Пакер-подвеска хвостовика, гидравлический привод якоря пакера-подвески хвостовика, поршень пакера-подвески хвостовика, узел гидравлического привода якоря пакера-подвески хвостовика

Группа изобретений относится к пакеру-подвеске хвостовика гидромеханической цементируемой, гидравлическому приводу якоря пакера-подвески хвостовика, поршню гидравлического привода якоря пакера-подвески хвостовика, узлу гидравлического привода якоря пакера-подвески хвостовика. Техническим результатом является повышение надежности работы. Пакер-подвеска хвостовика гидромеханическая цементируемая содержит неизвлекаемую и извлекаемую части. Неизвлекаемая часть включает нижний переводник с установленной в нем спускаемой подвесной пробкой и соединенный через муфту с корпусом пакера-подвески, на котором последовательно смонтированы узел якоря и узел механического пакера с толкателем и нажимной втулкой. Извлекаемая часть включает узел разъединения транспортировочной колонны с пакером-подвеской хвостовика, узел кулачков привода нажимной втулки пакера, верхний переводник в виде патрубка, разъемно дополненного в верхней части муфтой, выполненной в свою очередь с возможностью разъемного присоединения пакера-подвески к транспортировочной колонне. Узел якоря содержит установленную на корпусе пакера-подвески муфту, наделенную системой якорных элементов, имеющих каждый зубчатую плашку с державкой, промежуточный подвижный цилиндроконический кольцевой элемент гидропривода якоря и силовое устройство гидропривода якоря. Корпус цилиндроконического элемента гидропривода якоря включает выполненные заедино кольцевой клин и цилиндрическую часть, предназначенную для передачи от поршня на клин и затем на плашки якорных элементов силового импульса для якорения. 4 н. и 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно, к нефтегазовой отрасли, в частности, к области строительства и эксплуатации скважин месторождений углеводородов.

Известно устройство для установки хвостовика обсадной колонны, включающее составной корпус с уплотнительным и якорным узлом, толкателем уплотнительного узла, воронкой, связанной с толкателем, транспортировочную колонну и ствол с выдвижными кулачками, соединенный с транспортировочной колонной (RU 2415254 С1, опубл. 27.03.2011 г.).

Известно устройство для установки хвостовика обсадной колонны в скважине, включающее ступенчатый корпус, транспортировочную колонну для спуска хвостовика, связанную с корпусом, воронку снаружи корпуса, связанную с хвостовиком, грузонесущие упоры, связывающие корпус с воронкой, дифференциальную втулку, связанную с корпусом срезным элементом, по меньшей мере, одним, фиксирующую грузонесущие упоры в их рабочем положении и имеющую возможность осевого перемещения под действием гидравлического давления (RU 2424423 С1, опубл. 20.07.2011 г.).

Известно устройство для установки и герметизации хвостовика обсадной колонны в скважине, содержащее полый корпус, размещенные на нем узел якоря, узел пакера, узел разъединения и подвесную пробку. В корпусе выполнено радиальное отверстие, в рабочем положении гидравлически связывающее полость корпуса с полостью поршня узла якоря (RU 2478776 С1, опубл. 10.04.2013 г.).

Существенными недостатками известных устройств для установки хвостовика обсадной колонны в скважине является недостаточная проработанность и нераскрытость конструктивного устройства якорного узла, сложность исполнения и непроявленная степень защиты от преждевременного срабатывания, приводящего к аварийному якорению устройства и сложному ремонту по устранению.

Задача изобретения заключается в упрощении конструкции пакер-подвески и повышении надежности ее работы в процессе установки хвостовика обсадной колонны в скважине.

Поставленная задача решается тем, что пакер-подвеска хвостовика гидромеханическая цементируемая, согласно изобретению, представляет устройство для установки хвостовика обсадной колонны в скважине и содержит неизвлекаемую часть, включающую нижний переводник с установленной в нем спускаемой подвесной пробкой и соединенный через муфту с корпусом пакер-подвески, на котором последовательно смонтированы узел якоря и узел механического пакера с толкателем и нажимной втулкой, и содержит извлекаемую часть в виде установочного инструмента хвостовика, который включает узел разъединения транспортировочной колонны с пакер-подвеской хвостовика, узел кулачков привода нажимной втулки пакера, верхний переводник в виде патрубка, разъемно дополненного в верхней части муфтой, выполненной в свою очередь с возможностью разъемного присоединения пакер-подвески к транспортировочной колонне, при этом узел якоря содержит установленную на корпусе пакер-подвески муфту, наделенную системой якорных элементов, имеющих каждый зубчатую плашку с державкой, промежуточный подвижный цилиндроконический кольцевой элемент гидравлического привода (гидропривода) якоря и силовое устройство гидропривода якоря, имеющее корпус, выполненный в виде гидроцилиндра, включающий две неподвижные внешнюю и внутреннюю цилиндрические кольцевые концентрические оболочки, и кольцевой поршень с фиксаторами, при этом корпус цилиндроконического элемента гидропривода якоря пакер-подвески включает выполненные заедино кольцевой клин и цилиндрическую часть, предназначенную для передачи от поршня на клин и затем на плашки якорных элементов силового импульса, необходимого и достаточного для якорения пакер-подвески прижатием вершин зубьев плашек к внутренней поверхности стенки трубы обсадной колонны, а поршень гидропривода якоря размещен между внешней и внутренней оболочками корпуса гидропривода, функцию внутренней из которых выполняет корпус пакер-подвески с отверстиями для напорной подачи бурового раствора к поршню, при этом поршень наделен на верхнем конце зубчатым венцом, образованным из лучевых элементов, выполненных в виде участков оболочки корпуса поршня и разделенных пазами с конфигурацией для безлюфтового заведения в них фиксаторов с контактной внутренней поверхностью, исключающей обратное осевое смещение поршня после срабатывания привода якоря, при этом пазы разнесены по периметру корпуса поршня с угловой частотой γп.п., определенной в диапазоне значений γп.п.=(0,48÷1,11) [ед/рад], а фиксаторы выполнены в виде фрагментов цилиндрической оболочки, установленной соосно с осью пакер-подвески, снабжены с внутренней контактной стороны спиральной нарезкой зубьев, выполненных с вершинами, отклоненными к верхнему торцу фиксатора, и конгруэнтно прилегающих к внешней поверхности корпуса пакер-подвески на осевом участке в положении до срабатывания якоря, и перемещаемых при срабатывании якоря вдоль оси пакер-подвески в фиксированное положение зацепления с встречно наклоненными зубьями ответной спиральной нарезки на участке поверхности корпуса пакер-подвески, при этом зубья спиральной нарезки на внутренней контактной поверхности фиксатора отклонены к верхнему торцу фиксатора под углом, характеризуемым углом βф.п. наклона биссектрисы при условной вершине зуба спиральной нарезки относительно плоскости, нормальной к оси пакер-подвески, который в проекции на условную осевую плоскость гидропривода принят удовлетворяющем условию βф.п.=(0,26÷0,38) [рад].

При этом внешняя оболочка корпуса гидропривода в приконцевой части, контактирующей с ответным торцом цилиндрической части цилиндроконического элемента гидропривода якоря пакер-подвески, может быть наделена совокупностью точечных отверстий, через которые пропущены срезные винты с заведением концевиков в ответное открытое кольцевое углубление в поршне гидропривода, а указанные срезные винты выполнены соединяющими с возможностью среза винтов и разъединения внешней оболочки корпуса и поршня гидропривода якоря и разнесены по периметру поперечного сечения корпуса гидропривода с угловой частотой γс.в., определенной в диапазоне значений γс.в.=(1,11÷1,91) [ед/рад].

