RU100798U1

RU100798U1 - DISCONNECTOR

Info

Publication number: RU100798U1
Application number: RU2010130765/03U
Authority: RU
Inventors: Александр Яковлевич Скатов
Original assignee: Александр Яковлевич Скатов
Priority date: 2010-07-22
Filing date: 2010-07-22
Publication date: 2010-12-27

Abstract

1. Разъединитель, содержащий телескопически соединенные корпус и установленный внутри него полый ствол, уплотнительные элементы между корпусом и стволом, фиксирующий элемент и подпружиненный относительно ствола кольцевой поршень с уплотнительными элементами, отличающийся тем, что корпус имеет кольцевую канавку на внутренней поверхности, ствол на конце имеет удлиненную проточку, на которой установлен кольцевой поршень, наружная боковая поверхность верхней части поршня выполнена ступенчатой, с уменьшающимся к торцу поршня диаметром ступеней, фиксирующий элемент выполнен в виде разрезного пружинного кольца, установленного в растянутом состоянии на первую ступень, и взаимодействующего со стенками указанной кольцевой канавки, а в корпусе имеются отверстия, сообщающие полость над поршнем с затрубным пространством скважины. ! 2. Разъединитель по п.1, отличающийся тем, что кольцевая канавка выполнена со скошенной под углом 30…60° верхней боковой стенкой. ! 3. Разъединитель по п.1, отличающийся тем, что нижняя часть ствола дополнительно содержит устройство для регулировки усилия сжатия пружины. 1. A disconnector comprising a telescopically connected housing and a hollow barrel installed inside it, sealing elements between the housing and the barrel, a locking element and an annular piston spring-loaded relative to the barrel with sealing elements, characterized in that the housing has an annular groove on the inner surface, the barrel at the end has an elongated groove on which an annular piston is mounted, the outer lateral surface of the upper part of the piston is made stepwise, with a diameter decreasing toward the end of the piston Upenu fixing element is a slotted spring ring mounted in a stretched state to the first stage, and interacting with the walls of said annular groove and a housing has an opening communicating with the cavity above the piston annulus. ! 2. The disconnector according to claim 1, characterized in that the annular groove is made with beveled at an angle of 30 ... 60 ° upper side wall. ! 3. The disconnector according to claim 1, characterized in that the lower part of the barrel further comprises a device for adjusting the compression force of the spring.

Description

Предложение относится к оборудованию для бурения, точнее к устройствам для разъединения колонны труб с оборудованием, опускаемым и размещаемым в скважине, например, пакерами. Эти устройства называют разъединителями или расцепами.The proposal relates to equipment for drilling, and more specifically to devices for disconnecting a pipe string with equipment lowered and placed in the well, for example, packers. These devices are called disconnectors or releases.

Строго определенная терминология в описании конструктивных элементов разъединителей к настоящему времени еще не выработана. Поэтому в настоящем описании будут использованы термины, наиболее общие для большинства источников из уровня техники или наиболее верные, по мнению заявителя. Термины источников, обозначающие эквивалентные признаки, но отличающиеся от принятых в настоящем описании, будут указываться в скобках сразу после термина, принятого в описании. В настоящем описании будут использованы следующие термины:Strictly defined terminology in the description of the structural elements of the disconnectors has not yet been developed. Therefore, in the present description will be used the terms most common to most sources from the prior art or the most correct, according to the applicant. Terms of sources denoting equivalent features, but differing from those accepted in the present description, will be indicated in parentheses immediately after the term adopted in the description. In the present description, the following terms will be used:

Разъединитель - устройство, используемое для разъединения (расцепления) колонны труб с расположенным ниже оборудованием, например, пакером. Иногда такое устройство называют расцепом.Disconnector - a device used to disconnect (disconnect) a pipe string with equipment located below, for example, a packer. Sometimes such a device is called a trip.

Корпус и ствол - основные детали, разъединителя телескопически вложенные одна в другую и разъединяемые при срабатывании разъединителя. Одна из этих деталей остается в скважине, другая - на колонне труб. Ниже корпусом будет называться деталь, охватывающая ствол.The body and barrel are the main parts of the disconnector, telescopically nested one into the other and disconnected when the disconnector is activated. One of these parts remains in the well, the other on the pipe string. Below the body will be called the part covering the barrel.

Фиксирующие элементы - элементы, служащие для соединения (сцепления) корпуса и ствола. Ими могут быть цанги, срезные болты, сухари (вкладыши) различной конфигурации.Fixing elements - elements used to connect (clutch) the body and the barrel. They can be collets, shear bolts, crackers (inserts) of various configurations.

