RU2102578C1

RU2102578C1 - Down-hole hydraulic ram

Info

Publication number: RU2102578C1
Application number: RU92009790A
Authority: RU
Inventors: Николай Михайлович Саркисов
Original assignee: Николай Михайлович Саркисов
Priority date: 1992-12-07
Filing date: 1992-12-07
Publication date: 1998-01-20

Abstract

FIELD: oil and gas production industry. SUBSTANCE: this is used when high axial forces are needed in well bore. Hydraulic ram has two or more successively interconnected power units, each of them is made up of cylinder, piston with sealing gland of rod. Piston of each power unit is connected with rod with possibility of radial displacement. Rod sealing gland can be radially displaced relative to hydraulic cylinder body. Provided over perimeter of piston is space filled with anticorrosive lubricant which is in contact with inner surface of hydraulic cylinder and which is hydraulically connected with high-pressure zone. EFFECT: high efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к отрасли нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано при установке в стволе скважины устройств, требующих больших осевых усилий. The invention relates to the oil and gas industry and can be used when installing devices in the wellbore that require large axial forces.

Известны конструкции силовых гидравлических блоков, состоящих из гидроцилиндра и поршня, применяемых в скважинных условиях для трансформации гидравлического давления в колонне труб в осевое усилие устройств. Например, погружной гидравлический домкрат (Харьков В.А. Капитальный ремонт нефтяных и газовых скважин. -М.Недра,1969,с.131), в котором соединены последовательно несколько силовых блоков, имеющих цилиндры, поршни и уплотнительные элементы. Known designs of power hydraulic units, consisting of a hydraulic cylinder and a piston, used in downhole conditions for the transformation of hydraulic pressure in the pipe string into the axial force of the devices. For example, a submersible hydraulic jack (Kharkov V.A. Overhaul of oil and gas wells. -M. Nedra, 1969, p. 131), in which several power units having cylinders, pistons and sealing elements are connected in series.

Одним из недостатков такого устройства является то, что при жестком соединении блоков возникает повышенное трение в трущихся поверхностях вследствие эксцентриситета между подвижными и неподвижными элементами. Это снижает коэффициент полезного действия гидродомкрата. One of the disadvantages of such a device is that when the blocks are rigidly connected, increased friction occurs in rubbing surfaces due to the eccentricity between the movable and fixed elements. This reduces the efficiency of the hydraulic jack.

Известен узел регулирования глубины подвески насосно-компрессорных труб, выполненный в виде последовательно соединенных между собой силовых цилиндров, в которых размещены шток с поршнем. Такой узел используется в "Установке для эксплуатации обводняющейся газовой скважины" по а.с. N 1452941, кл. E 21 B 43/00,1989,БИ N3 (прототип). A known knot for adjusting the suspension depth of tubing made in the form of power cylinders connected in series with each other, in which a rod with a piston is placed. Such a unit is used in the "Installation for the exploitation of a waterlogged gas well" by A. with. N 1452941, CL E 21 B 43 / 00.1989, BI N3 (prototype).

Однако это устройство обладает рядом недостатков. Во-первых, технологические допуски на соосность деталей гидроцилиндра, поршня и штока при их изготовлении неизбежно обусловливают различные зазоры в сальниковых уплотнениях поршня и штока, что при последовательных соединениях силовых блоков приводит к повышенным трениям в этих узлах, снижению осевого усилия, быстрому износу трущихся поверхностей. However, this device has several disadvantages. Firstly, the technological tolerances for the alignment of the parts of the hydraulic cylinder, piston and rod during their manufacture inevitably lead to various gaps in the stuffing box seals of the piston and rod, which leads to increased friction in these units, a decrease in the axial force, and rapid wear of the friction surfaces. .

Кроме того, в гидроцилиндрах, как правило, в качестве рабочей жидкости используется буровой раствор. А после проведения операции в скважине до полной разборки устройства и смазки его узлов проходит длительное время. Поэтому все детали подвергаются коррозии, что резко снижает срок их службы. In addition, in hydraulic cylinders, as a rule, drilling fluid is used as a working fluid. And after the operation in the well, until the device is completely disassembled and its components are lubricated, a long time passes. Therefore, all parts undergo corrosion, which dramatically reduces their service life.

Целью данного изобретения является повышение надежности и долговечности силового устройства. The aim of this invention is to increase the reliability and durability of the power device.

Поставленная цель достигается тем, что в скважинном гидродомкрате в каждом из последовательно соединенных силовых блоков, поршень соединен со штоком с возможностью радиального перемещения, а сальниковое уплотнение штока имеет возможность радиального перемещения относительно корпуса гидроцилиндра, кроме того, поршень по периметру снабжен полостью заполненной антикоррозийной смазкой, контактирующие с внутренней поверхностью гидроцилиндра и гидравлически связанной с областью высокого давления. This goal is achieved by the fact that in the borehole hydraulic jack in each of the power units connected in series, the piston is connected to the stem with the possibility of radial movement, and the stuffing box packing has the ability to radially move relative to the hydraulic cylinder body, in addition, the piston is provided with a cavity filled with anticorrosive grease around the perimeter, in contact with the inner surface of the hydraulic cylinder and hydraulically connected to the high-pressure region.