Корпус муфты может быть выполнен цилиндрическим, нижняя и верхняя части корпуса муфты выполнены конгруэнтно, в том числе частично на резьбе охватывающими нижняя соответственно верхнюю часть нижнего переводника пакер-подвески, а верхняя - охватывающей нижнюю часть корпуса пакер-подвески с двойной фиксацией по периметру верхней и нижней частей корпуса муфты соответственно двумя группами стопорных элементов, при этом муфта якоря в верхней части обрамлена участками оболочки корпуса последней, образующими венец из продольных лучевых элементов, чередующихся со сквозными продольными пазами, выполненными по числу якорных элементов, которые соответствуют ответным параметрам осевой глубины и дуговой ширины державки якорного элемента, обеспечивающим возможность безлюфтового заведения державки в паз венца на осевую глубину паза муфты и заведения в нее упругого разрезного фиксирующего кольца, а внешняя поверхность плашки якорного элемента выполнена зубчатой, включающей систему зубьев, вписанных параллельными рядами вершин в охватывающую их в пределах ширины плашки условную цилиндрическую поверхность с образующей, параллельной оси пакер-подвески и радиусом, равным внутреннему радиусу обсадной колонны в высотном осевом диапазоне якорения пакер-подвески, а зубья в плашке якорных элементов выполнены с шаговой частотой γз.п., определенной в диапазоне значений γз.п.=n/b=(1,2÷2,4)×102 [ед/пм], где n - число зубьев в плашке; b - осевая базовая высота плашки [м], при этом внутренняя поверхность якорного элемента, обращенная в сторону оси пакер-подвески, выполнена цилиндроконической и включает цилиндрический участок, обеспечивающий возможность исходного конгруэнтного прижатия к цилиндрическому корпусу пакер-подвески, и конический участок с углом ϕо.пл. наклона образующей внутренней конической поверхности плашки, принятый удовлетворяющим условию ϕо.пл.=(0,13÷0,19) [рад], равным ответному углу ϕо.к.к. наклона образующей кольцевого конического клина цилиндроконического кольцевого элемента привода якорных элементов, выполненного с возможностью конгруэнтного скольжения по внутренней поверхности плашки при срабатывании якорения.

Поставленная задача в части гидравлического привода якоря пакер-подвески хвостовика решается тем, что согласно изобретению гидропривод якоря содержит корпус, включающий две неподвижные внешнюю и внутреннюю цилиндрические кольцевые концентрические оболочки корпуса, функцию внутренней из которых выполняет корпус пакер-подвески с отверстиями для напорной подачи бурового раствора к поршню гидропривода, разнесенными по периметру корпуса пакер-подвески с угловой частотой γн.п.р., определенной в диапазоне значений γн.п.р.=(0,32÷0,1,27) [ед/рад], а также кольцевой поршень с фиксаторами, при этом поршень размещен между внешней и внутренней оболочками корпуса гидропривода, который герметизирован с входного конца расположенным выше верхнего торца поршня герметизирующим кольцом, выполненным расширяющимся вверху на величину, достаточную для охвата части радиальной ширины кольцевого фиксатора, выполненного в виде разрезного кольца, другая часть ширины кольцевого фиксатора выполнена размещаемой в кольцевой выемке в корпусе пакер-подвески, а в нижней части герметизирующего кольца с обеих сторон выполнены кольцевые выемки с уплотнительными кольцами, при этом поршень гидропривода наделен на верхнем конце зубчатым венцом, образованным из лучевых элементов, выполненных в виде участков оболочки корпуса поршня и разделенных пазами с конфигурацией для безлюфтового заведения в них фиксаторов с контактной внутренней поверхностью, исключающей обратное осевое смещение поршня после срабатывания привода якоря, при этом пазы разнесены по периметру корпуса поршня с угловой частотой γп.п., определенной в диапазоне значений γп.п.=(0,48÷1,11) [ед/рад], причем фиксаторы выполнены в виде фрагментов цилиндрической оболочки, установленной соосно с осью пакер-подвески, снабжены с внутренней контактной стороны спиральной нарезкой зубьев, конгруэнтно прилегающих к внешней поверхности корпуса пакер-подвески на осевом участке в положении до срабатывания якоря, и перемещаемых при срабатывании якоря вдоль оси пакер-подвески в фиксированное положение зацепления с встречно наклоненными зубьями ответной спиральной нарезки на участке поверхности корпуса пакер-подвески, при этом внешняя оболочка корпуса гидропривода в приконцевой части, контактирующей с ответным торцом цилиндрической части цилиндроконического элемента гидропривода якоря пакер-подвески, наделена совокупностью точечных отверстий, через которые пропущены срезные винты с заведением концевиков в ответное открытое кольцевое углубление в поршне гидропривода, а указанные срезные винты выполнены соединяющими с возможностью среза винтов и разъединения внешней оболочки корпуса и поршня гидропривода якоря и разнесены по периметру поперечного сечения корпуса гидропривода с угловой частотой γс.в., определенной в диапазоне значений γс.в.=(1,11÷1,91) [ед/рад].

При этом зубья спиральной нарезки на внутренней контактной поверхности фиксатора выполнены с вершинами, отклоненными к верхнему торцу фиксатора под углом, характеризуемым углом βф.п. наклона биссектрисы при условной вершине зуба спиральной нарезки относительно плоскости, нормальной к оси пакер-подвески, который в проекции на условную осевую плоскость привода принят удовлетворяющем условию βф.п.=(0,26÷0,38) [рад].

Поставленная задача в части поршня гидравлического привода якоря пакер-подвески хвостовика решается тем, что согласно изобретению поршень гидропривода выполнен цилиндрическим с возможностью размещения между неподвижными внешней и внутренней кольцевыми концентрическими оболочками корпуса гидропривода, функцию внутренней из которых выполняет корпус пакер-подвески с отверстиями для напорной подачи бурового раствора к поршню, при этом поршень наделен на верхнем конце зубчатым венцом, образованным из лучевых элементов, выполненных в виде участков оболочки корпуса поршня, размещенных по периметру корпуса с угловой частотой γл.э.п., определенной в диапазоне значений γл.э.п.=(0,48÷1,11) [ед/рад], и разделенных пазами с конфигурацией для безлюфтового заведения в них фиксаторов с контактной внутренней поверхностью, исключающей обратное осевое смещение поршня после срабатывания гидропривода якоря, причем лучевые элементы на верхнем конце венца поршня выполнены с осевой высотой не менее осевой высоты заводимых в пазы венца фиксаторов и наделены каждый с внешней стороны поперечной канавкой, соосно пролонгированной в фиксаторах с возможностью совместного заведения в них разрезного упругого фиксирующего кольца, при этом корпус поршня выполнен содержащим с внешней и внутренней стороны не менее чем по одной кольцевой канавке для уплотнительных колец, причем не менее чем нижняя треть осевой длины корпуса поршня выполнена с возможностью конгруэнтного прилегания к корпусу пакер-подвески, а нижний концевой участок корпуса поршня выполнен уменьшенной радиальной толщины с образованием кольцевого выступа, при этом осевая длина и радиальная толщины выступа выполнены достаточными для упорного примыкания к ответному внутреннему уступу и заполнения заподлицо с корпусом пакер-подвески кольцевой выемки в цилиндрической части цилиндроконического элемента гидрпривода якоря, который выполнен также с возможностью конгруэнтного прилегания к корпусу пакер-подвески, и кроме того кольцевой выступ с внешней стороны наделен резьбой для фиксированного соединения с цилиндроконическим элементом привода.