Поршень - деталь, установленная с возможностью скольжения в полости разъединителя и перемещаемая прямолинейно в осевом направлении под давлением жидкой среды. Назначение поршня - перевод фиксирующих элементов из положения «сцеплено» в положение «расцеплено».Piston - a part mounted with the possibility of sliding in the cavity of the disconnector and moving rectilinearly in the axial direction under pressure of a liquid medium. The purpose of the piston is to translate the locking elements from the “engaged” position to the “disengaged” position.

Наиболее часто в уровне техники используются поршни со сквозным отверстием в центральной части, установленные в кольцевой полости корпуса, ствола или между корпусом и стволом. Смещение поршня происходит под действием разницы давлений среды на его торцевые поверхности. Такие поршни, имеющие вид втулки, называются кольцевыми. Часто в уровне техники они называются просто втулками или гильзами.Most often in the prior art pistons are used with a through hole in the central part mounted in the annular cavity of the housing, the barrel or between the housing and the barrel. The displacement of the piston occurs under the influence of the pressure difference of the medium on its end surfaces. Such pistons, having the form of a sleeve, are called annular. Often in the prior art they are simply called bushings or sleeves.

На боковых (внутренней и внешней) поверхностях кольцевого поршня обычно располагаются уплотнительные элементы, наподобие поршневых колец двигателей внутреннего сгорания. Такие уплотнительные элементы могут располагаться и на боковых стенках деталей, образующих кольцевую полость.On the lateral (internal and external) surfaces of the annular piston, sealing elements are usually located, similar to the piston rings of internal combustion engines. Such sealing elements may also be located on the side walls of the parts forming the annular cavity.

Самые простые по конструкции разъединители, срабатывают от внешних механических воздействий на фиксирующие элементы, например натяжения или рывков троса (см. например, RU 21222104, RU 56472 U1, RU 81254 U1) или ударов канатного ударного инструмента, например цилиндрической кувалды (RU 2203386). Однако применение таких устройств требует много времени и возможно в ограниченном числе случаев.The simplest disconnectors in design are triggered by external mechanical influences on the locking elements, for example, tension or jerking of a cable (see, for example, RU 21222104, RU 56472 U1, RU 81254 U1) or impacts of a cable percussion instrument, for example a cylindrical sledge hammer (RU 2203386). However, the use of such devices requires a lot of time and is possible in a limited number of cases.

Известны разъединители с силовым приводом расцепляющего устройства, срабатывающим под воздействием давления жидкости в внутритрубном или затрубном пространстве скважины. В конструктивном отношении практически все они представляют собой телескопическое устройство, содержащее корпус и расположенный внутри него соосный с ним полый ствол, сцепленный с корпусом с помощью срезных элементов (болтов, штифтов), цанг или сочетания срезных элементов с цангами (SU 1286735, RU 2104390, RU 2203385, RU 2273721, US 3559732, US 4449736, US 6125939). Все устройства подобного вида сложны в изготовлении, не всегда обеспечивают симметричное одновременное расцепление ствола и корпуса, а из-за большой величины осевого смещения, требуемого для расцепления ствола и цанги, склонны к заеданию. Срезные элементы, усложняющие конструкцию и эксплуатацию разъединителей необходимы далеко не всегда, поскольку вес оставляемого в скважине оборудования обычно не очень велик. Детали разъединителя, осуществляющие срез этих элементов, должны развивать и выдерживать усилие, необходимое для среза. А это утяжеляет разъединитель.Known disconnectors with a power drive trip device, triggered by the action of fluid pressure in the in-pipe or annulus of the well. In a structural respect, almost all of them are a telescopic device containing a body and a hollow barrel coaxial with it located inside it, coupled to the body using shear elements (bolts, pins), collets or a combination of shear elements with collets (SU 1286735, RU 2104390, RU 2203385, RU 2273721, US 3559732, US 4449736, US 6125939). All devices of this kind are difficult to manufacture, do not always provide symmetrical simultaneous disengagement of the barrel and body, and due to the large axial displacement required to disengage the barrel and collet, they are prone to seizing. Shear elements complicating the design and operation of disconnectors are not always necessary, since the weight of the equipment left in the well is usually not very large. The disconnector parts that cut these elements must develop and withstand the force required to cut. And this makes the disconnector heavier.

Более близкими к предложенному являются разъединители, содержащие корпус и расположенный внутри него соосный с ним полый ствол, сцепленный с корпусом с помощью фиксирующих элементов, располагаемых с заходом в гнезда или выточки корпуса.Closer to the proposed are disconnectors containing a housing and a hollow barrel coaxial with it located inside it, coupled to the housing by means of fixing elements located at the entrance to the nests or undercuts of the housing.

