SU901467A1

SU901467A1 - Anchor

Info

Publication number: SU901467A1
Application number: SU802919229A
Authority: SU
Inventors: Юрий Алексеевич Дудин; Аркадий Николаевич Замараев; Владимир Иванович Гайдамака; Раис Салихович Латыпов
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофизики
Priority date: 1980-04-30
Filing date: 1980-04-30
Publication date: 1982-01-30

Description

(5) ЯКОРЬ(5) ANCHOR

Изобретение относитс к технике дл проводки, испытани и эксплуатации скважин и предназначено дл установки различных устройств на произвольно заданной глубине скважины.The invention relates to a technique for conducting, testing and operating wells, and is intended to install various devices at an arbitrarily predetermined depth of the well.

Наиболее важной област1;.ю применени изобретени вл етс установка пакеров при испытании скважин с помощью испытателей пластов на трубах. Конкретно изобретение относитс к кор м механического типа, перевод которых из транспортного положени в рабочее и обратно производитс под действием сил сцеплени фрикциона со стенкой скважины.The most important area of the invention; 1. Of the invention is the installation of packers when testing wells with reservoir testers on pipes. Specifically, the invention relates to mechanical type crust, the transfer of which from the transport position to the working position and back is carried out under the action of the forces of adhesion of the friction to the borehole wall.

Известен корь, содержащий конус с плашками, шток и фрикцион. Зацепление фрикциона и штока осуществл етс с помощью замка, снабженного V-образным пазом ,1 .Measles are known, containing a cone with dies, a stem and a friction clutch. The engagement of the clutch and the rod is carried out using a lock fitted with a V-groove, 1.

Недостатком конструкции вл етс низка точность его установки, а следовательно , и св занного с ним испытательного или другого оборудовани The disadvantage of the design is the low accuracy of its installation, and hence the associated test or other equipment.

на заданной глубине скважины. Это вызвано тем, что дл отцеплени фрикциона используетс перемещение штока кор вдоль ствола скважины. Дл осуществлени операции отцеплени в принципе достаточно малое осевое смещение штока (пор дка нескольких сантиметров), однако это перемещение необходимо осуществл ть через длин- ную колонну труб, на которых корь спускаетс в скважину. При работе кор в глубоких, наклонных или осложненных скважинах из-за трени труб о стенку скважины, зацеплени муфт за уступы на ее поверхности, местных прихватов и т.п. между корем и устьем скважины накапливаетс значительна неконтролируема упруга деформаци труб. Поэтому дл осуществлени гарантированнрго перемещени штока кор приходитс пе- редавать с усть скважины завышенное (с запасом) перемещение труб. Это приводит к неконтролируемомуat a given depth of the well. This is because moving the core rod along the borehole is used to disengage the clutch. In order to perform the uncoupling operation, in principle, a sufficiently small axial displacement of the rod (on the order of a few centimeters), however, this movement must be carried out through a long string of pipes in which the measles descend into the well. When working core in deep, inclined or complicated wells due to the friction of the pipe against the wall of the well, the coupling clutches on the ledges on its surface, local sticking, etc. Significant uncontrollable elastic deformation of pipes accumulates between the core and wellhead. Therefore, to ensure guaranteed movement of the core rod, it is necessary to transfer from the wellhead excessive (with a reserve) pipe movement. This leads to uncontrollable

смещению кор относительно выбранной точки его закреплени , т.е. снижает точность его установки по глубине скважины.offset core relative to the selected point of its fixation, i.e. reduces the accuracy of its installation at the depth of the well.

Упруга деформаци труб быстро нарастает с увеличением глубины установки кор . При большом неконтролируемом смещении кор некоторые виды работ с испытательном оборудованием , такие как поинтервальное исследование продуктивного пласта, испытание тонких пропластков, установка кор и испытательного оборудовани на коротком кондиционном .участке ствола осложненной скважины и др., не могут быть проведены качественно или не могут быть осуществлены вообще.The elastic deformation of the pipe increases rapidly with increasing depth of installation of the core. With a large uncontrolled displacement of the core, some types of work with test equipment, such as interval study of the productive formation, testing of thin interlayers, installation of the core and test equipment on a short conditioned section of the complicated well bore, etc., cannot be carried out qualitatively or cannot be performed at all.

