RU224259U1 - Устройство для установки хвостовика обсадной колонны в скважине без цементирования - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к устройству для установки хвостовика обсадной колонны в скважине без цементирования. Техническим результатом является повышение надежности работы хвостовика обсадной колонны. Устройство содержит нижний блок плашек и верхний блок плашек. Плашки верхнего блока плашек и плашки нижнего блока плашек блока плашек имеют зубья, взаимодействующие с внутренней поверхностью трубы обсадной колонны. Высота зубьев находится в пределах от 1,5 мм до 4 мм. Все плашки имеют угол наклона плоскости к продольной оси симметрии устройства для установки хвостовика обсадной колонны в скважине без цементирования, в пределах от 4 градусов до 6 градусов. Габаритный размер каждой плашки, в плоскости, перпендикулярной к продольной оси симметрии устройства для установки хвостовика обсадной колонны в скважине без цементирования, обусловлен соотношением: L=k1⋅D, где D - максимальный диаметр блока плашек, a k1 - коэффициент пропорциональности, находящийся в пределах от 0,2, до 0,3. Высота каждой плашки P не меньше 70 мм. Каждая плашка имеет продольный разрез, где ширина разреза находится в пределах от 5 мм до 7 миллиметров. 7 ил.

Description

Полезная модель относится к области нефтегазовой промышленности и может быть использована для установки хвостовиков обсадных колонн в нефтяных и газовых скважинах без использования тампонажных растворов для цементирования нефтяных и газовых скважин.

Известен пакер - якорь, содержащий корпус, якорный узел, состоящий из конуса и плашек, уплотнительный элемент, верхний подвижный и нижний неподвижный упоры и привод, причем якорный узел размещен на корпусе под уплотнительным элементом [1].

Указанное устройство имеет низкие показатели надежности работы, в частности, низкую безотказность работы и низкую долговечность работы.

Это обусловлено тем, что в этом устройстве усилие прижима плашек якорного узла к внутренним стенкам трубы обсадной колонны является недостаточным, поскольку здесь никак не оптимизированы размеры плашек якорного узла. Блок плашек не выполнен одной деталью. Кроме того, слабое взаимодействие плашек якорного узла с внутренними стенками трубы обсадной колонны обеспечивает использование на одной плашке встречно направленных зубьев. Это особенно будет проявляться при наличии налипших загрязнений на внутренней поверхности трубы обсадной колонны.

Кроме того пакер приводится в действие давлением жидкости. Это также снижает показатели надежности работы, поскольку давление жидкости может быть недостаточным для пакеровки из-за разгерметизации системы, а механическая допакеровка здесь исключена. К тому же в пакере используют только один уплотнительный элемент.

Наиболее близкой является пакер-подвеска хвостовика цементируемая, содержащая извлекаемую и не извлекаемую части, причем извлекаемая часть включает удлинитель, узел герметизации, гайку с левой резьбой, механизм вращения, выкидные кулачки для передачи веса транспортировочной колонны на торец воронки, причем не извлекаемая часть включает корпус якорного узла, на котором смонтирован гидропривод якоря, пружинные кольцевые плашки, конус с закладными шпонками, муфту узла герметизации, корпус пакера с установленным верхним якорем, уплотнительную резинометаллическую манжету, конус, толкатель и воронку. Указанный корпус якорного узла соединен с муфтой узла герметизации, корпусом пакера с установленным верхним якорным узлом, уплотнительной резинометаллической манжетой, конусом, толкателем и воронкой [2].

Указанное устройство также имеет низкие показатели надежности работы, в частности, низкую безотказность работы и низкую долговечность работы.

Это также обусловлено тем, что в этом устройстве усилие прижима плашек якорного узла к внутренним стенкам трубы обсадной колонны является недостаточным, поскольку здесь никак не оптимизированы размеры пружинных кольцевых плашек якорного узла.

Кроме того, выкидные кулачки здесь не выполнены в виде одной детали. Это снижает вероятность их равномерного воздействия на торец воронки, и это снижает надежность срабатывания механического пакера. К тому же, в механическом пакере используют только одну уплотнительную манжету. Также здесь не предусмотрена допакеровка механического пакера. При срабатывании механического пакера, срабатывает и верхний якорь.

В основу полезной модели поставлена задача, путем усовершенствования устройства для установки хвостовика обсадной колонны в скважине без цементирования, увеличить надежность работы хвостовика обсадной колонны в нефтяной и газовой скважине без использования тампонажных растворов для цементирования нефтяных и газовых скважин.