Известен разъединитель по US 4040649, содержащий корпус, телескопически установленный внутри него полый ствол, уплотнительные элементы между корпусом и стволом, кольцевой поршень, установленный в полости корпуса, и фиксирующие элементы, в виде шариков, установленных по окружности в окнах-отверстиях корпуса и входящих в кольцевую канавку на наружной поверхности ствола. Радиальное смещение шариков, которое обеспечивает расцепление, предотвращается их упором в боковую стенку кольцевого поршня. На своей внутренней боковой поверхности поршень имеет кольцевую канавку, расположенную выше шариков. Корпус имеет отверстия, сообщающие затрубное пространство скважины с полостью над верхней торцевой частью поршня. При рассоединении (расцеплении) устройства, увеличивают давление в затрубной части скважины, поршень смещается книзу, канавка на его боковой поверхности оказывается напротив шариков. Шарики смещаются в образовавшееся свободное пространство по радиусам кнаружи, освобождая тем самым канавку ствола и расцепляя устройство.Known disconnector according to US 4040649, comprising a housing, a hollow barrel telescopically mounted inside it, sealing elements between the housing and the barrel, an annular piston mounted in the housing cavity, and locking elements in the form of balls mounted around the circumference in the opening windows of the housing and included in annular groove on the outer surface of the barrel. The radial displacement of the balls, which ensures disengagement, is prevented by their abutment against the side wall of the annular piston. On its inner side surface, the piston has an annular groove located above the balls. The housing has holes communicating the annulus of the well with a cavity above the upper end part of the piston. When the device is disconnected (uncoupled), the pressure in the annular part of the well increases, the piston moves down, the groove on its side surface is opposite the balls. The balls are displaced into the resulting free space along the radii outside, thereby freeing the groove of the barrel and disengaging the device.

Недостатком известного устройства являются его техническая сложность, и высокие требования к точности, затрудняющие и удорожающие изготовление. Использование нескольких фиксирующих элементов снижает надежность срабатывания из-за высокой вероятности их заедания. Не все фиксирующие элементы могут одновременно выходить из зацепления с корпусом из-за погрешностей изготовления и сборки или загрязнений.A disadvantage of the known device is its technical complexity, and high requirements for accuracy, complicating and costly manufacturing. The use of several locking elements reduces the reliability of operation due to the high probability of their seizing. Not all locking elements can simultaneously disengage from the housing due to manufacturing and assembly errors or contamination.

Известен также устройство для посадки пакера по RU 2205939, содержащее корпус, телескопически установленный внутри него полый ствол (втулка, или седло в терминологии источника). Между втулкой и корпусом установлены уплотняющие элементы. Назначение этой втулки (седла) иное, чем у ствола в других известных разъединителях. Но если ее удлинить, то есть выполнить в виде ствола, то известное устройство превратится в разъединитель. Поэтому далее при описании этого аналога указанная полый подвижной элемент («седло» согласно источнику) будет называться стволом.There is also known a device for landing a packer according to RU 2205939, comprising a body, a hollow barrel (sleeve or saddle in the terminology of the source) telescopically mounted inside it. Sealing elements are installed between the sleeve and the housing. The purpose of this sleeve (seat) is different than that of the barrel in other known disconnectors. But if it is lengthened, that is, executed in the form of a barrel, then the known device will turn into a disconnector. Therefore, when describing this analogue, the indicated hollow movable element (“saddle” according to the source) will be called the trunk.

Корпус и ствол сцеплены посредством нескольких расположенных в одной плоскости фиксирующих элементов (кулачков), входящих в кольцевую проточку ствола и в окна стенки корпуса. Радиальное смещение фиксирующих элементов предотвращается тем, что их торцы упираются в боковую поверхность (юбку) кольцевого поршня со ступенчатым днищем, установленного на пружине в цилиндрической полости корпуса. Между стенками полости и поршнем установлены уплотнения, а в стенках корпуса имеются отверстия, сообщающие внутритрубное и затрубное пространства скважины с полостями над и под поршнем. Самопроизвольное перемещение поршня предотвращается срезными винтами, фиксирующими дополнительную выравнивающую кольцевую втулку, установленную над поршнем и не позволяющей ему смещаться.The body and the barrel are coupled by means of several fixing elements (cams) located in the same plane, which are included in the annular groove of the barrel and in the windows of the body wall. The radial displacement of the locking elements is prevented by the fact that their ends abut against the side surface (skirt) of the annular piston with a stepped bottom mounted on a spring in the cylindrical cavity of the housing. Seals are installed between the walls of the cavity and the piston, and there are openings in the body walls that communicate the in-pipe and annular spaces of the well with cavities above and below the piston. Spontaneous movement of the piston is prevented by shear screws securing the additional alignment ring sleeve mounted above the piston and not allowing it to move.