Известен также корь, содержащий конус с плашками, синхронизатор перемещени плашек, шток с выступом, фрикцион, корпус замка, подпружиненную защелку и св занный со штоком ползун, взаимодействующий с защелкой с выступом штока. В нем дл отцеплени фрикциона необходимо шток вначале переместить вверх и затем опустить его вниз Г 2 Measles are also known, containing a cone with dies, a synchronizer for moving dies, a protrusion stem, a friction clutch, a lock body, a spring-loaded latch and a slide connected to the stem and interacting with the stem latch latch. To release the clutch, it is necessary to move the rod first up and then lower it down. T 2

Недостатком этой конструкции вл етс низка точность установки кор по глубине скважины, св занна с необходимостью смещени штока кор вдоль ствола скважины.The disadvantage of this design is the low accuracy of the core installation over the depth of the well, due to the need to displace the core rod along the wellbore.

Цель изобретени - обеспечение точности установки кор по глубине скважины.The purpose of the invention is to ensure the accuracy of the installation of the core in the depth of the well.

Поставленна цель достигаетс тем, что на внутренней поверхности корпуса замка выполнена винтова нарезка, а ползун снабжен подпружиненным сектором с винтовой нарезкой под нарезку корпуса замка, причем шток имеет кольцевую проточку дл размещени сектора при взаимодействии ползуна с защелкой и выступом штока.The goal is achieved by cutting the screw on the inner surface of the lock body, and the slide is provided with a spring-loaded sector with screw cutting for cutting the lock body, and the stem has an annular groove to accommodate the sector when the slide engages the latch and the stem protrusion.

Узел св зи ползуна со штоком выполнен в виде подпружиненного фрикционного башмака или в виде шпоночного соединени .The communication unit of the slider with the rod is made in the form of a spring-loaded friction shoe or in the form of a keyed joint.

На фиг. 1 представлен корь в транспортном положении, общий вид; на фиг. 2 - замкова часть кор в закрытом (транспортном) положении, в которой соединение ползуна со штоком выполнено в виде св занного с ползуном фрикционного башмака, упруго прижатого к поверхности штока; на фиг. 3 - то же, в открытом попожеFIG. 1 shows the measles in the transport position, a general view; in fig. 2 - zamkov part of the core in the closed (transport) position, in which the connection of the slide with the rod is made in the form of a friction shoe connected with the slide, resiliently pressed against the surface of the rod; in fig. 3 - the same, in the open

НИИ, в которой соединение ползуна со штоком выполнено в виде жестко установленной в ползуне шпонки, наход щейс в зацеплении со шпоночным пазом в теле штока кор .Research Institute, in which the connection of the slide with the rod is made in the form of a key rigidly mounted in the slide, which engages with a key groove in the body of the core shaft.