1. Поставленная задача решается тем, что устройство для установки хвостовика обсадной колонны в скважине без цементирования содержит нижний блок плашек, который выполнен одной деталью и установлен на нижней несущей детали корпуса, где нижняя несущая деталь корпуса имеет нижние направляющие, взаимодействующие с плашками нижнего блока плашек при их перемещении, и где нижняя несущая деталь корпуса соединена с седлом для посадки шара, при этом нижний блок плашек соединен с нижним держателем, который установлен на нижней соединительной детали, и соединен с нижней соединительной деталью с помощью срезного винта нижней соединительной детали, а нижняя соединительная деталь соединена с нижней несущей деталью корпуса, так, что нижний блок плашек, нижняя несущая деталь корпуса, нижняя соединительная деталь и нижний держатель образуют нижнюю кольцевую полость, а нижняя несущая деталь корпуса содержит отверстие для прохождения жидкости в нижнюю кольцевую полость, и нижняя соединительная деталь соединена с верхней соединительной деталью с помощью средней соединительной детали, и также верхняя соединительная деталь соединена с верхним держателем, который установлен на верхней соединительной детали, и соединен с верхней соединительной деталью, с помощью срезного винта верхней соединительной детали, а верхний держатель соединен с верхним блоком плашек, который выполнен одной деталью, и установлен на средней несущей детали корпуса, где средняя несущая деталь корпуса имеет верхние направляющие, взаимодействующие с плашками верхнего блока плашек, при их перемещении, при этом верхний блок плашек, средняя несущая деталь корпуса, верхняя соединительная деталь и верхний держатель образуют верхнюю кольцевую полость, а средняя несущая деталь корпуса содержит отверстие для прохождения жидкости в верхнюю кольцевую полость, и при этом средняя несущая деталь корпуса соединена с верхней несущей деталью корпуса, где в верхнюю несущую деталь корпуса установлена нижняя деталь установочного инструмента, которая соединена с верхней деталью установочного инструмента, и где с нижней деталью установочного инструмента соединен поршень с помощью срезного винта поршня, а к верхней детали установочного инструмента присоединена фиксирующая деталь, объемная форма которой близка к форме цанги, при этом к верхней несущей детали корпуса присоединена вспомогательная гайка с левой резьбой с помощью срезного винта гайки, и также с нижней деталью установочного инструмента соединена запорная деталь, так, что между поршнем, запорной деталью, нижней деталью установочного инструмента и верхней несущей детали корпуса образована кольцевая полость поршня, где нижняя деталь установочного инструмента имеет отверстие для прохождения рабочей жидкости в кольцевую полость поршня, кроме того, к верхней детали установочного инструмента присоединены кулачки активатора пакера, выполненные одной деталью, объемная форма которой близка к форме цанги, и с верхней деталью установочного инструмента соединены нижняя заглушка и верхняя заглушка, где нижняя заглушка соединена с верхней деталью установочного инструмента с помощью срезного винта нижней заглушки, при этом верхняя деталь установочного инструмента имеет различные внешние диаметры по высоте, так, что больший внешний диаметр верхней детали установочного инструмента находится выше меньшего диаметра верхней детали установочного инструмента, и также к верхней несущей детали корпуса присоединена нижняя манжета, и снизу нижней манжеты присоединена нижняя торцевая защитная деталь нижней манжеты, также к верхней несущей детали корпуса присоединена средняя манжета, и сверху средней манжеты присоединена верхняя торцевая защитная деталь средней манжеты, и снизу средней манжеты присоединена нижняя торцевая защитная деталь средней манжеты, а также к верхней несущей детали корпуса присоединена верхняя манжета, и сверху верхней манжеты присоединена верхняя торцевая защитная деталь верхней манжеты, при этом между средней манжетой и верхней несущей деталью корпуса установлена подвижная кольцевая деталь средней манжеты, и еще к верхней несущей детали корпуса присоединена нажимная втулка с помощью срезного винта нажимной втулки, а с нажимной втулкой сверху соединена полированная нажимная воронка, при этом плашки верхнего блока плашек и плашки нижнего блока плашек блока плашек имеют зубья, взаимодействующие с внутренней поверхностью трубы обсадной колонны, высота которых h, находится в пределах от 1,5 миллиметров до 4 миллиметров, и все плашки имеют угол наклона плоскости α к продольной оси симметрии устройства для установки хвостовика обсадной колонны в скважине без цементирования в пределах от 4 градусов до 6 градусов, при этом габаритный размер каждой плашки L в плоскости, перпендикулярной к продольной оси симметрии устройства для установки хвостовика обсадной колонны в скважине без цементирования, обусловлен соотношением: L=k1⋅D, где D - максимальный диаметр блока плашек, a k1 - коэффициент пропорциональности, находящийся в пределах от 0,2, до 0,3, и высота каждой плашки Р, не меньше 70 миллиметров, причем каждая плашка имеет продольный разрез, где ширина разреза m, находится в пределах от 5 миллиметров до 7 миллиметров.

