Пристрій для фіксації свердловинного обладнання

Винахід стосується нафтогазової промисловості і призначений для фіксації обладнання (труб, насосів, пакерів і т.п.) в свердловині, переважно для попередження падіння обладнання на вибій при обриві. Відомий пристрій для фіксації положення обладнання в свердловині (авт. св. СССР №901467, кл. Ε 21 В 23/06, 1980), який має конус, плашки із насічкою і шток. Недоліком конструкції є те, що для приведення його в робочий стан потрібно повертати шток навколо своєї осі. Цей недолік не дає можливості використати аналог для фіксації від переміщення свердловинного, від центрового насоса, тому що при обертанні всієї компоновки труб виникає небезпека руйнування кабеля живлення насоса. Відомий пристрій для фіксації положення обладнання в свердловині (авт. св. СССР №1613573, кл. Ε 21 В 23/00,43/00,15.12.90), який для роботи вимагає, щоб в колоні труб, на яких він спускається в свердловину, було створено надлишковий тиск. Недоліком пристрою є те, що у випадку обриву колони труб в процесі спуску пристрою у свердловину, він не запобігає падінню обірваної частини обладнання на вибій свердловини. Відомий пристрій для герметизації свердловини (авт. св. СССР № 1432191, кл. Е 21 В 33/12, 22.10.88 прототип), який має стовбур, фіксатори, зрізний елемент і упори, які сприймають осьове навантаження, спираючись на торцеву поверхню тр уби, різьбового з'єднання обсадної колони. Недоліком цього пристрою, як і попереднього аналога, є те, що для його роботи потрібно створити надлишковий тиск в труба х, а це неможливо зробити у випадку обриву колони труб. Іншим суттєвим недоліком є те, що в процесі роботи після спрацювання пристрій може переміщуватись в свердловині тільки в напрямку знизу вверх. В процесі проведення роботи в експлуатаційних водонафтогазових, чи нагнітальних свердловинах, облаштованих обсадною колоною труб, доводиться виконувати значну кількість спуско-підіймальних операцій з бурильними і насосно-компресорними трубами, на яких в свердловину спускають різне обладнання (відцентрові, штангові, мембранні та Інші насоси, фільтри і т.п.). Від дії вібрації при роботі обладнання і в процесі спуско-підіймальних операцій виникають обриви колони труб, які з приєднаним до них в нижній частині обладнанням падають на вибій свердловини, внаслідок чого все обладнання руйнується, а також ускладнюється аварійна ситуація в подальшому підйомі обладнання Із свердловини. В процесі проведення технологічних операцій Іноді виникав потреба багаторазової фіксації обладнання в свердловині. Це буває тоді, коли після закріплення обладнання на певній глибині з технологічних міркувань, треба його через деякий час занурити на глибину, більшу від попередньої. Для цього потрібно розфіксувати положення обладнання, опустити його і знову зафіксувати, прототип не позволяв цього зробити. В основу винаходу покладено завдання створити такий пристрій для фіксації свердловинного обладнання, в якому за рахунок введення нових елементів і зв'язку між ними забезпечиться при потребі фіксація обладнання при проведенні технологічних робіт та аварійних обривах трубних колон, або - роз'єднання обладнання із свердловиною. Задача вирішується таким чином. Пристрій, який складається з стовбура з центральним отвором, з'єднаного в нижній частині з наконечником, а у верхній - Із перехідником, а також пружини, фіксатора і корпуса, додатково згідно з цим винаходом містить шари, які розміщені в пазах корпуса, причому пази виконані під кутом до осі корпуса, і втулки які рухомо розміщені на стовбурі по оба кінці корпуса, що мають штовхачі шарів, причому одна втулка підпружинена, а Інша облаштована фіксатором. Введення в пристрій