При подаче давления жидкой среды на торец выравнивающей втулки через отверстие в корпусе, она срезает винты и смещается вверх, освобождая место для поршня, который под давлением пружины смещается вдоль оси корпуса. В результате этого участок (ступень) днища поршня с большим диаметром оказывается напротив фиксирующих элементов, и они выдавливаются в образовавшийся зазор, разъединяя ствол и корпус. Недостатком известного устройства являются его техническая сложность, затрудняющая и удорожающая изготовление, а также низкая надежность срабатывания. Необходимость использования нескольких фиксирующих элементов сложной конфигурации, а также прямоугольных окон на корпусе существенно усложняет сборку и удорожает изготовление разъединителя. Надежность срабатывания низка из-за высокой вероятности заедания фиксирующих элементов. Не все фиксирующие элементы могут одновременно выходить из зацепления с корпусом из-за погрешностей изготовления и сборки или загрязнений.When applying liquid pressure to the end face of the alignment sleeve through an opening in the housing, it cuts off the screws and moves up, making room for the piston, which, under pressure from the spring, moves along the axis of the housing. As a result of this, the section (step) of the piston bottom with a large diameter is opposite the fixing elements, and they are squeezed into the formed gap, separating the barrel and the housing. A disadvantage of the known device is its technical complexity, which complicates and increases the cost of manufacture, as well as low reliability of operation. The need to use several locking elements of complex configuration, as well as rectangular windows on the case, significantly complicates the assembly and increases the cost of manufacturing a disconnector. Reliability of operation is low due to the high probability of jamming of the locking elements. Not all locking elements can simultaneously disengage from the housing due to manufacturing and assembly errors or contamination.

Известно также устройство для соединения и разъединения колонны труб с пакером по SU 981579, содержащее корпус и ствол (муфта плюс ниппель), сцепленные между собой фиксирующим элементом в виде цанги. Кольцевой поршень с уплотнительными элементами на боковых поверхностях установлен в кольцевой полости между муфтой и ниппелем. Для передачи давления среды на поршень, ствол имеет отверстие, сообщающее полость под поршнем с затрубным пространством. Высвобождение цанги, то есть расцепление корпуса и ствола происходит при движении поршня вверх.It is also known a device for connecting and disconnecting a pipe string with a packer according to SU 981579, comprising a housing and a barrel (sleeve plus nipple) interlocked with a locking member in the form of a collet. An annular piston with sealing elements on the side surfaces is mounted in an annular cavity between the coupling and the nipple. To transfer the pressure of the medium to the piston, the barrel has an opening that communicates the cavity under the piston with the annulus. The collet is released, that is, the disengagement of the body and the barrel occurs when the piston moves up.

Недостатком известного устройства является его невысокая надежность, обусловленная склонностью к заеданиям из-за большой величины осевого смещения, требуемого для высвобождения цанги. Кроме того, оно сложно в изготовлении и имеет избыточный вес.A disadvantage of the known device is its low reliability, due to the tendency to jam due to the large axial displacement required to release the collet. In addition, it is difficult to manufacture and is overweight.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является разъединитель по SU 1477895, содержащий телескопически соединенные корпус с проточкой и установленный в нем с возможностью скольжения полый ствол (шпиндель), уплотнительные элементы между корпусом и стволом, дискретные фиксирующие элементы (вкладыши), установленные в окнах ствола и входящие в проточку корпуса, а также полую втулку, расположенную внутри ствола и подпружиненную относительно него, и имеющую по окружности окна со скосами, в которые входят скошенные концы фиксирующих элементов. Верхняя часть втулки выполнена в виде седла шарового клапана. Между корпусом и стволом, а также стволом и втулкой установлены уплотняющие элементы.The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a disconnector according to SU 1477895, containing a telescopically connected body with a groove and a hollow barrel (spindle) mounted with sliding possibility therein, sealing elements between the body and the barrel, discrete locking elements (inserts) installed in the windows of the barrel and included in the groove of the body, as well as a hollow sleeve located inside the barrel and spring-loaded relative to it, and having circumferential windows with bevels into which the entrance t bevelled ends of the locking elements. The upper part of the sleeve is made in the form of a ball valve seat. Sealing elements are installed between the body and the barrel, as well as the barrel and the sleeve.