На фиг. 1 схематически изображены детали устройства для установки хвостовика обсадной колонны в скважине без цементирования, соединенные с нижней несущей деталью корпуса. Буквой Q обозначена продольная ось симметрии устройства для установки хвостовика обсадной колонны в скважине без цементирования. Частичный продольный разрез выполнен по оси симметрии Q. Тонкой сплошной линией обозначено положение шара в седле для посадки шара.

На фиг. 2 схематически изображены детали устройства для установки хвостовика обсадной колонны в скважине без цементирования, соединенные со средней несущей деталью корпуса. Буквой Q обозначена продольная ось симметрии устройства для установки хвостовика обсадной колонны в скважине без цементирования. Частичный продольный разрез выполнен по оси симметрии Q.

На фиг. 3 схематически изображены детали устройства для установки хвостовика обсадной колонны в скважине без цементирования, соединенные с верхней несущей деталью корпуса. Буквой Q обозначена продольная ось симметрии устройства для установки хвостовика обсадной колонны в скважине без цементирования. Частичный продольный разрез выполнен по оси симметрии Q. Буквой d1 обозначен меньший наружный диаметр верхней детали установочного инструмента. Буквой d2 обозначен больший наружный диаметр верхней детали установочного инструмента.

На фиг. 4 схематически изображен частичный продольный разрез поршня, запорной детали, фиксирующей детали, а также вспомогательной гайки с левой резьбой по продольной оси симметрии устройства для установки хвостовика обсадной колонны в скважине без цементирования. Буквой Q обозначена продольная ось симметрии устройства для установки хвостовика обсадной колонны в скважине без цементирования.

На фиг. 5 схематически изображен частичный продольный разрез верхней, средней, и нижней манжет пакера по продольной оси симметрии устройства для установки хвостовика обсадной колонны в скважине без цементирования. Буквой Q обозначена продольная ось симметрии устройства для установки хвостовика обсадной колонны в скважине без цементирования.

На фиг. 6 изображен продольный разрез верхнего блока плашек. Буквой h обозначена высота зубьев плашки. Буквой Р обозначена высота плашки. Буквой Q обозначена продольная ось симметрии устройства для установки хвостовика обсадной колонны в скважине без цементирования.

На фиг. 7 изображен вид А, указанный на фиг. 5. Буквой L обозначен габаритный размер плашки, в плоскости, перпендикулярной к продольной оси симметрии устройства для установки хвостовика обсадной колонны в скважине без цементирования. Буквой D обозначен максимальный диаметр блока плашек. Буквой m обозначена ширина продольного разреза плашки. Буквой Q обозначена продольная ось симметрии устройства для установки хвостовика обсадной колонны в скважине без цементирования.

Устройство для установки хвостовика обсадной колонны в скважине без цементирования содержит нижний блок плашек 1, который выполнен одной деталью, и установлен на нижней несущей детали корпуса 2. Нижний блок плашек 1 может быть изготовлен из упругой стали.

Нижняя несущая деталь корпуса 2 имеет нижние направляющие 3, взаимодействующие с плашками нижнего блока плашек 4, при их перемещении. Также нижняя несущая деталь корпуса 2 соединена с седлом для посадки шара 5 напрямую (фиг. 1) или через дополнительную деталь. Дополнительных деталей может быть больше одной. И седло для посадки шара 5 может находиться на расстоянии от нижней несущей детали корпуса 2 до 1000 метров и более.

При этом нижний блок плашек 1 соединен с нижним держателем 6, который установлен на нижней соединительной детали 7, и соединен с нижней соединительной деталью 7 с помощью срезного винта нижнего держателя 8. Срезных винтов 8 может быть больше одного.

Нижняя соединительная деталь 7 соединена с нижней несущей деталью корпуса 2, так, что нижний блок плашек 1, нижняя несущая деталь корпуса 2, нижняя соединительная деталь 7 и нижний держатель 6 образуют нижнюю кольцевую полость 9. При этом несущая деталь корпуса 2 содержит отверстие для прохождения жидкости в нижнюю кольцевую полость 10. Отверстий 10 может быть больше одного. И нижняя соединительная деталь 7 соединена с верхней соединительной деталью 11 с помощью средней соединительной детали 12 (фиг. 1, 2).