При этом корпус поршня в нижней приконцевой части может быть наделен кольцевым углублением для концевиков срезных винтов, пролонгированных через точечные отверстия во внешней оболочке гидропривода, выполненные в последней с угловой частотой γс.в., определенной в диапазоне значений γс.в..=(1,11÷1,91) [ед/рад].

Поставленная задача в части узла гидравлического привода якоря пакер-подвески хвостовика решается тем, что согласно изобретению узел гидропривода содержит цилиндроконический элемент гидропривода якоря пакер-подвески хвостовика, корпус которого включает выполненные заедино кольцевой клин и цилиндрическую часть, предназначенную для передачи от поршня гидропривода на клин и затем на плашки якорных элементов силового импульса, необходимого и достаточного для якорения пакер-подвески прижатием вершин зубьев плашек к внутренней поверхности стенки трубы обсадной колонны, при этом кольцевой клин цилиндроконического элемента гидропривода выполнен подвижным с цилиндрической внутренней поверхностью и возможностью размещения клина на корпусе пакер-подвески с конгруэнтным прижатием к последнему внутренней, выполненной цилиндрической, стороной кольцевого клина, а с внешней стороны кольцевой клин имеет форму усеченного конуса, уменьшающегося в поперечном сечении в сторону плашки до величины, достаточной для частичного исходного конгруэнтного заведения под коническую часть плашки ответного якорного элемента якоря, причем коническая образующая кольцевого клина выполнена с углом наклона к оси пакер-подвески и уменьшением толщины клина в указанном направлении с градиентом схождения Gс.кл., удовлетворяющем условию

Gс.кл.=(Нmax.кл.-Hmin.кл.)/Lкл.=(0,27÷0,38) [м/м],

где Нmax.кл. - наибольшая ширина поперечного сечения в верхней части клина; Hmin.кл. - наименьшая ширина поперечного сечения в нижней части клина; Lкл. - длина осевой проекции конической образующей клина;

при этом цилиндрическая часть элемента гидропривода выполнена с внутренним кольцевым уступом, уменьшающим толщину большей части осевой длины цилиндрической стенки относительно наибольшей высоты поперечного сечения клина на толщину заводимого в него ответного внутреннего кольцевого выступа поршня с возможностью двухступенчатого опирания последнего на кольцевой клин и опирания выступом поршня на цилиндрическую часть элемента гидропривода якоря, кроме того внутренняя стенка цилиндрической части элемента гидропривода якоря снабжена не менее чем на одной трети осевой длины резьбой для фиксированного соединения с кольцевым выступом поршня, а осевая длина внутренней цилиндрической поверхности кольцевого клина выполнена не менее чем в 2,3 раза превышающей длину цилиндрической части элемента гидропривода.

Технический результат группы изобретений, объединенных единым творческим замыслом, состоит в разработке конструкции пакер-подвески, обеспечивающей повышение надежности работы устройства в процессе установки хвостовика обсадной колонны в скважине за счет проработки конструктивных решений и геометрических параметров узла якоря пакер-подвески с использованием гидравлического механизма разъединения, чем достигают повышение надежности якорения пакер-подвески хвостовика к обсадной колонне.

Сущность изобретения поясняется чертежами где:

на фиг. 1 изображена пакер-подвеска хвостовика, общий вид;

на фиг. 2 - узел якоря пакер-подвески хвостовика, продольный разрез;

на фиг. 3 - поршень гидравлического привода якоря пакер-подвески хвостовика, продольный разрез;

на фиг. 4 - цилиндроконический элемент узла гидравлического привода якоря пакер-подвески хвостовика, продольный разрез;

на фиг. 5 - фрагмент узла гидропривода якоря пакер-подвески, на котором изображен поршень гидропривода якоря с фиксатором, продольный разрез;

на фиг. 6 - фрагмент А на фиг. 5, где изображен фиксатор поршня гидропривода якоря пакер-подвески хвостовика, продольный разрез.

Пакер-подвеска хвостовика гидромеханическая цементируемая предназначена для проведения спуска и установки хвостовика в предыдущей обсадной колонны с последующим цементированием, разъединения хвостовика от транспортировочной колонны и дальнейшего герметичного разобщения межколонного пространства в скважине вертикальной, наклонно-направленной или скважине с горизонтальным окончанием.

Пакер-подвеска хвостовика (фиг. 1) содержит неизвлекаемую и извлекаемую части. Неизвлекаемая часть пакер-подвески включает нижний переводник 1 с установленной в нем спускаемой подвесной пробкой 2 и соединенный через муфту 3 с корпусом 4 пакер-подвески. На корпусе 4 пакер-подвески последовательно смонтированы узел 5 якоря и узел 6 механического пакера с толкателем 7 и нажимной втулкой 8. Извлекаемая часть пакер-подвески выполнена виде установочного инструмента хвостовика, который включает узел 9 разъединения транспортировочной колонны с пакер-подвеской хвостовика, узел 10 кулачков привода нажимной втулки 8 пакера, верхний переводник 11 в виде патрубка, разъемно дополненного в верхней части муфтой 12, выполненной в свою очередь с возможностью разъемного присоединения пакер-подвески к транспортировочной колонне.

Узел 5 якоря (фиг. 2) содержит установленную на корпусе 4 пакер-подвески муфту 3, промежуточный подвижный цилиндроконический кольцевой элемент 13 гидравлического привода (гидропривода) якоря и силовое устройство гидропривода якоря, имеющее корпус, выполненный в виде гидроцилиндра, и кольцевой поршень 14 с фиксаторами 15. Корпус гидропривода якоря включает две неподвижные цилиндрические кольцевые концентрические оболочки - внешнюю оболочку 16 и внутреннюю, функцию которой выполняет корпус 4 пакер-подвески. При этом корпус 4 пакер-подвески снабжен отверстиями 17 для напорной подачи бурового раствора к поршню 14. Муфта 3 наделена системой якорных элементов 18, имеющих каждый зубчатую плашку 19 с державкой 20.

Цилиндроконический кольцевой элемент 13 (фиг. 4) узла 5 якоря пакер-подвески содержит выполненные заедино кольцевой клин 21 и цилиндрическую часть 22, предназначенную для передачи от поршня 14 гидропривода на клин 21 и затем на плашки 19 якорных элементов 18 силового импульса, необходимого и достаточного для якорения пакер-подвески прижатием вершин зубьев 23 плашек 19 к внутренней поверхности стенки трубы обсадной колонны.

Поршень 14 гидропривода якоря размещен между внешней оболочкой 16 корпуса гидропривода и корпусом 4 пакер-подвески. Отверстия 17 в корпусе 4 пакер-подвески для напорной подачи бурового раствора к поршню 14 выполнены разнесенными по периметру корпуса 4 пакер-подвески с угловой частотой γн.п.р., определенной в диапазоне значений γн.п.р.=(Nн.п.р./2π)=(0,32÷0,1,27) [ед/рад], где Nн.п.р. - число отверстий напорной подачи бурового раствора.

Поршень 14 (фиг. 3) наделен на верхнем конце зубчатым венцом, образованным из лучевых элементов 24, разделенных пазами с конфигурацией для безлюфтового заведения в них кольцевых фиксаторов 15 с контактной внутренней поверхностью, исключающей обратное осевое смещение поршня 14 после срабатывания привода якоря. При этом пазы между лучевыми элементами 24 разнесены по периметру корпуса поршня 14 с угловой частотой γп.п., определенной в диапазоне значений γп.п.=(Nп.п./2π)=(0,48÷1,11) [ед/рад], где Nп.п. - число пазов поршня.

