Результат интеллектуальной деятельности: ЯКОРЬ ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для фиксации оборудования в скважине.

Известен гидравлический якорь (патент РФ №2220274, Е21В 23/04, опубл. в бюл. №36 от 27.12.2003), содержащий корпус с продольным сквозным каналом и сообщающимися с ним поперечными окнами, в которых установлены выполненные в виде полых поршней плашки с возвратными пружинами сжатия.

Недостатком гидравлического якоря является сложность конструкции и невозможность прохождения через него скважинного оборудования (например, сбрасываемого для перекрытия проходного сечения шарика). Кроме этого, при использовании в необсаженных скважинах большая вероятность попадания плашек якоря на неустойчивые породы, неровности и каверны и, как следствие этого, снижение надежности работы.

Известен также якорь - пакер Пшеничного П.Л. (патент РФ №2135739, Е21В 33/12, опубл. в бюл. №24 от 27.08.1999 г.), содержащий соединенный с колонной насосно-компрессорных труб полый корпус с обводным каналом, гидравлически связанным с полостями скважины выше и ниже якоря-пакера, установленную на корпусе эластичную якорную многополостную манжету, соединенную с корпусом герметично накидными гайками на концах и бандажами в промежутках между ними и образующую с корпусом для гидравлически соединенных между собой и полостью колонны насосно-компрессорных труб кольцевых камер под якорной манжетой размещенный концентрично в корпусе транзитный переходник с осевым приемным каналом, соединенным концентрично расположенными наружной и внутренними трубами, с установленной эластичной якорной многополостной манжетой, которая прикрепляется с расчетным интервалом к внутренней трубе бандажами.

Недостатком этого устройства является сложность конструкции и невозможность прохождения через него скважинного оборудования. Кроме этого, манжета не защищена от внешних воздействий и будет изнашиваться при транспортировке к месту установки (особенно в наклонных скважинах). Выдерживание больших осевых усилий и крутящих моментов эластичной манжетой в зонах ее крепления с корпусом вызывает сомнение.

Задачей предлагаемого технического решения является упрощение конструкции и повышение надежности работы якоря гидравлического.

Поставленная техническая задача решается описываемым устройством, содержащим соединенный с колонной труб полый корпус с эластичной манжетой, сообщенный изнутри с колонной труб герметично, соединенной по концам с корпусом и снабженной изнутри концентрично транзитным переходником, выполненным с возможностью ограниченного осевого перемещения относительно корпуса. Новым является то, что манжета расположена внутри корпуса, на котором между концами эластичной манжеты выполнены продольные пазы, снабженные антизатекателями, взаимодействующими изнутри с эластичной манжетой, а снаружи концов эластичной манжеты на корпусе изготовлены внутренние упоры, причем транзитный переходник выполнен в виде полой втулки с наружными упорами по концам, взаимодействующими снаружи от эластичной манжеты с соответствующими внутренними упорами корпуса.

На фиг.1 приведена общая схема якоря гидравлического.

На фиг.2 - якорь гидравлический в рабочем положении.

На фиг.3 - сечение А-А по фиг.1.

На фиг.4 - размещение антизатекателя, выноска Б из сечения А-А по фиг.3.

Якорь гидравлический содержит полый корпус 1 (фиг.1) с муфтовой 2 и ниппельной 3 резьбами на концах для соединения со скважинным оборудованием. На его наружной поверхности равномерно по периметру выполнены продольные сквозные пазы 4 (фиг.3, 4), между которыми образовались рабочие органы 5 якоря. Внутрь корпуса 1 помещена эластичная манжета 6 (фиг.1) высокого давления, перекрывающая пазы 4, концы 7 которой герметично соединены с корпусом 1 втулками 8, и транзитный переводник 9 (полая втулка), концевые наружные упоры 10 и 11 которого соединены с корпусом 1 без возможности проворота, например, шлицевыми соединениями 12 внутренних упоров 13 корпуса 1, расположенных снаружы эластичной манжеты 6 и взаимодействующих с наружными упорами 10 и 11 с возможностью осевого перемещения наружу. Полая втулка 9 разгружает рабочие органы 5 от действий осевых нагрузок и крутящих моментов. Полая втулка 9 может изготавливаться сборной и в ней могут быть выполнены каналы для пропуска жидкости (не показаны). В пазы 4 установлены антизатекатели 14 (фиг.4) для манжеты 6, которые снабжены наружными выступами 15, позволяющими ориентировать их относительно пазов 4.

Работает якорь гидравлический следующим образом. Якорь присоединяют с помощью муфтовой резьбы 2 (фиг.1) корпуса 1 к скважинному оборудованию, например колонне труб 16, на которой его спускают в скважину 17, а ниппельной резьбой 3 - к другому скважинному оборудованию, например пакеру (не показан). После спуска якоря с оборудованием в заданный интервал скважины 17 перекрывают проходное сечение ниже якоря, например, клапаном (не показан) и создают давление. Под действием давления жидкости манжета 6 расширяется, одновременно расширяя рабочие органы 5 до соприкосновения со стенками скважины 17 (фиг.2), и образует прочное механическое соединение. Антизатекатели 14 (фиг.4) предотвращают проникновение эластичной манжеты 6 внутрь пазов 4, что может вызвать ее разрушение. При этом наружные упоры 10 (фиг.1) и 11 полой втулки 9 перемещаются соосно внутрь корпуса 1. После снятия давления рабочие органы 5 возвращаются в исходное транспортное положение (фиг.1) под действием сил упругой деформации его материала и растягивающих нагрузок скважинного оборудования.

Корпус 1 и, следовательно, рабочие органы 5 можно изготавливать из упруго-деформируемого материала, а на наружные поверхности рабочего органа 5 наносить материалы, увеличивающие трение в сопряжении со стенками скважины 17 (фиг.2).

Предложенный якорь гидравлический состоит из нескольких деталей, прост по конструкции, имеет большое проходное сечение, а его манжета защищена от внешних воздействий. Благодаря большой по площади контактной поверхности обеспечивает надежную фиксацию оборудования в обсаженных и необсаженных скважинах, выдерживает значительные осевые нагрузки. Все это повышает надежность работы якоря гидравлического. В зависимости от условий применения якорь можно изготавливать длиной до 12 метров. В обсаженных скважинах рабочие органы якоря не повреждают контактные поверхности обсадной трубы (или перекрывателя).