Якорь содержит конус 1, по наклонным направл ющим которого могут перемещатьс заклинивающие плашки 2. С конусом 1 жестко соединен шток 3. На нем подвижно установлен синхронизатор перемещени заклинивающих плашек 2, объедин ющий их посредством Т-образных подвижных соединений. Синхронизатор Ц с помощью S-образного замка св зан с фрикционом 5 который подвижно установлен на штоке 3. S-образный замок позвол ет фрикциону 5 свободно поворачиватьс относительно синхронизатора 4. Внутри фрикциона 5 установлены башмаки 6, прижатые пружинами 7 к стенке скважины. С фрикционом 5 жестко св зан корпус 8.замка, в котором подвижно установлена защелка 9 изготовленна в виде разрезанного кольца, охваченного кольцевой пружиной 10. Ниже фрикциона 5 на штоке имеетс выступ А, предназначенный дл ограничени перемещени подвижных деталей кор и их фиксации в транспортном положении. На внутренней поверхности корпуса 8 замка нарезана лева резьба 11. Сторона В ее профил , обращенна к конусу 1, наклонена к оси штока кор , а противоположна сторона В - перпендикул рна или мало наклонена к этой оси. Между корпусом 8 замка и штоком 3 установлен ползун 12. Он может перемещатьс относительно штока 3 и снабжен кольцевым выступом Г, охватывающим шток 3. В радиальном окне ползуна подвижно установлен сектор 13 который на своей внешней поверхности имеет винтовую нарезку с профилем, соответствующим профилю винтовой нарезки корпуса 8 замка. Между сектором 13 и ползуном 12 установлена пружина 14.The anchor contains a cone 1, along inclined guides of which the jamming plates 2 can move. With the cone 1, the rod 3 is rigidly connected. On it the synchronizer of moving the jamming plates 2 is mounted, which unites them by means of T-shaped movable joints. The synchronizer C is connected with the friction clutch 5 which is movably mounted on the rod 3. The S-shaped lock allows the friction clutch 5 to freely rotate relative to the synchronizer 4. Inside the clutch 5, the shoes 6 are mounted, pressed by springs 7 to the borehole wall. The clutch 5 is rigidly connected to the housing 8. a lock in which the latch 9 is movably mounted in the form of a cut ring enclosed by an annular spring 10. Below the clutch 5 on the rod there is a protrusion A designed to limit the movement of the moving parts of the core and fix them in the transport position . On the inner surface of the lock case 8, a left-handed thread 11 is cut. The side B of its profile, facing the cone 1, is inclined to the axis of the core rod, and the opposite side B is perpendicular or slightly inclined to this axis. Between the lock case 8 and the stem 3, a slider 12 is installed. It can move relative to the rod 3 and is provided with an annular protrusion G covering the rod 3. A slider 13 is movably mounted on the radial window of the slider, which has a screw thread with a profile corresponding to the screw thread profile on its outer surface. case 8 lock. Between sector 13 and the slider 12 is installed spring 14.

В первом варианте исполнени соединени ползуна 12 со штоком 3 в ползуне 12 смонтирован фрикционный башмак 15, который с помощью пружины 16 прижат к поверхности штока 3. При этом на штоке 3 выполнена кольцева проточка Д, в которую может погружатьс сектор 13.In the first embodiment, the connection of the slider 12 with the rod 3 in the slider 12 is mounted a friction shoe 15, which with the help of a spring 16 is pressed against the surface of the rod 3. At the same time, an annular groove D is made on the rod 3, into which sector 13 can be immersed.