Фиксаторы 15 (фиг. 5) выполнены в виде фрагментов цилиндрической оболочки, установленной соосно с осью 25 пакер-подвески. Фиксаторы 15 снабжены каждый с внутренней контактной стороны спиральной нарезкой зубьев 26, конгруэнтно прилегающих к внешней поверхности корпуса 4 пакер-подвески на осевом участке в положении до срабатывания якоря, и перемещаемых при срабатывании якоря вдоль оси 25 пакер-подвески в фиксированное положение зацепления с встречно наклоненными зубьями 27 ответной спиральной нарезки, выполненной на участке поверхности корпуса 4 пакер-подвески.

Зубья 26 спиральной нарезки на внутренней контактной поверхности фиксатора 15 (фиг. 6) отклонены к верхнему торцу фиксатора под углом, характеризуемым углом βф.п. наклона биссектрисы при условной вершине зуба 26 спиральной нарезки относительно плоскости, нормальной к оси 25 пакер-подвески, который в проекции на условную осевую плоскость гидропривода принят удовлетворяющем условию βф.п.=(0,26÷0,38) [рад].

При этом корпус гидропривода герметизирован с входного конца расположенным выше верхнего торца поршня 14 герметизирующим кольцом 28. Герметизирующее кольцо 28 выполнено расширяющимся к верху на величину, достаточную для охвата части радиальной ширины кольцевого фиксатора 29, выполненного в виде разрезного кольца. Другая часть ширины кольцевого фиксатора 29 выполнена размещаемой в кольцевой выемке в корпусе 4 пакер-подвески. В нижней части герметизирующего кольца 28 с обеих сторон выполнены кольцевые выемки с уплотнительными кольцами 30.

Внешняя оболочка 16 корпуса гидропривода в приконцевой части, контактирующей с ответным торцом 31 цилиндрической части 22 цилиндроконического элемента 13 гидропривода якоря пакер-подвески, наделена совокупностью точечных отверстий 32. Через отверстия 32 пропущены срезные винты с заведением концевиков в ответное открытое кольцевое углубление 33 в поршне 14 гидропривода. Срезные винты выполнены соединяющими с возможностью среза винтов и разъединения внешней оболочки 16 корпуса гидропривода и поршня 14. Срезные винты выполнены разнесенными по периметру поперечного сечения корпуса гидропривода с угловой частотой γс.в., определенной в диапазоне значений γс.в.=(Nс.в./2π)=(1,11÷1,91) [ед/рад], где Nс.в. - число срезных винтов.

Корпус муфты 3 выполнен цилиндрическим. Нижняя и верхняя части 34 и 35 корпуса муфты 3 конгруэнтно, в том числе частично на резьбе 36 выполнены охватывающими нижняя часть 34 соответственно верхнюю часть нижнего переводника 1 пакер-подвески, а верхняя часть 35 - охватывающей нижнюю часть корпуса 4 пакер-подвески с двойной фиксацией по периметру нижней и верхней частей 34 и 35 корпуса муфты 3 соответственно двумя группами стопорных элементов 37 и 38. Муфта 3 в верхней части 24 обрамлена участками оболочки корпуса последней, образующими венец из продольных лучевых элементов 39, чередующихся со сквозными продольными пазами, выполненными с угловой частотой ξп.м, определенной в диапазоне значений ξп.м.=(Nп.м./2π)=(0,64÷1,27) [ед/рад], где Nп.м. - число пазов муфты. Пазы муфты 3 выполнены по числу якорных элементов 18 и имеют осевую глубину и дуговую ширину в оболочке муфты, которые соответствуют ответным параметрам державки 20 якорного элемента 18, обеспечивающим возможность безлюфтового заведения державки 20 в паз венца на осевую глубину паза муфты.

Внешняя поверхность плашки 19 якорного элемента 18 выполнена зубчатой, включающей систему зубьев 23, вписанных параллельными рядами в охватывающую их вершины в пределах ширины плашки 19 условную цилиндрическую поверхность с образующей, параллельной оси 25 пакер-подвески, и радиусом, равным внутреннему радиусу обсадной колонны, по меньшей мере, в высотном осевом диапазоне якорения пакер-подвески. Зубья 23 плашек 19 выполнены с шаговой частотой γз.п., определенной в диапазоне значений γз.п.=n/b=(1,2÷2,4)×102 [ед/пм], где n - число зубьев в плашке, b - осевая базовая высота плашки [м]. Внутренняя поверхность якорного элемента 18, обращенная в сторону оси 25 пакер-подвески, выполнена цилиндроконической и включает цилиндрический и конический участки 40 и 41. При этом цилиндрический участок 40 выполнен длиной не менее осевой длины державки 20 якорного элемента и радиусом, обеспечивающем возможность исходного конгруэнтного прижатия к корпусу 4 пакер-подвески. Конический участок 41 выполнен с осевой длиной не менее большей части длины плашки 19 и с углом ϕо.пл. наклона образующей внутренней конической поверхности плашки 19, равным ответному углу ϕо.к.к. наклона образующей кольцевого конического клина 21 цилиндроконического кольцевого элемента 13 гидропривода якорных элементов 19, выполненного с возможностью конгруэнтного скольжения по внутренней поверхности плашки 19 при срабатывании якорения. При этом углы ϕо.пл. и ϕо.к.к. приняты удовлетворяющими условию ϕо.пл.о.к.к.=(0,13÷0,19) [рад],

Поршень гидропривода якоря пакер-подвески хвостовика наделен зубчатым венцом, образованным из лучевых элементов 24, разделенных пазами с конфигурацией для безлюфтового заведения в них фиксаторов, исключающих обратное осевое смещение поршня после срабатывания гидропривода якоря. Лучевые элементы 24 на верхнем конце венца поршня 14 выполнены с осевой высотой не менее осевой высоты заводимых в пазы венца фиксаторов 15. Лучевые элементы 24 наделены каждый с внешней стороны поперечной канавкой 42, соосно пролонгированной в фиксаторах 15 с возможностью совместного заведения в них разрезного упругого фиксирующего кольца 43. Корпус поршня 14 выполнен содержащим с внешней и внутренней стороны не менее чем по одной кольцевой канавке 44 и 45 соответственно для уплотнительных колец.

Не менее чем нижняя треть осевой длины корпуса поршня 14 выполнена с возможностью конгруэнтного прилегания к корпусу 4 пакер-подвески. Нижний концевой участок корпуса поршня 14 выполнен уменьшенной радиальной толщины с образованием кольцевого выступа 46. Осевая длина и радиальная толщины выступа 46 выполнены достаточными для упорного примыкания к ответному внутреннему уступу 47 и заполнения заподлицо с корпусом 4 пакер-подвески кольцевой выемки в цилиндрической части 22 цилиндроконического элемента 13 гидропривода якоря, который выполнен также с возможностью конгруэнтного прилегания к корпусу 4 пакер-подвески. Кроме того кольцевой выступ 46 корпуса поршня с внешней стороны наделен резьбой 48 для фиксированного соединения с цилиндроконическим элементом 13 гидропривода. Корпус поршня 14 в нижней приконцевой части наделен кольцевым углублением 33 для концевиков срезных винтов, пролонгированных через точечные отверстия во внешней оболочке гидропривода.