Для рассоединения корпуса и ствола на полую втулку опускают бросовый шар, превращая ее таким образом в поршень, полностью подобный автомобильному: днище - торец (седло) втулки плюс шар, юбка - боковая поверхность втулки, уплотнительные элементы - поршневые кольца. Втулка становится способной воспринимать давление жидкой среды из внутритрубного пространства и смещаться внутри ствола вниз под воздействием этого давления. Смещаясь, поршень (втулка плюс шар) высвобождает фиксирующие элементы (фиксирующие вкладыши) и одновременно взаимодействием скосов на фиксирующих элементах и окнах на боковой поверхности втулки выводит их из зацепления с корпусом, рассоединяя тем самым корпус и ствол.To disconnect the body and the barrel, the throw ball is lowered onto the hollow sleeve, turning it thus into a piston completely similar to the automobile: the bottom is the end face (saddle) of the sleeve plus the ball, the skirt is the side surface of the sleeve, the sealing elements are piston rings. The sleeve becomes able to perceive the pressure of the liquid medium from the in-tube space and move downward inside the barrel under the influence of this pressure. When displaced, the piston (sleeve plus ball) releases the locking elements (locking liners) and at the same time, by the interaction of the bevels on the locking elements and the windows on the side surface of the sleeve, it disengages from the housing, thereby disconnecting the housing and the barrel.

Недостатком известного устройства является необходимость применения бросового шара, что усложняет использование разъединителя. Возможная негерметичность днища поршня, образуемого парой втулка-шар, например, из-за загрязнения вершины втулки, на которую садится шар, снижает надежность срабатывания разъединителя. Надежность срабатывания снижается также тем, что из-за погрешностей изготовления и сборки или загрязнений, не все фиксирующие элементы могут одновременно выходить из зацепления с корпусом. Необходимость использования нескольких фиксирующих элементов сложной конфигурации, а также прямоугольных окон на стволе и окон со скосами на боковой поверхности втулки, существенно усложняет и удорожает изготовление разъединителя.A disadvantage of the known device is the need to use a throw ball, which complicates the use of a disconnector. Possible leakage of the piston bottom formed by a sleeve-ball pair, for example, due to contamination of the sleeve top onto which the ball sits, reduces the reliability of the disconnector operation. The reliability of the operation is also reduced by the fact that due to manufacturing and assembly errors or contamination, not all locking elements can simultaneously disengage from the housing. The need to use several locking elements of complex configuration, as well as rectangular windows on the barrel and windows with bevels on the side surface of the sleeve, significantly complicates and increases the cost of manufacturing a disconnector.

Технический результат от использования предложенного разъединителя состоит в упрощении его изготовления и удешевлении, повышения его надежности, в особенности при работе в загрязненной среде, а по сравнению с прототипом - еще и в упрощении использования.The technical result from the use of the proposed disconnector is to simplify its manufacture and cost, increase its reliability, especially when working in a polluted environment, and in comparison with the prototype is also to simplify the use.

Указанные недостатки устраняются тем, что в известном разъединителе, содержащем телескопически соединенные корпус и установленный внутри него полый ствол, уплотнительные элементы между корпусом и стволом, фиксирующий элемент и подпружиненный относительно ствола кольцевой поршень с уплотнительными элементами, корпус имеет кольцевую канавку на внутренней поверхности, ствол на конце имеет удлиненную проточку, на которой установлен кольцевой поршень, наружная боковая поверхность верхней части поршня выполнена ступенчатой, с уменьшающимся к торцу поршня диаметром ступеней, фиксирующий элемент выполнен в виде разрезного пружинного кольца, установленного в растянутом состоянии на первую ступень, и взаимодействующего со стенками указанной кольцевой канавки, а в корпусе имеются отверстия, сообщающие полость над поршнем с затрубным пространством скважины.These disadvantages are eliminated by the fact that in the known disconnector containing a telescopically connected housing and a hollow barrel mounted inside it, sealing elements between the housing and the barrel, a locking element and an annular piston spring-loaded relative to the barrel with sealing elements, the housing has an annular groove on the inner surface, the barrel on the end has an elongated groove on which an annular piston is mounted, the outer side surface of the upper part of the piston is made stepwise, with decreasing msya to end stage piston diameter, the fixing element is a slotted spring ring mounted in a stretched state to the first stage, and interacting with the walls of said annular groove and a housing has an opening communicating with the cavity above the piston annulus.

