Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_10844
.pdf
правило, значительно, а промежутки между ними равномерны; однако их количество не настолько велико, а
промежутки не настолько узки, чтобы ухудшить гибкость внутренней периферийной поверхности втулки;
Радиальные пластины или сегменты целесообразно встраивать в гильзу при ее формовании, так что их
внутренние поверхности открыты на внутренней периферийной поверхности гильзы и таким образом, что
пластины или сегменты настолько интегрированы, что неотделимы от гильзы при условиях эксплуатации, но
приспособлены под действием упругого сопротивления гильзы для радиального перемещения, благодаря
чему внутренняя периферия гильзы обладает гибкостью, обеспечивающей плотное соединение с внешней
поверхностью трубы или других секций и муфт, или трубы или штока под давлением, создаваемым снаружи
гильзы, так что эти части могут проходить через гильзу или удерживаться внутри нее в условиях, близких к
герметичным.
Таким образом, обеспечивается значительное и упругое сопротивление внутреннему сжатию втулки вблизи
ее верхнего конца вследствие сжатия вещества втулки в местах между поверхностями радиальных пластин
или сегментов вблизи их внутренних поверхностей, которые обнажены на периферийной поверхности втулки.
Согласно одному из вариантов конструкции, радиальные пластины или сегменты предназначены для
размещения непосредственно под верхним торцевым кольцом, то есть в конструкции, подобной показанной
на рисунке 1 или рисунке 7 чертежа 70, относящегося к полному описанию предыдущего патента № 389513,
соответствующие крепежные кольца предпочтительно имеют поперечное сечение в основном клиновидной
формы, так что когда крепежные кольца 75 установлены внутри кольцевых полостей в соответствующих
торцевых кольцах, они образуют с боковыми стенками полостей два боковых пространства с сечением, по
существу напоминающим ласточкин хвост, благодаря чему наклонные поверхности крепежных колец надежно
удерживают концы втулки в нужном положении за счет контакта с прилегающими боковыми частями концов
втулки. Крепежные кольца предпочтительно снабжены через равные промежутки отверстиями 85
значительного размера, простирающимися от одной грани кольца до другой, и они могут, как и в конструкции
предыдущего патента № 389513, быть снабжены поперечными пазами через равные промежутки, внутри
которых может быть приварено соответствующее количество крепежных штифтов, расположенных на равном
расстоянии друг от друга, причем штифты проходят через отверстия, совпадающие по положению в торцевых
кольцах, благодаря чему крепежные кольца могут быть зафиксированы 95 в нужном положении с помощью
гаек, вставленных в отверстия, предусмотренные в торцевых кольцах на грани, противоположной той, на
которой предусмотрены кольцевые полости.
Втулка может быть отлита с соответствующими крепежными кольцами, встроенными в ее торцы, так что
видны только штифты, служащие средством измерения втулки относительно торцевых колец; таким образом,
крепежные кольца не могут выступать за края кольцевых полостей.
Ряд радиальных пластин или сегментов расположен круговыми рядами непосредственно под верхним
крепежным кольцом, и они установлены в полости 10, в которой отлита втулка, таким образом, что их
внешние поверхности или кромки расположены параллельно внешней поверхности втулки, в то время как их
нижние кромки находятся посередине. Каждая из пластин выступает наружу, образуя небольшую
выступающую часть или язычок, а на их нижних концах в средней части может быть предусмотрено
углубление. На внутренней поверхности или кромке радиальные пластины или сегменты предпочтительно
выполнены с наклонной нижней частью, служащей для определения верхней поверхности кольцевой полости
на внутренней поверхности гильзы; в то время как внутренняя поверхность или кромка радиальных пластин
или сегментов затем поднимается, образуя среднюю часть, параллельную оси 125 или центральной линии
гильзы, и простирается от выступающей наружу части гильзы до положения, в котором внутренняя
поверхность или кромка отступает, образуя верхнюю часть, которая простирается до верха, чтобы прекратить
сопротивление сжатию гильзы при сжатии вещества гильзы в положении между соответствующими
пластинами вблизи их внутренних кромок.