Узел гидравлического привода якоря пакер-подвески хвостовика содержит цилиндроконический элемент 13 гидропривода якоря. Корпус элемента 13 гидропривода включает выполненные заедино кольцевой клин 21 и цилиндрическую часть 22. Кольцевой клин 21 цилиндроконического элемента 13 гидропривода выполнен подвижным с цилиндрической внутренней поверхностью и возможностью размещения клина 21 на корпусе 4 пакер-подвески с конгруэнтным прижатием к последнему внутренней, выполненной цилиндрической, стороной кольцевого клина 21. С внешней стороны кольцевой клин 21 имеет форму усеченного конуса, уменьшающегося в поперечном сечении в сторону плашки 19 до величины, достаточной для частичного исходного конгруэнтного заведения под коническую часть плашки 19 ответного якорного элемента якоря.

Коническая образующая 49 кольцевого клина 21 выполнена с углом ϕо.к.к. наклона конической образующей 49 клина 21 к оси 25 пакер-подвески и уменьшением толщины клина 21 в указанном направлении с градиентом схождения Gс.кл., удовлетворяющем условию

Gс.кл.=(Нmax.кл.-Hmin.кл.)/Lкл.=(0,27÷0,38) [м/м],

где Нmax.кл. - наибольшая ширина поперечного сечения в верхней части клина; Hmin.кл. - наименьшая ширина поперечного сечения в нижней части клина; Lкл. - длина осевой проекции конической образующей клина;

Цилиндрическая часть 22 элемента 13 гидропривода выполнена с внутренним кольцевым уступом 47, уменьшающим толщину большей части осевой длины цилиндрической стенки относительно наибольшей высоты поперечного сечения клина 21 на толщину заводимого в него ответного внутреннего кольцевого выступа 46 поршня 14 с возможностью двухступенчатого опирания последнего на кольцевой клин 21 и опирания выступом 46 поршня 14 на цилиндрическую часть 22 элемента 13 гидропривода якоря. Внутренняя стенка цилиндрической части 22 элемента 13 гидропривода якоря снабжена не менее чем на одной трети осевой длины резьбой 51 для фиксированного соединения с кольцевым выступом 47 поршня 14. Осевая длина внутренней цилиндрической поверхности кольцевого клина 21 выполнена не менее чем в 2,3 раза превышающей длину цилиндрической части 22 элемента 13 гидропривода.

Работает пакер-подвеска хвостовика следующим образом.

После спуска хвостовика на заданную глубину производят его цементирование. После окончания процесса цементирования поднимают давление во внутриколонном пространстве до заданной рабочей величины. Ступенчатым повышением давления до Р=14 МПа приводят в действие узел 5 якоря пакер-подвески. Давление через отверстия 17 для напорной подачи бурового раствора к поршню 14 в корпусе 4 пакер-подвески передают на кольцевой поршень 14 узла 5 якоря. При этом срезные винты, пропущенные через внешнюю оболочку 16 корпуса гидропривода и ответные кольцевые углубления в поршне 14 гидропривода, разрушаются. Кольцевой поршень 14 перемещается в осевом направлении, осуществляя передачу от поршня 14 гидропривода на клин 21 цилиндроконического элемента 13 и затем на плашки 19 якорных элементов 18 силового импульса, необходимого и достаточного для якорения пакер-подвески прижатием вершин зубьев 23 плашек 19 к внутренней поверхности стенки трубы предыдущей обсадной колонны. Для проверки срабатывания узла 5 якоря производят разгрузку веса на крюке буровой на (6÷7) тонн больше, чем вес хвостовика без сброса давления и хвостовик подвешивают в предыдущей обсадной колонне.

Выбирают собственный вес транспортировочной колонны, не сбрасывая давление якорения Р=14 МПа с пакер-подвески. Производят разъединение транспортировочной колонны и хвостовика, путем повышения давления бурового раствора внутри транспортировочной колонны, которое поднимают до значения срабатывания узла 9 гидравлического разъединения Р=20 МПа. Момент разъединения фиксируют по резкому падению давления и восстановлению циркуляции бурового раствора. При этом срезные винты разрушаются, поршень перемещается в осевом направлении и освобождает грузонесущую цангу (на чертежах не показано). Происходит разъединение транспортировочной колонны и хвостовика, установочный инструмент выходит из пакер-подвески. Для проверки разъединения транспортировочную колонну приподнимают на несколько метров.

Для приведения в действие узла 6 механического пакера производят разгрузки веса бурильной колонны на (10÷15) тонн в течение (2÷3) мин. При этом кулачки в узле 10 упираются в нажимную втулку 8, разрушаются срезные винты, и манжеты пакера начинают сжиматься, герметично прижимаясь к стенкам предыдущей обсадной колонны. Фиксатор не позволяет втулке вернуться в исходное положение (на чертежах не показано).

Технический результат достигают совокупностью разработанных в группе изобретений конструктивных решений узла якоря. При этом согласно изобретению корпус пакер-подвески выполнен цельным и снабжен отверстиями для напорной подачи бурового раствора к поршню, а поршень установлен внутри корпуса гидропривода, включающего две неподвижные внешнюю и внутреннюю цилиндрические оболочки, функцию внутренней из которых выполняет корпус пакер-подвески, что существенно снижает риск смещения гидропривода во время спуска хвостовика при интенсивном расхаживании и вращении. Предлагаемая конструкция фиксаторов, исключающих обратное осевое смещение поршня после срабатывания привода якоря, также повышает надежность якорения за счет принятых в изобретении углов наклона вершин зубьев в спиральной нарезке на внутренней контактной поверхности фиксатора и встречно наклоненных зубьев ответной спиральной нарезки на участке поверхности корпуса пакер-подвески. Предлагаемые в изобретении конструкция корпуса муфты, выполненного с уширением в верхней части, и конструкция якорных элементов в сочетании с цилиндроконическим кольцевым элементом гидропривода обеспечивают оптимальное взаимодействие конических поверхностей при срабатывании якорных элементов по периметру якорения, что также повышает надежность срабатывания узла якоря при получении импульса усилия от поршня после разрушения срезных винтов. Кроме того, в результате найденного в группе изобретений ступенчатого соединения якорных элементов с цилиндроконическим кольцевым элементом гидропривода в заявленными углом ϕо.пл. наклона образующей внутренней конической поверхности плашки якорного элемента, равным ответному углу ϕо.к.к. наклона образующей клина цилиндроконического кольцевого элемента привода якорных элементов, выполненных с возможностью конгруэнтного скольжения по внутренней поверхности плашки при срабатывании якорения, позволяет увеличить площадь опирания и повысить надежность якорения пакер-подвески хвостовика к обсадной колонне.

Реализованный таким образом алгоритм работы пакер-подвески хвостовика с использованием ударного гидравлического механизма разъединения обеспечивает наиболее надежную систему отцепления транспортировочной колонны - бурильной трубы от хвостовика, которое производят путем приведения в действие якоря подачей гидравлического давления и в результате обеспечивают подвешивание хвостовика к предыдущей обсадной колонне и разгрузку бурильной трубы. А узел механического пакера обеспечивает эффективное кольцевое уплотнение между верхней частью хвостовика и обсадной колонной.

Объектом применения пакер-подвески являются вертикальные, наклонно-направленные скважины и скважины с горизонтальным окончанием, обсаженные колоннами условным диаметром 168 мм, в которые спускаются хвостовики из обсадных труб диаметром 114 мм, включая другие элементы компоновки нижнего заканчивания скважины. При этом в качестве рабочего тела и гидравлической среды для выполнения операций применяют буровой и тампонажный растворы, обработанные химическими реагентами, минерализованную пластовую воду, нефть и газ при температуре до 120°С.