В другом варианте изготовлени этого соединени в ползуне 12 жестко 59 установлена шпонка 17, котора находитс в зацеплении со шпоночным пазом Е, выполненным на наружной повер ности штока 3. В этом варианте на штоке 3 вместо кольцевой проточки Д выфрезерована выемка Ж. Элементы 15 и 16 или 17 и Е образуют соединение ползуна 12 со штоком 3, которое может передавать вращательное движение от штока 3 на ползун 12. Сектор 13, пружина 14 и кольцева проточка Д или выемка Ж образуют сое динение ползуна 12 с винтовой нарезкой 11 корпуса 8 замка, размыкающеес при взаимодействии ползуна 12 с выступом А на штоке 3- Угол наклона стороны Б профил винтовой нарезки 11, обращенной к конусу 1, и соответ ствующей стороны профил резьбы сектора 13, а также усилие пружины I выбираютс таким образом, чтобы резь бовое соединение сектора 13 с корпусом 8 замка размыкалось при определенном осевом усилии на ползуне 12 с стороны выступа Г. Угол наклона стороны В профил винтовой нарезки 11 и соответствующей стороны профил резьбы сектора 13 опреде .л етс из услови сохранени заце лени сектора 13 с корпусом 8 замка при любой величине осевого усили на ползуне 12, приложенного со сторо ны, противоположной выступу Г. Вычис лени углов могут быть выполнены по известным правилам дл расчета самотормоз щих и несамотормоз щих клино .вых замковых соединений. Якорь работает следующим образом. Якорь опускаетс в скважину в тран спортном положении. При этом заклинивающие плашки 2 наход тс в утопленном положении, а ползун 12 уделен от защелки 9. Защелка 9 зацеплена за выступ А поверхности штока 3, а между фрикционом 5 и выступом А остаетс небольшой зазор. Сектор 13 находитс в зацеплении с резьбой 11 корпуса 8 замка. При движении кор в скважине силы трени башмаков 6 о ее стенку не могут вывести корь из транспортного положени , так как этому преп тствует зацепление защелки 9 за выступ А. После достижени необходимой глубины погружени кор шток 3 привод т во вращение по часовой стрелке. Фрикцион 5 и корпус 8 замка под действием сил сцеплени 7« башмаков 6 со стенкой скважины остаютс неподвижными, несмотр на вращение штока 3, а ползун 12 под действием силы трени башмака 15 о поверхность штока 3 или под действием шпонки 17, наход щейс в зацеплении с пазом Е, вращаетс -вместе со штоком 3. Вращение ползуна 12 относительно корпуса 8 замка вызывает перемещение ползуна 12 в сторону защелки 9, так как сектор 13 находитс в зацеплении с резьбой 11. При движении ползун 12 выступом Г сначала открывает защелку 9, преодолева сопротивление кольцевой пружины 10, и затем упираетс в выступ А на,штоке 3. При этом сектор 13 располагаетс напротив кольцевой проточки Д или выемки Ж (в зависимости от варианта исполнени кор ). Теперь при вращении ползуна 12 вместе со штоком 3 относительно корпуса 8 замка из-за наклона стороны Б профил резьбы 11 к оси штока 3 сектор 13 отжимаетс от корпуса 8 замка и погружаетс в проточку Д или выемку Ж, преодолева сопротивление пружины Tt, и таким образом размыкает соединение ползуна 12 с корпусом 8 замка. Дальнейшее вращение штока 3 с ползуном 12 будет вызывать периодическое замыкание и размыкание резьбового соединени сектора 13 с корпусом 8 замка. Чтобы обеспечить полное размыкание сектора 13 с винтовой нарезкой, 11, глубина проточки Д или выемки Ж делаетс больше величины зацеплени сектора 13 с резьбой 11. После того, как будет набрано необходимое дл открыти защелки 9 количество оборотов штока 3, вращение штока 3 прекращают и его вместе с конусом 1 опускают вниз. Фрикцион 5 из-за трени башмаков 6 о стенку скважины остаетс неподвижным, а св занные с ним заклинивающие плашки 2 конусом 1 выдвигаютс в радиальном направлении. В это врем ползун 12, увлекаемый выступом А на штоке 3, перемещаетс относительно корпуса 8 замка вниз, удал сь от защелки 9. При этом сектор 13 прощелкивает по резьбе 11, периодически погружа сь в проточку Д или выемку Ж. ПЬсле соп-;рикосновени заклинивающих плашек 2 со стенкой скважины происходит заклинивание конуса 1 в скважине, чемIn another variant of manufacturing this joint, a key 17 is fixed in the slider 12, which is in engagement with the keyway E made on the outer surface of the rod 3. In this embodiment, instead of the annular groove, a notch M is cut out on the stem 3. Elements 15 and 16 or 17 and E form a connection of the slider 12 with the rod 3, which can transmit rotational movement from the rod 3 to the slider 12. Sector 13, the spring 14 and the annular groove D or notch W form the joint of the slider 12 with a screw thread 11 of the housing 8 of the lock disconnecting at the interaction of the slider 12 with the protrusion A on the rod 3; The angle of inclination of the side B of the screw thread profile 11 facing the cone 1 and the corresponding side of the thread profile of sector 13, as well as the spring force I, are chosen so that the threaded connection of sector 13 with the body 8 of the lock was opened at a certain axial force on the slider 12 on the side of the projection G. The angle of inclination of the side B of the screw thread profile 11 and the corresponding side of the thread profile of sector 13 is determined from the condition that the sector 13 is grounding with the lock body 8 when any th largest axial force on the slider 12 attached with Storo us opposite protrusion G. computation laziness angles can be performed according to known rules for calculating samotormoz boiling and boiling nesamotormoz klino .vyh interlocks. Anchor works as follows. The anchor is lowered into the well in the transport position. In this case, the jamming dies 2 are in the recessed position, and the slider 12 is removed from the latch 9. The latch 9 is hooked onto the projection A of the surface of the rod 3, and there is a small gap between the friction 5 and the projection A. Sector 13 is in engagement with the thread 11 of the housing 8 of the lock. When the core moves in the borehole, the friction forces of the shoes 6 against its wall cannot remove the bark from the transport position, since this prevents the latch 9 from engaging the protrusion A. After the required depth has been reached, the core 3 is rotated clockwise. The friction clutch 5 and the lock case 8 under the action of coupling forces 7 "of the shoes 6 with the borehole wall remain stationary despite the rotation of the rod 3, and the slider 12 under the action of the force of the shoe 15 against the surface of the rod 3 or under the action of a key 17 which engages with groove E rotates together with the rod 3. Rotation of the slider 12 relative to the lock body 8 causes the slider 12 to move towards the latch 9, since sector 13 is engaged with the thread 11. When moving, the slider 12 with the ledge G first opens the latch 9, overcoming resistance to front spring 10, and then rests on the protrusion A on the stem 3. In this case, the sector 13 is located opposite the annular groove D or the notch W (depending on the version of the core). Now, when the slide 12 rotates together with the rod 3 relative to the lock body 8 due to the inclination of side B of the thread profile 11 to the axis of the rod 3, the sector 13 is pressed from the lock body 8 and plunges into the groove D or the groove W, overcoming the spring resistance Tt, and thus opens the connection of the slide 12 with the case 8 of the lock. Further rotation of the rod 3 with the slider 12 will cause periodic closure and opening of the threaded connection of sector 13 with the lock body 8. In order to ensure the complete opening of the screw-cutting sector 13, 11, the depth of the groove D or the grooves W is made larger than the engagement of the sector 13 with the thread 11. After the number of revolutions of the rod 3 necessary to open the latch 9 has been gained, the rotation of the rod 3 is stopped and together with the cone 1 is lowered down. The friction clutch 5, due to the friction of the shoe 6 against the borehole wall, remains stationary, and the jamming dies 2 associated with it are pushed by the cone 1 in the radial direction. At this time, the slider 12, carried away by the protrusion A on the rod 3, moves relative to the body 8 of the lock downward, away from the latch 9. At the same time, the sector 13 clicks along the thread 11, periodically dipping into the groove D or the notch J. jamming dies 2 with the borehole wall, the cone 1 is wedged in the borehole than