Кроме того, кольцевая канавка выполнена со скошенной под углом 30…60° верхней боковой стенкой.In addition, the annular groove is made with beveled at an angle of 30 ... 60 ° upper side wall.

Кроме того, нижняя часть ствола дополнительно содержит устройство для регулировки усилия сжатия пружины.In addition, the lower part of the barrel further comprises a device for adjusting the compression force of the spring.

Благодаря выполнению фиксирующего элемента в виде разрезного пружинного кольца обеспечивается высокая надежность срабатывания разъединителя, упрощается и удешевляется его изготовление, снижается масса.Thanks to the implementation of the locking element in the form of a split spring ring, the high reliability of the disconnector is ensured, its manufacture is simplified and cheapened, weight is reduced.

Благодаря наличию удлиненной проточки на нижнем конце ствола, между ним и корпусом образуется полость, в которой размещается кольцевой поршень.Due to the presence of an elongated groove at the lower end of the barrel, a cavity is formed between it and the body, in which an annular piston is placed.

Благодаря размещению кольцевого поршня в зазоре между корпусом и проточкой ствола упрощается конструкция и изготовление разъединителя, повышается его безотказность при работе в загрязненной среде.Due to the placement of the annular piston in the gap between the body and the bore of the barrel, the design and manufacture of the disconnector is simplified, its reliability in operation in a polluted environment is increased.

Благодаря выполнению наружной боковой поверхности верхней части поршня ступенчатой обеспечивается работоспособность предложенного разъединителя и повышается его надежность по сравнению с аналогами, поскольку смещение фиксирующего кольца по гладкой поверхности ступени большего диаметра и его соскок на ступень меньшего диаметра происходят без затруднений и при очень небольшом ходе поршня.By performing the outer side surface of the upper part of the stepwise piston, the proposed disconnector is operable and its reliability is improved compared to analogues, since the displacement of the retaining ring along the smooth surface of a larger diameter step and its dismounting to a step of a smaller diameter occurs without difficulty and with a very small piston stroke.

Отверстия в корпусе или стволе, сообщающие полость над поршнем с затрубным или внутритрубным пространством, необходимы для обеспечения работоспособности устройства.Holes in the housing or barrel, communicating the cavity above the piston with the annular or in-tube space, are necessary to ensure the operability of the device.

Благодаря выполнению канавки со скошенной под углом 30…60° верхней боковой стенкой повышается надежность разъединителя за счет облегчения схода фиксирующего кольца со ступени поршня.Thanks to the groove with the upper side wall sloping at an angle of 30 ... 60 °, the reliability of the disconnector is increased by facilitating the descent of the retaining ring from the piston stage.

Благодаря оснащению разъединителя устройством для регулировки усилия сжатия пружины повышается его надежность за счет создания возможности подстройки усилия срабатывания к условиям конкретной скважины.Thanks to equipping the disconnector with a device for adjusting the compression force of the spring, its reliability is increased by creating the ability to adjust the response force to the conditions of a particular well.

Существо предложения иллюстрируется чертежами.The essence of the proposal is illustrated by drawings.

На фиг.1 изображен продольный разрез предложенного разъединителя в положении «сцеплено».Figure 1 shows a longitudinal section of the proposed disconnector in the "engaged" position.

На фиг.2 изображен продольный разрез предложенного разъединителя в положении «расцеплено».Figure 2 shows a longitudinal section of the proposed disconnector in the "disconnected" position.

Предложенный разъединитель содержит корпус 1, внутри которого сверху установлен с возможностью скольжения полый ствол 2. Полый канал 3 по оси ствола 2 служит для сообщения внутритрубного пространства трубной колонны над разъединителем с объектами, расположенными ниже разъединителя. Корпус 1 имеет цилиндрическую внутреннюю поверхность. Наружная поверхность входящего в него ствола 2, выполнена ступенчатой, с уменьшающимся книзу диаметром проточек-ступеней. Верхняя наружная часть ствола 4 имеет диаметр, близкий к наружному диаметру корпуса 1. Торцевая часть этой проточки служит для ограничения их взаимного перемещения во встречном направлении. Средняя часть 5 ствола 2 служит для его центрирования в корпусе 1. Нижняя удлиненная проточка (ступень) 6 имеет существенно меньший диаметр. Далее она будет называться хвостовиком.The proposed disconnector comprises a housing 1, inside of which a hollow barrel 2 is mounted on top with the possibility of sliding. The hollow channel 3 along the axis of the barrel 2 serves to communicate the in-pipe space of the pipe string above the disconnector with objects located below the disconnector. The housing 1 has a cylindrical inner surface. The outer surface of the barrel 2 entering into it is made stepwise, with the diameter of the grooves-steps decreasing downward. The upper outer part of the barrel 4 has a diameter close to the outer diameter of the housing 1. The end part of this groove serves to limit their mutual movement in the opposite direction. The middle part 5 of the barrel 2 serves to center it in the housing 1. The lower elongated groove (step) 6 has a significantly smaller diameter. Further, it will be called a shank.