1. Пакер-подвеска хвостовика гидромеханическая цементируемая, характеризующаяся тем, что представляет устройство для установки хвостовика обсадной колонны в скважине и содержит неизвлекаемую часть, включающую нижний переводник с установленной в нем спускаемой подвесной пробкой и соединенный через муфту с корпусом пакера-подвески, на котором последовательно смонтированы узел якоря и узел механического пакера с толкателем и нажимной втулкой, и содержит извлекаемую часть в виде установочного инструмента хвостовика, который включает узел разъединения транспортировочной колонны с пакером-подвеской хвостовика, узел кулачков привода нажимной втулки пакера, верхний переводник в виде патрубка, разъемно дополненного в верхней части муфтой, выполненной в свою очередь с возможностью разъемного присоединения пакера-подвески к транспортировочной колонне, при этом узел якоря содержит установленную на корпусе пакера-подвески муфту, наделенную системой якорных элементов, имеющих каждый зубчатую плашку с державкой, промежуточный подвижный цилиндроконический кольцевой элемент гидравлического привода (гидропривода) якоря и силовое устройство гидропривода якоря, имеющее корпус, выполненный в виде гидроцилиндра, включающий две неподвижные внешнюю и внутреннюю цилиндрические кольцевые концентрические оболочки, и кольцевой поршень с фиксаторами, при этом корпус цилиндроконического элемента гидропривода якоря пакера-подвески включает выполненные заедино кольцевой клин и цилиндрическую часть, предназначенную для передачи от поршня на клин и затем на плашки якорных элементов силового импульса, необходимого и достаточного для якорения пакера-подвески прижатием вершин зубьев плашек к внутренней поверхности стенки трубы обсадной колонны, а поршень гидропривода якоря размещен между внешней и внутренней оболочками корпуса гидропривода, функцию внутренней из которых выполняет корпус пакера-подвески с отверстиями для напорной подачи бурового раствора к поршню, при этом поршень наделен на верхнем конце зубчатым венцом, образованным из лучевых элементов, выполненных в виде участков оболочки корпуса поршня и разделенных пазами с конфигурацией для безлюфтового заведения в них фиксаторов с контактной внутренней поверхностью, исключающей обратное осевое смещение поршня после срабатывания привода якоря, при этом пазы разнесены по периметру корпуса поршня с угловой частотой γп.п., определенной в диапазоне значений γп.п. = (0,48÷1,11) [ед/рад], а фиксаторы выполнены в виде фрагментов цилиндрической оболочки, установленной соосно с осью пакера-подвески, снабжены с внутренней контактной стороны спиральной нарезкой зубьев, выполненных с вершинами, отклоненными к верхнему торцу фиксатора, и конгруэнтно прилегающих к внешней поверхности корпуса пакера-подвески на осевом участке в положении до срабатывания якоря, и перемещаемых при срабатывании якоря вдоль оси пакера-подвески в фиксированное положение зацепления с встречно наклоненными зубьями ответной спиральной нарезки на участке поверхности корпуса пакера-подвески, при этом зубья спиральной нарезки на внутренней контактной поверхности фиксатора отклонены к верхнему торцу фиксатора под углом, характеризуемым углом βф.п. наклона биссектрисы при условной вершине зуба спиральной нарезки относительно плоскости, нормальной к оси пакера-подвески, который в проекции на условную осевую плоскость гидропривода принят удовлетворяющем условию βф.п. = (0,26÷0,38) [рад].

2. Пакер-подвеска хвостовика по п. 1, отличающаяся тем, что внешняя оболочка корпуса гидропривода в приконцевой части, контактирующей с ответным торцом цилиндрической части цилиндроконического элемента гидропривода якоря пакера-подвески, наделена совокупностью точечных отверстий, через которые пропущены срезные винты с заведением концевиков в ответное открытое кольцевое углубление в поршне гидропривода, а указанные срезные винты выполнены соединяющими с возможностью среза винтов и разъединения внешней оболочки корпуса и поршня гидропривода якоря и разнесены по периметру поперечного сечения корпуса гидропривода с угловой частотой γс.в., определенной в диапазоне значений γс.в. = (1,11÷1,91) [ед/рад].

3. Пакер-подвеска хвостовика по п. 1, отличающаяся тем, что корпус муфты выполнен цилиндрическим, нижняя и верхняя части корпуса муфты выполнены конгруэнтно, в том числе частично на резьбе охватывающими нижняя соответственно верхнюю часть нижнего переводника пакера-подвески, а верхняя - охватывающей нижнюю часть корпуса пакера-подвески с двойной фиксацией по периметру верхней и нижней частей корпуса муфты соответственно двумя группами стопорных элементов, при этом муфта якоря в верхней части обрамлена участками оболочки корпуса последней, образующими венец из продольных лучевых элементов, чередующихся со сквозными продольными пазами, выполненными по числу якорных элементов, которые соответствуют ответным параметрам осевой глубины и дуговой ширины державки якорного элемента, обеспечивающим возможность безлюфтового заведения державки в паз венца на осевую глубину паза муфты и заведения в нее упругого разрезного фиксирующего кольца, а внешняя поверхность плашки якорного элемента выполнена зубчатой, включающей систему зубьев, вписанных параллельными рядами вершин в охватывающую их в пределах ширины плашки условную цилиндрическую поверхность с образующей, параллельной оси пакера-подвески и радиусом, равным внутреннему радиусу обсадной колонны в высотном осевом диапазоне якорения пакера-подвески, а зубья в плашке якорных элементов выполнены с шаговой частотой γз.п., определенной в диапазоне значений γз.п. = n/b=(1,2÷2,4)×102 [ед/пм], где n - число зубьев в плашке; b - осевая базовая высота плашки [м], при этом внутренняя поверхность якорного элемента, обращенная в сторону оси пакера-подвески, выполнена цилиндроконической и включает цилиндрический участок, обеспечивающий возможность исходного конгруэнтного прижатия к цилиндрическому корпусу пакера-подвески, и конический участок с углом ϕо.пл. наклона образующей внутренней конической поверхности плашки, принятый удовлетворяющим условию ϕо.пл. = (0,13÷0,19) [рад], равным ответному углу ϕо.к.к. наклона образующей кольцевого конического клина цилиндроконического кольцевого элемента привода якорных элементов, выполненного с возможностью конгруэнтного скольжения по внутренней поверхности плашки при срабатывании якорения.