Верхняя соединительная деталь 11 также соединена с верхним держателем 13, который установлен на верхней соединительной детали 11 и соединен с верхней соединительной деталью с помощью срезного винта верхнего держателя 14. Срезных винтов 14 может быть больше одного.

Верхний держатель 13 соединен с верхним блоком плашек 15, который выполнен одной деталью, и установлен на средней несущей детали корпуса 16. Верхний блок плашек 15 может быть изготовлен из упругой стали. Средняя несущая деталь корпуса 16 имеет верхние направляющие 17, взаимодействующие с плашками верхнего блока плашек 18, при их перемещении.

При этом верхний блок плашек 15, средняя несущая деталь корпуса 16, верхняя соединительная деталь 11 и верхний держатель 13 образуют верхнюю кольцевую полость 19. А средняя несущая деталь корпуса 16 содержит отверстие для прохождения жидкости в верхнюю кольцевую полость 20. Отверстий 20 может быть больше одного. И также при этом средняя несущая деталь корпуса 16 соединена с верхней несущей деталью корпуса 21. В верхнюю несущую деталь корпуса 21 установлена нижняя деталь установочного инструмента 22, которая соединена с верхней деталью установочного инструмента 23.

С нижней деталью установочного инструмента соединен поршень 24 с помощью срезного винта поршня 25. Срезных винтов 25 может быть больше одного. Также к нижней детали установочного инструмента 22 присоединена фиксирующая деталь 26, объемная форма которой близка к форме цанги. Фиксирующая деталь 26 может быть изготовлена из упругой стали. При этом к верхней несущей детали корпуса 21 присоединена вспомогательная гайка с левой резьбой 27 с помощью срезного винта гайки 28. Срезных винтов 28 может быть больше одного.

Также с нижней деталью установочного инструмента 22 соединена запорная деталь 29, так, что между поршнем 24, запорной деталью 29, нижней деталью установочного инструмента 22 и верхней несущей деталью корпуса 21 образована кольцевая полость поршня 30. При этом нижняя деталь установочного инструмента 22 имеет отверстие 31 для прохождения рабочей жидкости в кольцевую полость поршня 30. Отверстий 31 может быть больше одного.

Кроме того, к верхней детали установочного инструмента 23 присоединены кулачки активатора пакера 32, выполненные одной деталью, объемная форма которой близка к форме цанги. Кулачки активатора пакера 32 могут быть изготовлены из упругой стали.

И с верхней деталью установочного инструмента 23 соединены нижняя заглушка 33 и верхняя заглушка 34, где нижняя заглушка 33 соединена с верхней деталью установочного инструмента 23 с помощью срезного винта нижней заглушки 35 (фиг. 3, 4).

При этом верхняя деталь установочного инструмента 23 имеет различные внешние диаметры по высоте d1 и d2 (фиг. 3). Больший внешний диаметр верхней детали установочного инструмента d2 находится выше меньшего диаметра верхней детали установочного инструмента d1.

К верхней несущей детали корпуса 21 присоединена нижняя манжета 36 и снизу нижней манжеты 36 присоединена нижняя торцевая защитная деталь нижней манжеты 37. Также к верхней несущей детали корпуса 21 присоединена средняя манжета 38, где сверху средней манжеты 38 присоединена верхняя торцевая защитная деталь средней манжеты 39, и снизу средней манжеты 38 присоединена нижняя торцевая защитная деталь средней манжеты 40 (фиг. 5). И к верхней несущей детали корпуса 21 присоединена верхняя манжета 41, где сверху верхней манжеты 41 присоединена верхняя торцевая защитная деталь верхней манжеты 42. Между средней манжетой 38 и верхней несущей деталью корпуса 21 установлена подвижная кольцевая деталь средней манжеты 43.

И еще к верхней несущей детали корпуса 21 присоединена нажимная втулка 44 с помощью срезного винта нажимной втулки 45. Срезных винтов 45 может быть больше одного. А с нажимной втулкой 45 сверху соединена полированная нажимная воронка 46.

Также заявляемое устройство содержит крепежные винты для разъемного соединения деталей и кольца резиновые уплотнительные для обеспечения необходимого давления рабочей жидкости в устройстве. И также заявляемое устройство может содержать дополнительные крепежные детали.

