкостью (водой), В таком положении конструкция оборудования обеспечивает проход жидкости из полых штанг через плунжер и клапанные узлы насоса в полость над поршнем якоря. Так как проходное отверстие в поршне закрыто телескопически подвешенным к насосу клапанным узлом (на чертежах не показан), установленным в конусном гнезде в, поршень под давлением жидкости перемещается виз на расстояние 1, сжимая пружину 12, а конус 18 раздвигает пружинящие челюсти плашечной цанги 19 до тех пор, пока их зубья не упрутся во внутреннюю поверхность обсадной (эксплуатационной) колонны. В результате перемещения вниз порш 5 и 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 ня и группы жестко соединенных с ним дета. лей на расстояние 1 зазор Л, между фаской тз копира 3 и фаской т 4 конуса 18 увеличивается до Л,=-7+1, шпонки 7 скользят по направляющим скосам 5 з - 57 нижнего копира, заставляя кольцо б поворачиваться, и входят в длинные вертикальные канавки Кз - К 7 (см. фиг. 2, положение 11); пружина 12 получает наибольшее сжатие.Затем трубчатые штанги с висящим на них насосом и группой соединенных с цилиндром насоса деталей якоря (детали 22, 15, 4, 2, 1, 3, 17, 21) опускают на расстояние 1=-Ъ=Я+ 1, т. е, до тех пор, пока фаска т, копира 3 не упирается в фаску т 4 конуса 18. В результате этого перемещения цилиндр насоса получает опору в конус, который, в свою очередь, упирается в сцепленную с обсадной колоной плашечную цангу 19; направляющие скоса 54 - 5 з верхнего копира скользят по шпопкам 7, заставляя кольцо б поворачиваться до тех пор, пока шпонки 7 не войдут в длинные вертикальные канавки К, - К, (см, фиг, 2, положение 111); пружина 12 разжимается.Так как перемещение цилиндра насоса и соединенных с ним деталей якоря на расстояние 1 з происходит относительно неподвижных деталей 16, 8, б, 7, 5, 11, 10, 9, 18, 19 и 20, между торцом т, плашечной цанги 19 и торцом т. хвостовика 21 образуется зазор равный 1 з. На этом заканчивается закрепление в обсадных трубах якоря и свинченного с ним цилиндра насоса,Для перезакрепления оборудования в обсадной колонне на другой глубине или же для извлечения оборудования из скважины полые штанги поднимают на расстояние, превышающее рабочий ход плунжера насоса.Цилиндр насоса (под действием упомянутого упора, присоединенного к полым штангам) вместе с группой жестко соединенных с ним деталей якоря (детали 22, 15, 4, 2, 1, 3, 17 и 21) начинает перемещаться вверх относительно неподвижного поршня 16 и деталей 8, 6, 7, 5, 11, 10, 9, 18, 19 и 20; направляющие скосы 5 з - 5 з нижнего копира 3 скользят по шпонкам 7, заставляя кольцо б поворачиваться, Когда перемещение вверх достигает величины 1 з, нижние кромки коротких вертикальных канавок Кз - Кз копира 3 упираются в шпонки 7 (см. фиг. 2, положение 17), чем и достигается сцепление движущейся вверх группы деталей, соединенных с гидроцилиндром 15, с оставшейся до этого момента неподвижной группой деталей, соединенных с поршнем 16; пружина 12 сжимается на величину 1,.В результате дальнейшего совместного движения вверх указанных групп деталей конус 18 выходит из контакта с внутренними конус- ными поверхностями челюстей плашечной цанги 19, которая остается неподвижной благодаря тому, что в этот момент между торцом т удлинителя 20 и упорным торцом т, хвостовика 21 остается зазор равный 1 з - 1 з (на фиг. 2 видно, что 1 з 1 з). Освободившись отрасклинивающего действия конуса 18, пружинящие челюсти плашечной цанги 19 сжимаются и выходят из сцепления с обсадной колонной; при дальнейшем движении полых штанг вверх, когда торец к хвостовика 21 упирается в торец т, удлинителя 20, последний вместе с плашечной цангой 19 имеет возможность свободно двигаться вместе с остальными деталями якоря; пружина 12 разжимается на величину 1, и возвращает поршень 1 б и соединенные с ним детали 8, б, 7, 5, 11, 10, 9 и 18 в их исходное положение (см. фиг, 2, положение 7), при котором шпонки 7 упираются в верхние кромки коротких вертикальных канавок К, - К верхнего копира.В рассмотренном примере запрограммированное задание состояло в том, чтобы при выполнении операции освобождения якоря от сцепления с обсадной колонной перемещение вверх конуса 18 происходило с опережением относительно начала движения вверх плашечной цанги 19, так как только при этом условии достигается безотказное освобождение якоря, Управление относительным перемещением конуса и плашечной цанги по заданному циклу достигается благодаря соответствующим образом выбранной длине вертикальных канавок, расположенных между направляющими скосами копиров 2 и 3,5Предмет изобретенияКопирно-направляющее устройство для управления подземными нефтепромысловыми ме ханизмами, например якорем для беструбнойглубиннонасосной эксплуатации скважин, включающее кожух-копир с профилпрованными направляющими, выполненными в виде двух рядов обращенных один к другому ско сов противоположного направления, и взаимодействующее с ним свободно вращающееся подпружиненное кольцо с двумя выступамн, отличаюцееся тем, что, с целью упрощения обслуживания путем обеспечения замкнутого 20 цикла действия устройства, в нем два рядапротивоположно направленных скосов разделены разновысокими вертикальными противостоящими скосам канавками, ширина которых меньше ширины соответствующих скосов, а 25 ось не выходит за габариты скосов по ширине.. Слати Составите Техред 3. Н, Тараненк корректор О. М. Ковале Редактор Н. елявск Заказ 1230/11 Изд.482 Тираж 473 Подписно ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5