Между средней частью 5, и охватывающей ее с минимальным зазором внутренней поверхностью корпуса 1 установлены уплотнительные элементы 7. На чертежах в качестве примера показано, что кольцевые канавки 8, в которых установлены уплотнительные элементы 7, выполнены на стволе 2.Sealing elements 7 are installed between the middle part 5 and the inner surface of the housing 1 covering it with a minimum clearance. The drawings show as an example that the annular grooves 8 in which the sealing elements 7 are installed are made on the barrel 2.

В зазоре между корпусом 1 и хвостовиком 6 установлен с возможностью скольжения кольцевой поршень 9. Наружная боковая поверхность его верхнего конца выполнена ступенчатой. Между поршнем 9 и корпусом 1, а также между корпусом 9 и хвостовиком 6 установлены уплотнительные элементы 10. На чертежах в качестве примера показано, что уплотнительные элементы 10 установлены в канавках 11 на боковых поверхностях поршня 9.In the gap between the housing 1 and the shank 6, the annular piston 9 is slidably mounted. The outer lateral surface of its upper end is stepped. Sealing elements 10 are installed between the piston 9 and the housing 1, as well as between the housing 9 and the shank 6. The drawings show, by way of example, that the sealing elements 10 are mounted in grooves 11 on the side surfaces of the piston 9.

В средней части корпуса 1 имеются радиальные отверстия 12, сообщающие полость 13 над поршнем с затрубным пространством. Они необходимы для передачи давления среды из затрубного пространства на поршень. Эти отверстия снабжены резьбой. В них завинчиваются короткие болты, служащие заглушками при транспортировании, хранении и испытаниях разъединителя. Число отверстий зависит от диаметра корпуса и лежит в пределах от двух до двенадцати. Несколько ниже отверстий 12 во внутренней стенке корпуса 1 проточена кольцевая канавка 14. Верхняя боковая стенка 15 канавки образует угол α=30…60° с осью корпуса.In the middle part of the housing 1 there are radial holes 12 communicating the cavity 13 above the piston with the annulus. They are necessary to transfer the pressure of the medium from the annulus to the piston. These holes are threaded. Short bolts are screwed into them, which serve as plugs during transportation, storage and testing of the disconnector. The number of holes depends on the diameter of the housing and ranges from two to twelve. A little below the holes 12 in the inner wall of the housing 1 is an annular groove 14. The upper side wall 15 of the groove forms an angle α = 30 ... 60 ° with the axis of the housing.

В канавке 14 установлен фиксирующий элемент в виде разрезного пружинного кольца 16, находящегося в растянутом состоянии. Это состояние обеспечивается тем, что кольцо надето на ступень 17 гильзы 9, имеющую диаметр D₁, больший, чем его внутренний диаметр d в свободном состоянии. Поршень 9 имеет также ступень 18, диаметр D₂ которой равен или немного меньше диаметра d. Пруток, из которого свернуто кольцо 16, может иметь круглую, прямоугольную или иную форму поперечного сечения. Его размер в радиальном направлении t должен быть немного меньше величины зазора h между ступенью 18 и внутренней поверхностью корпуса 1. Экспериментально установлено, что пружинное кольцо из прутка круглого сечения, наиболее простое в изготовлении, обеспечивает достаточную прочность соединения и высокую надежность срабатывания разъединителя.In the groove 14, a fixing element is installed in the form of a split spring ring 16 in an extended state. This condition is ensured by the fact that the ring is worn on the step 17 of the sleeve 9, having a diameter D ₁ greater than its inner diameter d in a free state. The piston 9 also has a stage 18, the diameter D _{2 of} which is equal to or slightly less than the diameter d. The rod from which the ring 16 is rolled may have a round, rectangular or other cross-sectional shape. Its size in the radial direction t should be slightly less than the gap h between the stage 18 and the inner surface of the housing 1. It has been experimentally established that the spring ring from the round bar, the easiest to manufacture, provides sufficient connection strength and high reliability of the disconnector.