Плашки верхнего блока плашек 18 и плашки нижнего блока плашек блока плашек 4 имеют зубья, взаимодействующие с внутренней поверхностью трубы обсадной колонны, высота которых h находится в пределах от 1,5 миллиметров до 4 миллиметров. На фиг 6, 7 указан верхний блок плашек 15, где плашки 18 имеют зубья 47. Верхний блок плашек 15 и нижний блок плашек 1 в заявляемом устройстве имеют одинаковую конструкцию. Поскольку плашки верхнего блока плашек 18 и плашки нижнего блока плашек 4 в заявляемом устройстве имеют одинаковую конструкцию, все численные значения на фиг. 6, 7, указаны только для плашек 18.

Плашки верхнего блока плашек 18 имеют угол наклона плоскости α к продольной оси симметрии устройства для установки хвостовика обсадной колонны в скважине без цементирования Q, в пределах от 4 градусов до 6 градусов. При этом габаритный размер каждой плашки L, в плоскости, перпендикулярной к продольной оси симметрии устройства для установки хвостовика обсадной колонны в скважине без цементирования Q, обусловлен соотношением: L=k1⋅D, где D - максимальный диаметр блока плашек, a k1 - коэффициент пропорциональности, находящийся в пределах от 0,2, до 0,3. При этом высота каждой плашки Р, составляет не меньше 70 миллиметров. Каждая плашка 18 имеет продольный разрез 48, где ширина разреза m, находится в пределах от 5 миллиметров до 7 миллиметров.

Заявляемое устройство работает следующим образом.

Сначала устройство для установки хвостовика обсадной колонны в скважине без цементирования опускают в нефтяную или газовую скважину на установленную глубину. Хвостовиком обсадной колонны является колонна потайного типа, которая устанавливается в специальной системе подвески в предыдущей обсадной колонне.

После этого осуществляют пуск шара. С помощью рабочей жидкости, которой может быть буровой раствор, транспортируют шар по трубам обсадной колонны до посадки шара в седло для посадки шара 5. С помощью шара перекрывают поток рабочей жидкости через седло для посадки шара 5. На фиг. 1 положение шар, в седле для посадки шара 5, обозначено тонкой сплошной линией.

После чего повышают давление рабочей жидкости до установленного значения и с помощью давления рабочей жидкости перемещают нижний держатель 6 вниз. При движении нижнего держателя 6 вниз, срезают срезной винт нижнего держателя 8, используя давление рабочей жидкости. Вместе с нижним держателем 6 перемещают нижний блок плашек 1 и плашки нижнего блока плашек 4 вниз. Движение плашек 4 обеспечивают по нижним направляющим 3 к внутренним стенкам предыдущей обсадной колонны и прижимают плашки 4 к внутренним стенкам предыдущей обсадной колонны.

Аналогично, с помощью давления рабочей жидкости перемещают верхний держатель 13 вверх. При движении верхнего держателя 13 верх срезают срезной винт верхнего держателя 14, также используя давление рабочей жидкости. Вместе с верхним держателем 13 перемещают верхний блок плашек 15 и плашки верхнего блока плашек 18 вверх. Движение плашек 18 обеспечивают по верхним направляющим 17 к внутренним стенкам предыдущей обсадной колонны и прижимают плашки 18 к внутренним стенкам предыдущей обсадной колонны.

После этого подвешивают хвостовик обсадной колонны в скважине, снижая механическую нагрузку хвостовика обсадной колонны на нижнюю деталь установочного инструмента 22 и на верхнюю деталь установочного инструмента 23. Таким образом осуществляют разгрузку хвостовика обсадной колонны. Для этого используют плашки 18, предотвращающие движение хвостовика обсадной колонны вниз. Давление рабочей жидкости при этом снижают до исходного значения. При разгрузке хвостовика обсадной колонны, происходит перемещение хвостовика обсадной колонны вниз на небольшое расстояние, не более 30 мм, до полного прижимания плашек 18 к внутренним стенкам трубы обсадной колонны.

Плашки 4 предотвращают значительные перемещения хвостовика обсадной колонны вверх под действием выталкивающего усилия снизу. Перемещение вверх хвостовика обсадной колонны под действием выталкивающего усилия снизу также может быть на небольшое расстояние, не более 30 мм, до полного прижимания плашек 4 к внутренним стенкам трубы обсадной колонны.

Такие усилия, действующие снизу на хвостовик обсадной колонны, могут возникать при возникновении эффекта поршневания. После срабатывания пакера в заявляемом устройстве и перекрывания кольцевого пространства между трубами, эффект поршневания может обеспечивать давление жидкости снизу на хвостовик обсадной колонны. То есть плашки 4, в этом случае, предотвращают всплытие хвостовика обсадной колонны.

