Якорь

О П И С А Н И Е 1878898ИЗОБРЕТЕН ИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Ресвублик(2 явлено 28.08.79 (21) 2811721/22-0 с присоединением заявки тосуаарственный коми) П итет -СССРло делам нзобретении открытий УДК 622,245.7.сания 07.11.81 Да опубликовани 2) Авторы изобретен ЙЬЧ 5 дин, Е, К. Поздеев, В, И. Портнов,Н, Замараев и Р. С, Латыпов 1) Заявитель сесоюзный научно-исследовательский инсти нефтепромысловой геофизики(54) ЯКОР Изобретение относится к области нефтегазодобывающей лромышленносги, а именно к якорям, и предназначено для закрепления,различных устройств, например пакеров, в скважинах с передачей возникающих при этом ус 5 Лый на стенку скважины.Изобретение является усовершенствовазеием якоря, описанного в авт. св,791922 и содержащего шток, конус, плашки с тягой, замок,плашек, фрикционный фонарь с ключом и замок фрикционного фонаря, а также жестко связаНный с фрикционным фонарем толкатель, взаимодействующий с тягой. Толкатель выполнен в виде втулки, телескопически сочлененной с тягой, и образует со штоком кольцевую полость. Замок плашек расположен в указанной полости,и защищен от,пряхого воздействия среды, заполняющей сквакиНу 11.Однако при переводе якоря из транс. портного положения в рабочее и ооратно объем кольцевой полости, в которой расположен замок плашек, периодически уве. личивается и уменьшается вследствие перемещения фрикционного фонаря, тяги и штока друг относительно друга, что вызывает переток среды из скважины в кольцевую полость и обратно. В результате тако. го периодического перетока в кольцевой полости после многогератной перестааювк ях 01 я может накопТься зачиельное количество гряз, а это может привести к на.рушению работоспособносги замка плашск.Переток среды пз скваКины В кольцевуО полость и обратно может происходить также из-за изменения плотности среды В кольцевой камере вследствие изменения температуры и 1 чдростатического давления В скВажнне по мере перемещения якоря по 10 се стволу. Грязь, 1 кроме того, может проникать э зазоры подвижных соединений шток -тяга, тяга - толкатель, фрпкционный фонарь - шток и вызывать заклинивапие эт 1 х деталей. Агрессивные вещества, попа дая В указанные зазоры и кольцевую полость,вызывают коррозию деталей.Цель изобретения - повышение надеж 1 Ос 1 работы якоря путем полного пеклюсн 15 я проникновения загрязнений в зону 2 о расположения замка плашек и в зазорыподвижных сосдннсний шток - тяга, тяга - толкатель, фрпкц 1 О 11 ный фонарь - шток.Цель достГается ти, то В 51 к 01 с поавт. Св. М 91922 кольцевая полость, обра зованная втулкой и штоком якоря, загермепизпрована и заполнена рабочей кидкостью,:рпчем зтулка выполнена с каналом, перекрытым непрсннцаемой подвижной пе.регородкой. При этом с целью уменьшения зо перемещения непроницаемой перегородкиподвижные соединения шток - тяга, тяга - толкатель и фрикционный фонарь - шток выполнены с равными площадями поперечного оечения.Непроницаемая подвикная перегородка может быть выполнена в виде мембраны из эластичного материала, в виде легко де. формируемой гофрировапной оболочки, а также в виде поршня с уплотнением, под,вижно установленного в канале, связываю. щем кольцевую полость с внешним пространством,На фиг. 1 приведен якорь, в котором подвижная перегородка выполнена в виде мембраны из эластичного материала, общий вид; на фланг, 2 - развертка наружной поверхности замка фрикционного фонаря; на фиг. 3 - якорь, в котором площади,поперечных сечений подвижных соединений шток - тяга, тяга - толкатель и фрикционный фонарь - шток равны, а,подвижная перегородка выполнена в виде поршня, подвикно установленного в канале, связывающем кольцевую, полость с внешним простр а н ство м, частичный вид.