Такое конструктивное решение позволяет исключить повышенные трения в сальниковых узлах, благодаря тому, что шток при работе блока, перемещаясь относительно поршня, автоматически занимает оптимальное положение, перемещая при этом в такое же положение и свое сальниковое уплотнение. Поэтому при осевом перемещении соединенных последовательно штоков несоосность их соединения не будет вызывать повышенное трение в сальниках, что повысит коэффициент полезного действия устройства и снизит износ его рабочих узлов. Such a constructive solution allows to eliminate increased friction in the stuffing box units, due to the fact that the rod during operation of the unit, moving relative to the piston, automatically occupies the optimal position, while also moving its stuffing box seal to the same position. Therefore, with the axial movement of the rods connected in series, misalignment of their joints will not cause increased friction in the seals, which will increase the efficiency of the device and reduce the wear of its working units.

Наличие антикоррозионной смазки, расположенной в полости по периметру поршня и контактирующей с внутренней поверхностью гидроцилиндра, обеспечит смазку этой поверхности при осевом перемещении поршня, что предохранит ее от коррозии. Таким образом, устройство может находиться без профилактической разборки длительное время. The presence of anticorrosive grease located in the cavity along the perimeter of the piston and in contact with the inner surface of the hydraulic cylinder will provide lubrication of this surface during axial movement of the piston, which will protect it from corrosion. Thus, the device can be without preventive disassembly for a long time.

На чертеже показан скважинный гидродомкрат, который состоит из нескольких соединенных последовательно силовых блоков, включающих гидроцилиндр 1, внутри которого размещен поршень 2, с уплотнительными элементами 3 и 4. По периметру поршня расположен паз 5, заполненный антикоррозионной смазкой. Паз с помощью канала 6 сообщается с областью высокого давления гидроцилиндра. Поршень соединен со штоком 7 с большим зазором. На выступе штока имеется торцевое уплотнение 8. В штоке имеется отверстие 9, а в цилиндре отверстие 10. Сальниковое уплотнение штока выполнено в виде кольца 11 с кольцевым 12 и торцевым 13 уплотнениями. Кольцо размещено в корпусе с большим люфтом, что дает ему возможность радиального перемещения. The drawing shows a downhole hydraulic jack, which consists of several power units connected in series, including a hydraulic cylinder 1, inside of which a piston 2 is placed, with sealing elements 3 and 4. A groove 5 filled with anticorrosive grease is located around the perimeter of the piston. The groove through the channel 6 communicates with the high-pressure region of the hydraulic cylinder. The piston is connected to the rod 7 with a large gap. On the protrusion of the rod there is a mechanical seal 8. There is a hole 9 in the rod, and a hole 10 in the cylinder. The shaft packing is made in the form of a ring 11 with an annular 12 and a mechanical seal 13. The ring is housed in a housing with a large backlash, which allows it to radially move.

Скважинный гидродомкрат работает следующим образом. Через центральное отверстие в штоке, которое имеет гидравлическую связь с внутренней полостью насосно-компрессорных труб, и отверстия 9 давление жидкости передается одновременно во все гидроцилиндры в подпоршневое пространство. Так как все корпуса гидроцилиндров через отверстия 10 соединяются с областью низкого давления, то на всех поршнях образуется перепад давления, под действием которого все поршни со штоками перемещаются вверх. При этом шток, перемещаясь относительно поршня в радиальном направлении, занимает соответствующее своей несоосности положение. Одновременно в такое же положение перемещается и кольцо 11, которое выполняет функцию сальникового уплотнения. Таким образом, все трущиеся узлы устройства автоматически устанавливаются в такое положение, которое соответствует минимальным усилиям при передвижении штока и поршня. Downhole hydraulic jack works as follows. Through a Central hole in the rod, which has a hydraulic connection with the internal cavity of the tubing, and the hole 9, the fluid pressure is transmitted simultaneously to all hydraulic cylinders in the sub-piston space. Since all hydraulic cylinder casings are connected through the openings 10 to the low-pressure region, a pressure differential is formed on all pistons, under which all pistons with rods move up. In this case, the rod, moving relative to the piston in the radial direction, occupies a position corresponding to its misalignment. At the same time, the ring 11 moves to the same position, which performs the function of an packing. Thus, all the friction units of the device are automatically installed in a position that corresponds to the minimum effort when moving the rod and piston.

Такое конструктивное решение повышает коэффициент полезного действия устройства и повышает ресурс его работоспособности. Such a constructive solution increases the efficiency of the device and increases its service life.

Claims

A downhole hydraulic jack comprising two or more series-connected power units, consisting of a cylinder, a piston with a rod and a rod packing, characterized in that the piston of each power unit is radially moved with the piston, and the packing is able to radially move relative to the housing of the hydraulic cylinder, in addition, the piston around the perimeter is equipped with a cavity filled with anti-corrosion grease in contact with the inner surface of the hydraulic cylinder and hydraulically connected to the high pressure area.