Дальше осуществляют отсоединение нижней детали установочного инструмента 22 и верхней детали установочного инструмента 23 от хвостовика обсадной колонны. Для этого увеличивают давление рабочей жидкости до установленного значения. С помощью давления рабочей жидкости срезают срезной винт поршня 25 и перемещают поршень 24 вверх, освобождая фиксирующую деталь 26. Для этого подают рабочую жидкость в кольцевую полость поршня 30 через отверстие для прохождения рабочей жидкости в кольцевую полость поршня 31. После этого поднимают вверх нижнюю деталь установочного инструмента 22 и верхнюю деталь установочного инструмента 23.

В том случае если не удается увеличить давление рабочей жидкости до установленного значения и осуществить срезание срезного винта поршня 25, осуществляют механическое отсоединение нижней детали установочного инструмента 22 и верхней детали установочного инструмента 23. Для этого, к нижней детали установочного инструмента 22 и верхней детали установочного инструмента 23, прикладывают крутящий момент и механически усилием срезают срезной винт гайки 28, и вращают вспомогательную гайку с левой резьбой 27 до ее отсоединения от верхней несущей детали корпуса 21.

Вместе с нижней деталью установочного инструмента 22 и верхней деталью установочного инструмента 23 поднимают вверх кулачки активатора пакера 32, нижнюю заглушку 33 и верхнюю заглушку 34. Этим обеспечивают выход кулачков активатора пакера 32 из полированной нажимной воронки 46.

Затем к верхней детали установочного инструмента 23 прикладывают механическую нагрузку вниз, и воздействуют на кулачки активатора пакера 32 с помощью нижней заглушки 33 и передают механическую нагрузку на нажимную воронку 46, а также на нажимную втулку 44. С помощью приложенной механической нагрузки осуществляют срез срезного винта нажимной втулки 45.

Дальше осуществляют сжатие (пакеровку) нижней манжеты 36, средней манжеты 38, верхней манжеты 41. С помощью манжет 36, 38, и 41, обеспечивают герметизацию пространства между заявляемым устройством, и обсадной колонной. Механическую нагрузку на манжеты манжет 36, 38, и 41, передают через торцевые защитные детали 37, 40, 39, и 42. После этого, хвостовик обсадной колонны полностью установлен в скважине.

Перекрывание затрубного пространства обеспечивает средняя манжета 38. Более равномерную механическую нагрузку на среднюю манжету 38 передают через верхнюю манжету 41 и нижнюю манжету 36. Это и обеспечивает более равномерную нагрузку на среднюю манжету 38. Подвижная кольцевая деталь средней манжеты 43, при этом, обеспечивает более равномерную деформацию средней манжеты 38 при перекрывании затрубного пространства в устройстве, которое заявляется.

Это и обеспечивает увеличение надежности работы хвостовика обсадной колонны в нефтяной или газовой скважине.

Чтобы дополнительно улучшить перекрывание затрубного пространства, используют верхнюю деталь установочного инструмента 23, которая имеет различные внешние диаметры по высоте d1 и d2 (фиг. 3). Используя больший внешний диаметр d2, верхней детали установочного инструмента 23, осуществляют дополнительное сжатие средней манжеты 38, с помощью приложенной механической нагрузки сверху. Это дополнительно обеспечивает увеличение надежности работы хвостовика обсадной колонны, в нефтяной или газовой скважине.

После этого извлекают на поверхность верхнюю деталь установочного инструмента 23, и присоединенную к ней нижнюю деталь установочного инструмента 22, а также присоединенные к нижней детали установочного инструмента 22, детали 24, 25, 29, 26, и присоединенные к верхней детали установочного инструмента 23, детали 32, 33, 34, 35. В случае механического разъединения установочного инструмента, дополнительно извлекают на поверхность вспомогательную гайку с левой резьбой 27.

Кроме того, дополнительно улучшает перекрывание затрубного пространства то, что механическое воздействие на манжеты 36, 38, и 41, осуществляют с помощью заглушки 33 через кулачки активатора пакера 32, которые выполнены одной деталью, близкой к форме цанги. Это также дополнительно обеспечивает увеличение надежности работы хвостовика обсадной колонны в нефтяной или газовой скважине.

Высота зубьев плашек h не должна быть меньше 1,5 миллиметров, поскольку поверхность стенок предыдущей обсадной колонны, с которой взаимодействуют зубья 47, может иметь налипшие загрязнения, например глиняную корку. В этом случае невозможно будет обеспечить необходимое взаимодействие зубьев 47 с поверхностью стенок предыдущей обсадной колонны, и соответственно, невозможно будет обеспечить надежную подвеску хвостовика обсадной колонны в нефтяной или газовой скважине.