Якорь содержит конус 1, вдоль наклонных пазов которого могут, перемешаться за,клиннвающие плашки 2. С конусом 1 жестко соединен шток 3, В нижней части штока 3 подвнкно размещен фрикционный фонарь 4, башмаки 5 которого прикимаются прукипами Г к стенке скважины. С фрикционным фонарем 4 жестко связан замок 7, имеющий два фигурных паза А. Пазы А замка 7 снабжены ловушками Б, В пазах А и ловушках Б могут перемещаться пальцы 8, жестко связанные со штоком 3. Вдоль штока 3 перемещается тяга 9, кото,рая соединена с заклинивающими плашками 2 с помощью Т-образных подвикных соединений В. Тяга 9 телескопическими сочлевена с толкателем 10, жестко связанным с фрикционным фонарем 4, Телескопическое соединение обеспечивает поворот и осевое перемешенне толкателя 10 и фрикционного фонаря 4 относительно тяги 9. С тягой 9 жестко связан замок заклвнивающих плашек 11, выполненный в виде многолепестковой цанговой пружины, имеющей на,концах деформируемых лепестков захваты 12.Захваты 12 могут входить в зацепление со штоком 3 благодаря проточке Г, выполненной на наружной, поверхности штока 3.Фрикцч 1 онный фонарь 4 имеет ключ 13, который,при перемещенин фрикционного фонаря 4 в сторону, конуса 1 может открывать замок заклннивающих плашек 11, выводя захваты 12 из зацепления со штоком 3, На наружной поверхности толкателя 10 распо,пожена мембрана 14, изготовленная из эластичного материала, например резины. Кон.цы мембраны 14 присоединены к толкателю 10. В толкателе 10 выполнено отверстие 15, предназначенное для перетока кидкости. Перфорированная крышка 1 б;предохраняет мембрану 14 от внешних воздействий. В подвижных соединениях шток 3 - тяга 9, тяга 9 - толкатель 10, фрикционный фонарь 4 - шток 3 установлены уплотнения 17, 18, 19 соответственно. Кольцевая полость 20, ограниченная штоком 3, тягой 9,толкателем 10 и фрикционным фонарем 4, и камера 21, образованная толкателем О и мембраной 14, заполнены минеральным 10 маслом. Отверстие 15 и камера 21 образуютканал, гидравлически связывающий полость 20 с внешней средой через перфорационные отверстия в крышечке 16, Мембрана 14 выполняет роль непроницаемой подвижной,перегородки, перекрывающей упомянутый канал.Якорь работает следующим образом.В транспортном положении заклинивающие плашки 2 удерживаются в утопленном 20 полокении с помощью замка заклиниваюших плашек 11, захваты 12,которого зацеплены за уступ штока 3, образованный ;проточкой Г. Фрикционный фонарь 4 также находится в зацеплении со штоком 3, так 25 как пальцы 8 расположены на дне ловушек Б,замка 7.При достнкении заданной глубины погружения якоря шток 3 приподнимают вверх на 0,5 1,0 м. При этом фрикционЗ 0 ный фонарь 4 нод действием трения о стенкъ скважины перемешается относительно ,штока 3 вниз так, что,пальцы 8 выходят из ловушек Б н занимают положение напропиз выхода в пазы А. Теперь шток 3 опуЗ 5 склют вниз, одновременно вращая его почасовой стрелке. Фрикционный фонарь 4, удерживаемый трением о стенку скважины, стремится сохранить свое, положение, а пальцы 8, скользя вдоль лазов А, выходят 40 из зацепления с замком 7 и освобокдаютфрикционный фонарь 4. При дальнейшем двикении штока 3 вниз фрикционный фонарь 4 перемещается по штоку 3 вверх, а ключ 13 подходит к захватам 12 замка за клннивающих плашек 11, отделяет их отштока 3 и далее, после того, как будет выбран весь ход перемещения толкателя 10 относительно тяни 9, фрикционный фонарь 4, толкатель 10, тяга 9, замок заклиниваю щих плашек 11 и заклинивающие плашки 2двигаются совместно в сторону, конуса 1, При этом заклинивающие плашки 2, скользя в наклонных пазах конуса 1, перемещаются,к стенке скважины, соприкасаются 55 с ней и заклинивают якорь в скважине.