Для постоянного поджатия торцевой части 19 ступени 17 к кольцу 16 поршень 9 установлен на пружине 20, упирающейся вторым своим концом на устройство для регулировки усилия ее сжатия. В качестве примера на чертежах это устройство изображено в виде специальной гайки 21, навертываемой на резьбовую часть 22 хвостовика 6. Втулки 23 служат для центрирования пружины 20 на хвостовике 6, а шплинт 24 предотвращает отвертывание гайки 27 после регулировки усилия поджатия.To constantly tighten the end part 19 of the stage 17 to the ring 16, the piston 9 is mounted on a spring 20 resting on its device with its second end to adjust the compression force. As an example, in the drawings this device is shown as a special nut 21, screwed onto the threaded part 22 of the shank 6. The bushings 23 serve to center the spring 20 on the shank 6, and the cotter pin 24 prevents the nut 27 from loosening after adjusting the preload force.

Нижняя часть корпуса 1 имеет участок 25 с резьбой для присоединения оборудования, которое надлежит установить в скважине, например, пакера или клапана. Верхняя часть ствола 2 имеет участок 26 с резьбой для присоединения к колонне труб. Резьба участков 25 и 26 может быть как внутренней, так и внешней.The lower part of the casing 1 has a threaded section 25 for connecting equipment to be installed in the well, for example, a packer or valve. The upper part of the barrel 2 has a threaded portion 26 for connection to a pipe string. The thread sections 25 and 26 can be both internal and external.

Работает предложенный разъединитель следующим образом.The proposed disconnector works as follows.

Резьбовым участком 26 разъединитель соединяется с пакером, а участком 25 - с трубной колонной. Вес пакера передается трубной колонне по следующей кинематической цепочке: пакер - корпус 1 - скошенная под углом стенка 15 канавки 14 - пружинное кольцо 16 - ступень 17 и ее торцевая часть 19 - поршень 9 - верхняя втулка 23 - пружина 20 - нижняя втулка 23 - гайка 24 - хвостовик 6 ствола 2.The threaded section 26 of the disconnector is connected to the packer, and section 25 - with the pipe string. The weight of the packer is transferred to the pipe string in the following kinematic chain: packer - body 1 - angled wall 15 of the groove 14 - spring ring 16 - stage 17 and its end part 19 - piston 9 - upper sleeve 23 - spring 20 - lower sleeve 23 - nut 24 - shank 6 of the barrel 2.

После герметизации пакера в скважине в ее затрубное пространство под давлением подается жидкая среда, которая, проникая через отверстия 72 в полость 13 над поршнем 9, смещает поршень, преодолевая усилие пружины 20. Ступень 17 большего диаметра выскальзывает из пружинного кольца 16, которое сжимается до своего свободного диаметра, выходя из канавки 14 и освобождая тем самым ствол 2. Наличие скошенной стенки 15 гарантирует соскальзывание кольца 16 даже если оно потеряло свою упругость. При угле α, меньшем 30°, возможно заедание кольца 16 на стенке 15, а при угле α, большем 60°, возникает опасность заклинивания поршня 9.After the packer is sealed in the borehole, a liquid medium is supplied into its annulus under pressure, which, penetrating through the holes 72 into the cavity 13 above the piston 9, displaces the piston, overcoming the force of the spring 20. A larger diameter step 17 slides out of the spring ring 16, which is compressed to its free diameter, leaving the groove 14 and thereby freeing the barrel 2. The presence of the beveled wall 15 ensures slipping of the ring 16 even if it has lost its elasticity. If the angle α is less than 30 °, it is possible for the ring 16 to seize on the wall 15, and if the angle α is greater than 60 °, there is a risk of piston jamming.

После разъединения устройства корпус 1 остается на пакере. Его прочность достаточна для захвата инструментом при срыве и извлечении пакера.After disconnecting the device, the housing 1 remains on the packer. Its strength is sufficient for the tool to grip when the packer is broken and removed.

Claims

1. A disconnector comprising a telescopically connected housing and a hollow barrel installed inside it, sealing elements between the housing and the barrel, a locking element and an annular piston spring-loaded relative to the barrel with sealing elements, characterized in that the housing has an annular groove on the inner surface, the barrel at the end has an elongated groove on which an annular piston is mounted, the outer lateral surface of the upper part of the piston is made stepwise, with a diameter decreasing toward the end of the piston Upenu fixing element is a slotted spring ring mounted in a stretched state to the first stage, and interacting with the walls of said annular groove and a housing has an opening communicating with the cavity above the piston annulus.

2. The disconnector according to claim 1, characterized in that the annular groove is made with beveled at an angle of 30 ... 60 ° upper side wall.

3. The disconnector according to claim 1, characterized in that the lower part of the barrel further comprises a device for adjusting the compression force of the spring.