По этой же причине, высота каждой плашки Р, не может быть меньше 70 миллиметров.

И по этой же причине, коэффициент пропорциональности k1 не может быть меньше 0,2.

Высота зубьев плашек h не должна быть больше 4 миллиметров, поскольку это неоправданно увеличит материалоемкость плашек 4.

Аналогично, коэффициент пропорциональности k1 не может быть больше 0,3, поскольку это тоже неоправданно увеличит материалоемкость плашек 4.

Ширина разреза m не может быть меньше 5 миллиметров. Разрез 48 предназначен для выдавливания в него налипших загрязнений с поверхности стенок предыдущей обсадной колонны при взаимодействии зубьев 47 с поверхностью стенок предыдущей обсадной колонны. При ширине разреза m меньше 5 миллиметров, выдавливание в него налипших загрязнений с поверхности стенок предыдущей обсадной колонны будет недостаточным. В результате чего невозможно будет обеспечить необходимое взаимодействие зубьев 47 с поверхностью стенок предыдущей обсадной колонны и, соответственно, невозможно будет обеспечить надежную подвеску хвостовика обсадной колонны в нефтяной или газовой скважине.

Ширина разреза m не может быть больше 7 миллиметров. При неизменном габаритном размере каждой плашки L это неоправданно снизит площадь взаимодействия зубьев 47 с поверхностью стенок предыдущей обсадной колонны и, соответственно, также невозможно будет обеспечить надежную подвеску хвостовика обсадной колонны в нефтяной или газовой скважине.

Угол наклона α не может быть меньше 4 градусов, поскольку неоправданно большим будет расстояние перемещения хвостовика обсадной колонны при его подвеске вниз и при возникновении эффекта поршневания вверх.

Также угол наклона α не может быть больше 6 градусов, поскольку в этом случае прижим плашек к внутренним стенкам трубы обсадной колонны будет недостаточным.

Оптимальное значение угла α, а также оптимальные значения величин h, Р, k1, и m, определены экспериментальным путем в производственных условиях ПАО «ТЯЖПРЕССМАШ», г. Рязань.

Указанные оптимальные значения величин обеспечивают наиболее надежное прижатие плашек 18 и 4 к стенкам трубы обсадной колонны. Это увеличит надежность работы хвостовика обсадной колонны в нефтяной или газовой скважине.

Использование устройств гидравлического и параллельно механического отсоединения нижней детали установочного инструмента 22 и верхней детали установочного инструмента 23 от хвостовика обсадной колонны в заявляемом устройстве дополнительно увеличит надежность работы хвостовика обсадной колонны в нефтяной или газовой скважине. Надежность работы хвостовика обсадной колонны напрямую зависит от надежной его установки.

Кроме того, надежность работы хвостовика обсадной колонны в нефтяной или газовой скважине увеличивают, используя полированную поверхность нажимной воронки 46. Полированная поверхность снижает налипание на нее загрязнений, что делает нажимную воронку 46 более надежной в работе.

И, кроме того, все детали устройства для установки и цементирования хвостовика обсадной колонны в скважине могут быть выполнены из нержавеющей либо коррозионно-стойкой стали. Это снизит коррозию металлических деталей заявляемого устройства в скважине, и, соответственно, дополнительно увеличит надежность его работы. Это также увеличит надежность работы хвостовика обсадной колонны в нефтяной или газовой скважине.

Таким образом, устройство для установки хвостовика обсадной колонны в скважине без цементирования позволяет увеличить надежность работы хвостовика обсадной колонны в нефтяной и газовой скважине без использования тампонажных растворов для цементирования нефтяных и газовых скважин.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Патент Российской Федерации на изобретение № 2301321, (2006.01) Е21В 33/1295, опубликован 20.06.2007, бюл. № 17.

2. Патент Российской Федерации на изобретение № 2763156, (2006.01) Е21В 23/02, (2006.01) Е21В 33/14, опубликован 27.12.2021, бюл. № 36.