и заканчиваетс перевод кор в рабочее положение.and the transfer of the core to the working position is completed.

Таким образом, в процессе перевода кор в рабочее положение фрикцион 5 и св занные с ним плашки 2 все врем остаютс на одной и той же глубине скважины, что позвол ет точно закрепить корь на выбранном участке ее ствола.Thus, in the process of transferring the core to the working position, the clutch 5 and the plates 2 associated with it all the time remain at the same depth of the well, which makes it possible to precisely fix the bark in the selected part of its wellbore.

Перевод кор из рабочего положени в транспортное осуществл етс путем подъема конуса 1 и штока 3 вверх. Фрикцион 5 и корпус 8 замка из-за св зи со стенкой скважины остаютс неподвижными. Остаетс неподвижным и ползун 12, так как сектор 13 под действием пружины 14 входит в зацепление с резьбой 11 на корпусе 8 замка. В ходе подъема штока 3 выступ А проходит зону расположени защелки 9 и упираетс в рикцион 5, а защелка 9 под действием кольцевой пружины tO перемещаетс к штоку 3 и входит в зацепление с выступом А. Ползун 12 при этом оказываетс на удалении от защелки 9, т.е. корь возвращаетс в транспортное положение.The transfer of the core from the working position to the transport position is carried out by raising the cone 1 and the rod 3 upwards. The friction clutch 5 and the lock body 8 are immobile due to the connection with the borehole wall. The slider 12 also remains fixed, since the sector 13 is engaged by the spring 14 in engagement with the thread 11 on the lock body 8. During the lifting of the rod 3, the protrusion A passes through the location of the latch 9 and rests on the lever 5, and the latch 9 under the action of the ring spring tO moves to the rod 3 and engages with the protrusion A. The slider 12 is thus removed from the latch 9, t . Measles return to transport position.