4. Гидравлический привод якоря пакера-подвески хвостовика, характеризующийся тем, что содержит корпус, включающий две неподвижные внешнюю и внутреннюю цилиндрические кольцевые концентрические оболочки корпуса, функцию внутренней из которых выполняет корпус пакера-подвески с отверстиями для напорной подачи бурового раствора к поршню гидропривода, разнесенными по периметру корпуса пакера-подвески с угловой частотой γн.п.р., определенной в диапазоне значений γн.п.р. = (0,32÷0,1,27) [ед/рад], а также кольцевой поршень с фиксаторами, при этом поршень размещен между внешней и внутренней оболочками корпуса гидропривода, который герметизирован с входного конца расположенным выше верхнего торца поршня герметизирующим кольцом, выполненным расширяющимся вверху на величину, достаточную для охвата части радиальной ширины кольцевого фиксатора, выполненного в виде разрезного кольца, другая часть ширины кольцевого фиксатора выполнена размещаемой в кольцевой выемке в корпусе пакера-подвески, а в нижней части герметизирующего кольца с обеих сторон выполнены кольцевые выемки с уплотнительными кольцами, при этом поршень гидропривода наделен на верхнем конце зубчатым венцом, образованным из лучевых элементов, выполненных в виде участков оболочки корпуса поршня и разделенных пазами с конфигурацией для безлюфтового заведения в них фиксаторов с контактной внутренней поверхностью, исключающей обратное осевое смещение поршня после срабатывания привода якоря, при этом пазы разнесены по периметру корпуса поршня с угловой частотой γп.п., определенной в диапазоне значений γп.п. = (0,48÷1,11) [ед/рад], причем фиксаторы выполнены в виде фрагментов цилиндрической оболочки, установленной соосно с осью пакера-подвески, снабжены с внутренней контактной стороны спиральной нарезкой зубьев, конгруэнтно прилегающих к внешней поверхности корпуса пакера-подвески на осевом участке в положении до срабатывания якоря и перемещаемых при срабатывании якоря вдоль оси пакера-подвески в фиксированное положение зацепления с встречно наклоненными зубьями ответной спиральной нарезки на участке поверхности корпуса пакера-подвески, при этом внешняя оболочка корпуса гидропривода в приконцевой части, контактирующей с ответным торцом цилиндрической части цилиндроконического элемента гидропривода якоря пакера-подвески, наделена совокупностью точечных отверстий, через которые пропущены срезные винты с заведением концевиков в ответное открытое кольцевое углубление в поршне гидропривода, а указанные срезные винты выполнены соединяющими с возможностью среза винтов и разъединения внешней оболочки корпуса и поршня гидропривода якоря и разнесены по периметру поперечного сечения корпуса гидропривода с угловой частотой γс.в., определенной в диапазоне значений γс.в. = (1,11÷1,91) [ед/рад].

5. Гидравлический привод якоря пакера-подвески хвостовика по п. 4, отличающийся тем, что зубья спиральной нарезки на внутренней контактной поверхности фиксатора выполнены с вершинами, отклоненными к верхнему торцу фиксатора под углом, характеризуемым углом βф.п. наклона биссектрисы при условной вершине зуба спиральной нарезки относительно плоскости, нормальной к оси пакера-подвески, который в проекции на условную осевую плоскость привода принят удовлетворяющем условию βф.п. = (0,26÷0,38) [рад].

6. Поршень гидравлического привода якоря пакера-подвески хвостовика, характеризующийся тем, что выполнен цилиндрическим с возможностью размещения между неподвижными внешней и внутренней кольцевыми концентрическими оболочками корпуса гидропривода, функцию внутренней из которых выполняет корпус пакера-подвески с отверстиями для напорной подачи бурового раствора к поршню, при этом поршень наделен на верхнем конце зубчатым венцом, образованным из лучевых элементов, выполненных в виде участков оболочки корпуса поршня, размещенных по периметру корпуса с угловой частотой γл.э.п., определенной в диапазоне значений γл.э.п. = (0,48÷1,11) [ед/рад], и разделенных пазами с конфигурацией для безлюфтового заведения в них фиксаторов с контактной внутренней поверхностью, исключающей обратное осевое смещение поршня после срабатывания гидропривода якоря, причем лучевые элементы на верхнем конце венца поршня выполнены с осевой высотой не менее осевой высоты заводимых в пазы венца фиксаторов и наделены каждый с внешней стороны поперечной канавкой, соосно пролонгированной в фиксаторах с возможностью совместного заведения в них разрезного упругого фиксирующего кольца, при этом корпус поршня выполнен содержащим с внешней и внутренней стороны не менее чем по одной кольцевой канавке для уплотнительных колец, причем не менее чем нижняя треть осевой длины корпуса поршня выполнена с возможностью конгруэнтного прилегания к корпусу пакера-подвески, а нижний концевой участок корпуса поршня выполнен уменьшенной радиальной толщины с образованием кольцевого выступа, при этом осевая длина и радиальная толщина выступа выполнены достаточными для упорного примыкания к ответному внутреннему уступу и заполнения заподлицо с корпусом пакера-подвески кольцевой выемки в цилиндрической части цилиндроконического элемента гидропривода якоря, который выполнен также с возможностью конгруэнтного прилегания к корпусу пакера-подвески, и кроме того, кольцевой выступ с внешней стороны наделен резьбой для фиксированного соединения с цилиндроконическим элементом привода.

7. Поршень гидравлического привода якоря пакера-подвески хвостовика по п. 6, отличающийся тем, что корпус поршня в нижней приконцевой части наделен кольцевым углублением для концевиков срезных винтов, пролонгированных через точечные отверстия во внешней оболочке гидропривода, выполненные в последней с угловой частотой γс.в., определенной в диапазоне значений γс.в.. = (1,11÷1,91) [ед/рад].

8. Узел гидравлического привода якоря пакера-подвески хвостовика, характеризующийся тем, что содержит цилиндроконический элемент гидропривода якоря пакера-подвески хвостовика, корпус которого включает выполненные заедино кольцевой клин и цилиндрическую часть, предназначенную для передачи от поршня гидропривода на клин и затем на плашки якорных элементов силового импульса, необходимого и достаточного для якорения пакера-подвески прижатием вершин зубьев плашек к внутренней поверхности стенки трубы обсадной колонны, при этом кольцевой клин цилиндроконического элемента гидропривода выполнен подвижным с цилиндрической внутренней поверхностью и возможностью размещения клина на корпусе пакера-подвески с конгруэнтным прижатием к последнему внутренней, выполненной цилиндрической, стороной кольцевого клина, а с внешней стороны кольцевой клин имеет форму усеченного конуса, уменьшающегося в поперечном сечении в сторону плашки до величины, достаточной для частичного исходного конгруэнтного заведения под коническую часть плашки ответного якорного элемента якоря, причем коническая образующая кольцевого клина выполнена с углом наклона к оси пакера-подвески и уменьшением толщины клина в указанном направлении с градиентом схождения Gс.кл., удовлетворяющим условию

Gс.кл. = (Нmax.кл. - Hmin.кл.)/Lкл. = (0,27÷0,38) [м/м],

где Нmах.кл. - наибольшая ширина поперечного сечения в верхней части клина; Нmin.кл. - наименьшая ширина поперечного сечения в нижней части клина; Lкл. - длина осевой проекции конической образующей клина;

при этом цилиндрическая часть элемента гидропривода выполнена с внутренним кольцевым уступом, уменьшающим толщину большей части осевой длины цилиндрической стенки относительно наибольшей высоты поперечного сечения клина на толщину заводимого в него ответного внутреннего кольцевого выступа поршня с возможностью двухступенчатого опирания последнего на кольцевой клин и опирания выступом поршня на цилиндрическую часть элемента гидропривода якоря, кроме того, внутренняя стенка цилиндрической части элемента гидропривода якоря снабжена не менее чем на одной трети осевой длины резьбой для фиксированного соединения с кольцевым выступом поршня, а осевая длина внутренней цилиндрической поверхности кольцевого клина выполнена не менее чем в 2,3 раза превышающей длину цилиндрической части элемента гидропривода.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к области бурения, крепления и ремонта нефтяных и газовых скважин. Способ строительства многозабойной скважины включает бурение основного ствола, спуск обсадной колонны основного ствола скважины, оснащаемой устройством для крепления дополнительного ствола, содержащего втулку с соединительным патрубком, вжатым во втулку, цементирование обсадной колонны, вывод наружу соединительного патрубка в интервале установки, механическое расширение устройства, бурение через него дополнительного ствола с его креплением, при этом перед спуском обсадной колонны в интервале установки втулки производят расширение основного ствола для обеспечения отклонения соединительного патрубка втулки на необходимый угол.