Съем якоря из рабочего положения осуществляется перемещением штока 3 вверх, прои этом фрикционный фонарь 4 вследствие трения о стенку скважины перемещает ся относительно штока 3 вниз, перемещаеттолкатель 10, а после выбора свободного хода, тягу 9 и связанные с ней заклинивающие плашки 2 вниз до упора тяги 9 в выступ на штоке 3, В этом положенин за хваты 12 попадают в тьроточку Г и зацепляются со штоком 3, а пальцы 8 оказываются расположенными над входом в ловушки Б. Теперь при опускании штока 3 вниз фрикционный фонарь 4 перемещается относительно штока 3 вверх на величину хода пальцев 8 в ловушках Б замка 7, ;и якорь переходит в первоначальное транспортное положение. При этом вследствие того, что свободное перемещение толкателя 10 отнооителвно тяти 9 и замка заклинивающих плашек 11 больше хода пальцев 8 в ловушках Б замка 7, между ключом 13 и захватами 12 остается гарантированный зазор.При переводе якоря из транспорпното положения в рабочее и обратно вследствие перемещения фрикционного фонаря 4, тяги 9 и штока 3 друг относительно друга объем,полости 20 лериодичесии увеличивается и уменьшается, Это вызывает переток масла из полости 20 в,камеру 21,и назад через отверстие 15. Изменение объема камеры 21 осуществляется за счет деформации мембраны 14. Малая жесткость мембраны 14 обеспечивает практически полное отсутствие перепада давления между полостью 20, камерой 21 и внещним пространством.Равенство площадей поперечных сечений (в да)ином случае диаметров),подвижных соединений шток 3 - тяга 9, тяга 9 - толкатель 10, фрикционный фонарь 4 - шток 3 и тот факт, что непроницаемая подвижная перегородка выполнена в виде поршня 22 с уплотнением 23, подвижно установленного в цилиндре 24, является особенностью варианта выполнения якоря. Цилиндр 24 является частью канала 25, гид,равлически связывающего, полость 20 с внешним, пространством, Полость 20 и канал 25,заполнены минеральным маслом. Вследствие равенства диаметров упомянутых выше подвижных соединений при перемещении фрикционного фонаря 4, тяги 9 и штока 3 друг относительно друга объем полости 20 не изменяется и,перемещение поршня 22 равно нулю. Однако, небольшое перемещение поршня 22 и в этом случае .необходимо, чтобы окомпенсировать изменение объема массы в полости 20 из-за изменения температуры и гидростатического давления в скважине при перемещении якоря вдоль ее ствола.10 Использование изобретения позволяетполностью исключить проникновение грязи и агрессивных веществ в зону размещения замка плашек н в зазоры подвижных соединений установленных на штоке дета лей и тем самым повысить надежность работы якоря, особенно в сильно загрязненных средах. Увеличивается также срок службы якоря за счет исключения хоррозин поверхностей взаимодействующих деталей.20фор мула изо бр етени я1. Якорь по авт. св.791922, о тли ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышениянадежности работы, кольцевая полость, образованная втулкой,и штоком якоря, загерметизирована и заподнена рабочей иидкостью, причем втулка вымолиена с каналом, 30 перекрытым непроницаемой подвижнойперегородкой.2. Якорь по и. 1, отличающийсятем, что, с целью уменьшения перемещения непроницаемой перегородки, подвиж ные соединения шток - тяга, тяга - толкатель,и фракционный фонарь - шток выполнены с равными площадями поперечного сечения.40 Источник информации, принятый во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство791922,кл. Е 21 В 23/00; Е 21 В 33/12, 1977,