Claims (1)

1. Устройство для установки хвостовика обсадной колонны в скважине без цементирования, содержащее нижний блок плашек, который выполнен одной деталью и установлен на нижней несущей детали корпуса, где нижняя несущая деталь корпуса имеет нижние направляющие, взаимодействующие с плашками нижнего блока плашек, при их перемещении, и где нижняя несущая деталь корпуса соединена с седлом для посадки шара, при этом нижний блок плашек соединен с нижним держателем, который установлен на нижней соединительной детали, и соединен с нижней соединительной деталью с помощью срезного винта нижней соединительной детали, а нижняя соединительная деталь соединена с нижней несущей деталью корпуса, так, что нижний блок плашек, нижняя несущая деталь корпуса, нижняя соединительная деталь и нижний держатель образуют нижнюю кольцевую полость, а нижняя несущая деталь корпуса содержит отверстие для прохождения жидкости в нижнюю кольцевую полость, и нижняя соединительная деталь соединена с верхней соединительной деталью с помощью средней соединительной детали, и также верхняя соединительная деталь соединена с верхним держателем, который установлен на верхней соединительной детали и соединен с верхней соединительной деталью с помощью срезного винта верхней соединительной детали, а верхний держатель соединен с верхним блоком плашек, который выполнен одной деталью, и установлен на средней несущей детали корпуса, где средняя несущая деталь корпуса имеет верхние направляющие, взаимодействующие с плашками верхнего блока плашек при их перемещении, при этом верхний блок плашек, средняя несущая деталь корпуса, верхняя соединительная деталь и верхний держатель образуют верхнюю кольцевую полость, а средняя несущая деталь корпуса содержит отверстие для прохождения жидкости в верхнюю кольцевую полость, и при этом средняя несущая деталь корпуса соединена с верхней несущей деталью корпуса, где в верхнюю несущую деталь корпуса установлена нижняя деталь установочного инструмента, которая соединена с верхней деталью установочного инструмента, и где с нижней деталью установочного инструмента соединен поршень с помощью срезного винта поршня, а к верхней детали установочного инструмента присоединена фиксирующая деталь, объемная форма которой близка к форме цанги, при этом к верхней несущей детали корпуса присоединена вспомогательная гайка с левой резьбой с помощью срезного винта гайки, и также с нижней деталью установочного инструмента соединена запорная деталь, так, что между поршнем, запорной деталью, нижней деталью установочного инструмента и верхней несущей деталью корпуса образована кольцевая полость поршня, где нижняя деталь установочного инструмента имеет отверстие для прохождения рабочей жидкости в кольцевую полость поршня, кроме того, к верхней детали установочного инструмента присоединены кулачки активатора пакера, выполненные одной деталью, объемная форма которой близка к форме цанги, и с верхней деталью установочного инструмента соединены нижняя заглушка и верхняя заглушка, где нижняя заглушка соединена с верхней деталью установочного инструмента с помощью срезного винта нижней заглушки, при этом верхняя деталь установочного инструмента имеет различные внешние диаметры по высоте так, что больший внешний диаметр верхней детали установочного инструмента находится выше меньшего диаметра верхней детали установочного инструмента, и также к верхней несущей детали корпуса присоединена нижняя манжета, и снизу нижней манжеты присоединена нижняя торцевая защитная деталь нижней манжеты, также к верхней несущей детали корпуса присоединена средняя манжета, и сверху средней манжеты присоединена верхняя торцевая защитная деталь средней манжеты, и снизу средней манжеты присоединена нижняя торцевая защитная деталь средней манжеты, а также к верхней несущей детали корпуса присоединена верхняя манжета, и сверху верхней манжеты присоединена верхняя торцевая защитная деталь верхней манжеты, при этом между средней манжетой и верхней несущей деталью корпуса установлена подвижная кольцевая деталь средней манжеты, и еще к верхней несущей детали корпуса присоединена нажимная втулка с помощью срезного винта нажимной втулки, а с нажимной втулкой сверху соединена полированная нажимная воронка, при этом плашки верхнего блока плашек и плашки нижнего блока плашек блока плашек имеют зубья, взаимодействующие с внутренней поверхностью трубы обсадной колонны, высота которых h находится в пределах от 1,5 миллиметров до 4 миллиметров, и все плашки имеют угол наклона плоскости α к продольной оси симметрии устройства для установки хвостовика обсадной колонны в скважине без цементирования в пределах от 4 градусов до 6 градусов, при этом габаритный размер каждой плашки L в плоскости, перпендикулярной к продольной оси симметрии устройства для установки хвостовика обсадной колонны в скважине без цементирования, обусловлен соотношением: L=k1⋅D, где D - максимальный диаметр блока плашек, a k1 - коэффициент пропорциональности, находящийся в пределах от 0,2, до 0,3, и высота каждой плашки P не меньше 70 миллиметров, причем каждая плашка имеет продольный разрез, где ширина разреза m находится в пределах от 5 миллиметров до 7 миллиметров.