Группа изобретений относится к области бурения, крепления и ремонта нефтяных и газовых скважин. Способ строительства многозабойной скважины включает бурение основного ствола, спуск обсадной колонны основного ствола скважины, оснащаемой устройством для крепления дополнительного ствола, содержащего втулку с соединительным патрубком, вжатым во втулку, цементирование обсадной колонны, вывод наружу соединительного патрубка в интервале установки, механическое расширение устройства, бурение через него дополнительного ствола с его креплением, при этом перед спуском обсадной колонны в интервале установки втулки производят расширение основного ствола для обеспечения отклонения соединительного патрубка втулки на необходимый угол.

Группа изобретений относится к способу заканчивания скважины и к скважинной системе заканчивания скважины. Технический результат заключается в том, что при выполнении работ по обслуживанию главной эксплуатационной обсадной колонны обеспечена возможность выполнения работ по обслуживанию также и в боковой эксплуатационной обсадной колонне.

Группа изобретений относится к способу заканчивания скважины и к скважинной системе заканчивания скважины. Технический результат заключается в том, что при выполнении работ по обслуживанию главной эксплуатационной обсадной колонны обеспечена возможность выполнения работ по обслуживанию также и в боковой эксплуатационной обсадной колонне.

Изобретение относится к строительству скважин и может быть использовано при оборудовании скважин направлением в многолетнемерзлых породах с высокой льдистостью. Технический результат – повышение качества крепления скважины и обеспечение ее эксплуатационной надежности.

Изобретение относится к техническим средствам для строительства и ремонта нефтяных и газовых скважин, а именно к средствам вторичного вскрытия продуктивных пластов.

Группа изобретений относится к системе заканчивания скважины перед началом добычи и, в частности, к испытанию барьеров для испытания эксплуатационной обсадной колонны в стволе скважины.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к области строительства нефтяных и газовых скважин, к устройствам для спуска, крепления и цементирования потайных колонн в боковых стволах многозабойных скважин, с одновременной эксплуатацией двух или более стволов.

Группа изобретений относится к области заканчивания скважин. Способ заканчивания стволов скважины, включающий перемещение клина-отклонителя и фиксатора якоря внутрь родительского ствола скважины, при этом фиксатор якоря прикрепляется к клину-отклонителю посредством разъемного соединения, а родительский ствол скважины облицован по меньшей мере частично обсадной колонной, которая содержит защелочное соединение; закрепление фиксатора якоря внутри родительского ствола скважины посредством стыковки защелочного профиля фиксатора якоря с защелочным соединением; отклонение бурового долота клином-отклонителем для бурения бокового ствола скважины, отходящего от родительского ствола скважины; перемещение оборудования бокового заканчивания внутрь бокового ствола скважины инструментом для спуска обсадной колонны-хвостовика, при этом оборудование бокового заканчивания содержит заканчивающий инструмент; отделение клина-отклонителя от фиксатора якоря разъемным соединением с использованием инструмента извлечения клина-отклонителя и тем самым открытие участка разъемного соединения, причем инструмент извлечения клина-отклонителя функционально связан с дистальным концом инструмента для спуска обсадной колонны-хвостовика; удаление клина-отклонителя из родительского ствола скважины посредством инструмента извлечения клина-отклонителя; и перемещение отклоняющего клина заканчивания внутрь родительского ствола скважины, причем этот отклоняющий клин заканчивания функционально скреплен с рабочей колонной, и присоединение отклоняющего клина заканчивания к фиксатору якоря посредством разъемного соединения.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при эксплуатации вертикальных, наклонных и горизонтальных скважин для увеличения коэффициента извлечения нефти или коэффициента извлечения газа.

Группа изобретений относится к области направленного бурения при разработке нефтяных месторождений и, в частности, к направленному бурению хвостовиком и его цементированию с использованием извлекаемой компоновки низа бурильной колонны.

Группа изобретений относится к области строительства скважин и, в частности, к обеспечению целостности ствола скважины в сложных геологических условиях с вращением обсадной колонны/хвостовика во время бурения, а также других устройств и приемов, обеспечивающих улучшения цементирования обсадных колонн или хвостовиков в скважине в соединении с буровым долотом.

Изобретение относится к строительству скважин и может быть использовано при оборудовании скважин направлением в многолетнемерзлых породах с высокой льдистостью. Технический результат – повышение качества крепления скважины и обеспечение ее эксплуатационной надежности.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к области строительства нефтяных и газовых скважин, к устройствам для спуска, крепления и цементирования потайных колонн в боковых стволах многозабойных скважин, с одновременной эксплуатацией двух или более стволов.

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности, в частности к ремонту нагнетательной скважины путем спуска дополнительной колонны труб и ее последующего цементирования.
Изобретение относится к области строительства и ремонта нефтегазобывающих скважин и, в частности, к области восстановления герметичности эксплуатационной колонны скважины.

Группа изобретений относится к области цементирования скважин и, в частности, к оконным узлам, применяемым во время выполнения операций цементирования в скважинной системе.

Изобретение относится к строительству глубоких нефтяных и газовых скважин и, в частности, к способам вскрытия высоконапорных продуктивных пластов и крепления интервалов вскрытия обсадной колонной.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при строительстве нефтяных скважин с горизонтальным окончанием в залежи битума. Способ удаления заглушек из перфорированных отверстий хвостовика при заканчивании горизонтальной скважины в залежи битума включает бурение, обсаживание и крепление вертикальной части ствола скважины до продуктивного горизонта, бурение горизонтального ствола скважины в продуктивном горизонте, размещение в горизонтальном стволе хвостовика, перфорированного отверстиями с вставленными в них заглушками.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности для использования при строительстве скважин и спуске колонн с фильтром в стволы скважин ниже башмака эксплуатационных колонн и при ремонте скважин со спуском потайных колонн с фильтром во вторые стволы скважин.

Группа изобретений относится к затрубному барьеру, скважинной системе, способу изоляции зоны для обеспечения и поддержания изоляции зоны между первой зоной, имеющей первое давление, и второй зоной, имеющей второе давление ствола скважины.

Группа изобретений относится к пакеру-подвеске хвостовика гидромеханической цементируемой, гидравлическому приводу якоря пакера-подвески хвостовика, поршню гидравлического привода якоря пакера-подвески хвостовика, узлу гидравлического привода якоря пакера-подвески хвостовика. Техническим результатом является повышение надежности работы. Пакер-подвеска хвостовика гидромеханическая цементируемая содержит неизвлекаемую и извлекаемую части. Неизвлекаемая часть включает нижний переводник с установленной в нем спускаемой подвесной пробкой и соединенный через муфту с корпусом пакера-подвески, на котором последовательно смонтированы узел якоря и узел механического пакера с толкателем и нажимной втулкой. Извлекаемая часть включает узел разъединения транспортировочной колонны с пакером-подвеской хвостовика, узел кулачков привода нажимной втулки пакера, верхний переводник в виде патрубка, разъемно дополненного в верхней части муфтой, выполненной в свою очередь с возможностью разъемного присоединения пакера-подвески к транспортировочной колонне. Узел якоря содержит установленную на корпусе пакера-подвески муфту, наделенную системой якорных элементов, имеющих каждый зубчатую плашку с державкой, промежуточный подвижный цилиндроконический кольцевой элемент гидропривода якоря и силовое устройство гидропривода якоря. Корпус цилиндроконического элемента гидропривода якоря включает выполненные заедино кольцевой клин и цилиндрическую часть, предназначенную для передачи от поршня на клин и затем на плашки якорных элементов силового импульса для якорения. 4 н. и 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

Наверх