Дл перевода кор в. новое рабочее положение вновь необходимо: совершить определенное количество оборотов штока 3 относительно фрикциона 5. В реальной конструкции эта величина может составл ть от нескольких единиц до нескольких дес тков обороС целью повышени надежности рабо ты кор в сильно загр зненных средах пространство, в котором размещена защелка 9 и ползун 12, может быть загерметизировано и заполнено рабоче жидкостью со смазывающими свойствами Однако при работе в чистых средах целесообразно использовать более дешевую модификацию кор без герметизирующих устройств. В принципе-без нарушени работоспособности кор зазор между сектором 13 и штоком 3 на всем пути перемещени ползуна 12 вдоль штока 3 может быть выполнен больше глубины зацеплени сектора 13 с винтовой нарезкой 11 корпуса 8 замка. При это необходимо обеспечить сохранение зацеплени сектора 13 с нарезкой 11 во врем открыти защелки 9- Это мож но сделать надлежащим выбором угла наклона стороны Б профил нарезки 11To translate the cor. A new working position is again necessary: make a certain number of rotations of the rod 3 relative to the friction clutch 5. In a real design, this value can be from several units to several tens of revolutions. The purpose of increasing the reliability of the core in highly polluted environments is the space in which the latch 9 and slider 12, can be sealed and filled with working fluid with lubricating properties. However, when working in clean environments, it is advisable to use a cheaper version of the core without germs emulating devices. In principle, without breaking the core, the gap between sector 13 and rod 3 along the entire path of movement of the slide 12 along rod 3 can be made greater than the engagement depth of sector 13 with a screw thread 11 of lock housing 8. In this case, it is necessary to ensure the preservation of the engagement of the sector 13 with the thread 11 during the opening of the latch 9. This can be done by an appropriate choice of the angle of the side B of the thread 11

и. усили пружины 14. Однако с целью повышени надежности открыти замка целесообразно этот зазор на пути подхода ползуна 12 к защелке 9 и на путиand. force spring 14. However, in order to increase the reliability of opening the lock, it is advisable that the gap in the way of the slide 12 approach to the latch 9 and on the way

ее открыти сделать малым с тем,open it up to make small so

чтобы соединение ползуна 12 с винтовой нарезкой 11 не размыкалось даже под действием больших случайных осевых усилий, действующих на ползун 12.so that the connection of the slider 12 with the screw thread 11 does not open even under the action of large random axial forces acting on the slider 12.

Защелка 9 может быть размещена не только в кольцевой проточке корпуса 8 замка, но и кольцевой проточке на поверхности штока 3 и входить в зацепление с уступом на внутреннейThe latch 9 can be placed not only in the annular groove of the housing 8 of the lock, but the annular groove on the surface of the rod 3 and engage with the ledge on the inside

поверхности корпуса 8 замка.the surface of the housing 8 of the castle.

В результате использовани предлагаемого кор .по вл етс возможность установки испытательного оборудовани на более коротких участках стволаAs a result of using the proposed core, it is possible to install test equipment in shorter sections of the barrel.

скважины. Кроме того, повышаетс wells. In addition,

надежность фиксации кор в транспортном положении, что позвол ет увеличить скорость спуска кор в скважину . Все это сокращает продолжительность испытани скважин и экономит материальные и трудовые ресурсы за счет уменьшени количества неудачных спусков испытательного оборудовани в скважину. В р де случаев можноthe reliability of the fixation of the core in the transport position, which allows an increase in the speed of the launch of the core into the well. All this reduces the duration of well testing and saves material and labor resources by reducing the number of unsuccessful test equipment descents into the well. In a number of cases you can

Claims

avoid the use of more labor-intensive methods of well testing associated with the installation of cement bridges or with the sequential testing of all potential objects as the depth of the well increases directly during its level. Claims of an Invention An anchor comprising a cone with dies, a synchronizer for moving dies, a rod with a protrusion, a friction clutch, a lock case, a spring-loaded latch and a slide connected to the rod, interacting with the latch and a stump of a protrusion, characterized in that the depth of the hole, on the inner surface of the lock case, screw cutting is performed, and the slider is provided with a spring-loaded sector with screw thread for cutting the lock case, and the stem has an annular groove to accommodate the sector Interaction of the slider with the latch and the protrusion of the rod.

2. An anchor according to claim 1, distinguishing G in that the communication unit of the slider with the rod is made in the form of a spring-loaded friction shoe.

3. Anchor an.l, characterized in that the communication unit of the slider with the rod is made in the form of a keyed connection.

Sources of information taken into account in the examination

1.Sitdykov G.A. and others. Packer mechdnichesky without reliance on the bottom hole. NTS Machines and Oil Equipment, 1975, W 10, p. 7-10.

2. US Patent No. 3331 0, Cl. 166-120, pub. 1967.