корпуса з пазами, виконаних під кутом до його осі і розміщених в них шарами, дає можливість при переміщенні шарів відносно корпуса опиратись обладнанню на стінку свердловини, тим самим фіксуючи положення пристрою і обладнання, яке розміщене над ним, або вільно переміщуватись при потребі в свердловині в протилежних напрямках. Введення в пристрій втулок, облаштованих стержнями-штовхачами шарів, а також те, що одна втулка пов'язана із пружиною, а Інша має регульований фіксатор, дозволяє працювати пристрою і фіксувати його положення в свердловині при певній швидкості руху обладнання. На фіг.1 показано загальний вигляд пристрою в робочому положенні; на фіг.2 - те ж саме, в транспортному положенні; на фіг.3 - розріз по А-А на фіг.2. Пристрій складається Із корпуса 1, з'єднаного Із стовбуром 2. В корпусі в повздовжніх пазах розміщені шари 3, які з протилежніх боків підпираються стержнями 4 і 5. Стержні 4 з'єднані Із втулкою 6, а стержні 5 з'єднані в свою чергу Із втулкою 7. Втулки на стовбурі розміщені рухомо, одна з них з'єднана із пружиною 8, а інша облаштована регульованим шаровим фіксатором, який складається Із шара 9, пружини 10 і кришки 11. Фіксатор завдяки проточці на стовбурі 2 утримує втулк у 7 від переміщення по стовбуру до певної величини осьового навантаження, яке створюється при переміщенні пристрою в рідині у ствердловині. Зусилля фіксації втулки 7 на стовбурі регулюється кришкою 11 і пружиною 10. Пази в корпусі виконані під кутом до його осі, що забезпечує при русі шарів 3 в пазах їх переміщення в радіальному напрямку відносно осі корпуса. На торцях корпуса встановлені шайба 12 і упор 13, які обмежують переміщення шарів вздовж корпуса. Пружина 8 з'єднана Із втулкою 6 за допомогою штифта 14, який розміщений в пазу стовбура, а Іншим кінцем пружина з'єднана Із стовбуром шти фтом 15. Стовбур нижнім кінцем з'єднаний Із наконечником 16, а верхнім - Із перехідником 17. Весь пристрій підвішується до свердловинного обладнання 18 (насоса з колоною труб) і розміщується у свердловині 19. Пристрій працює таким чином. Пристрій в транспортному положенні (фіг.2) приєднують до нижнього кінця свердлинного обладнання 18 і на труба х спускають в свердловину 19. При досягненні потрібної глибини збільшують швидкість спуску тр уб. Під час спуску на рухому частин у пристрою (втулки 6 і 7) знизу вверх діє зусилля, яке створюється гідравлічним опором стовпа рідини в свердловині. При певній швидкості руху пристрою, підпружинені шари 9 фіксатора виходять Із проточки, що на стовбурі 2 і вся рухома частина пристрою (втулки 6, 7 і Із стержнями 4, 5) під дією гідравлічного опору 1 пружини 8 переміщається вверх по стовбуру, штовхаючи відповідно і шари 3. Шари 3, переміщуючись в пазах корпуса 1 вверх, заклинюють пристрій з обладнанням, яке розміщене над ним в обсадній колоні 19. При цьому рух обладнання в свердловині вниз припиняється. Для розклинення пристрою припіднімають труби вверх і створюють швидкість руху обладнання таку, щоб під дією гідравлічного опору втулки 6 і 7, а також шари 3, які опираються на стержні 4 і 5 перемістились вниз по стовбур у 2 до моменту фІксації втулки 7 підпружиненими шарами 9 в проточці стовбура. Після фіксації втулки 7 можна повторно спускати пристрій в свердловину. Якщо швидкість спуску перевищить допустиму, пристрій знову заклинить в свердловині і припинить рух обладнання. Позитивний ефект від використання пристрою полягав в перешкоді падінню обладнання на вибій свердловини при обриві колони труб, а також в тому, що пристрій не дозволяє перевищувати допустиму швидкість спуску труб, коли це потрібно, (наприклад, при спуску в свердловину від центрових насосів, де є небезпека руйнування кабеля).