Таким образом, радиальные пластины 70 или сегменты могут иметь приблизительно клиновидную форму в
поперечном сечении, при этом толщина пластины или сегмента может увеличиваться по направлению к
внутренней поверхности или кромке. Или же радиальные 75 пластин или сегментов могут иметь клиновидное
вертикальное поперечное сечение, причем вертикальное поперечное сечение уменьшается от верхнего конца
к нижнему концу пластин или сегментов, так что таким образом сопротивление сжатию втулки может быть
увеличено на верхнем конце при сжатии упругого вещества втулки, расположенной между соответствующими
пластинами или сегментами на верхнем конце. Или же поперечное сечение пластин или сегментов может
иметь изогнутые боковые грани, выпуклые или вогнутые боковые грани, или же форма поперечного сечения
может приводить к образованию нерегулярных боковых граней вблизи внутренних граней или ребер 90
радиальных пластин или сегментов. Таким образом, боковые поверхности, расположенные вблизи внутренних
поверхностей или краев пластин или сегментов, могут быть ступенчатыми или гофрированными продольно
или поперечно, или иметь выпуклые или вогнутые продольные или поперечные грани, а углубленные или
вогнутые части на поверхностях одной радиальной пластины или сегмента могут располагаться напротив
соответствующих ребристых или выпуклых частей на противоположных поверхностях 100 соседней
радиальной пластины или сегмента, или же углубленные вогнутые части одной пластины или сегмента могут
располагаться напротив аналогичных углубленных или вогнутых частей противоположной поверхности
соседней пластины 105 или сегмента.
Или, в упрощенной форме, вклад в достижение желаемых эффектов может быть обеспечен за счет
утолщения радиальных пластин или сегментов на внутренних поверхностях или кромках пластин или
сегментов. Или же пластины или сегменты могут быть снабжены неровными боковыми поверхностями с
целью обеспечения сцепления пластин или сегментов с эластичным материалом втулки, с клиновидной или
иной формой поперечного сечения в горизонтальной или вертикальной плоскости, которая предназначена для
увеличения сопротивления сжатию втулки в ее верхней части, при этом следует понимать, что расстояние
между боковыми поверхностями определяется таким образом, чтобы обеспечить гибкость внутренней
поверхности втулки в условиях эксплуатации. 125 Для обеспечения надежной фиксации положения
радиальных пластин или сегментов в формованной втулке, радиальные пластины или сегменты могут быть
целесообразно выполнены в относительном зазоре с периферийной поверхностью втулки у ее устья,
прилегающей к краю внутренней периферийной стенки торцевого кольца.
Таким образом, если горловина гильзы имеет коническую форму, как показано на рисунке 1 чертежей
предыдущего патента №.
389,513, Верхняя часть каждой из радиальных пластин или секций образует выступающую внутрь часть,
имеющую приблизительно трехгранную угловатую форму и входящую в коническое отверстие гильзы. Части
секций бурильной трубы, муфт или шток Келли или стержня при вставке в гильзу соприкасаются с этими
выступающими внутрь частями радиальных пластин или сегментов, благодаря чему они направляются в
гильзу в условиях, облегчающих их прохождение внутрь и сквозь нее.
Соответствующие радиальные пластины или сегменты предпочтительно снабжены отверстиями,
проходящими от одной боковой поверхности к другой, так что каучук или другое вещество, из которого
изготовлена втулка, проходит через отверстия в радиальных пластинах или сегментах, и пластины или
сегменты удерживаются в положении во втулке, в то время как полость на верхнем конце пластин или
сегментов и направленный вниз язычок в их нижней части также способствуют полному включению и
удержанию радиальных пластин или сегментов внутри втулки в условиях эксплуатации.
Следует понимать, что кольцевая полость, образованная на внутренней периферийной поверхности втулки
под нижними открытыми поверхностями радиальных пластин или сегментов, может иметь поперечное
сечение, по существу, V-образной формы, и что нижняя поверхность кольцевой полости может простираться
под углом, например, прямым углом, к поверхности полости, расположенной в одной линии с нижними
открытыми поверхностями радиальных пластин или сегментов.
Могут быть предусмотрены устройства, которые увеличивают давление, создаваемое между радиальными
пластинами или сегментами вблизи их внутренних поверхностей или кромок, по мере сжатия втулки под
воздействием внешнего давления. Такие средства могут принимать различные формы. Например, на одной
из граней радиальных пластин или сегментов вблизи их внешних краев может быть предусмотрена
выступающая часть или выступ круглого или иного поперечного сечения, или две или более таких
выступающих частей или выступов, простирающихся через пространство между соседними радиальными
пластинами, так чтобы контактировать с противоположной гранью следующей соседней радиальной пластины
или сегмента, когда втулка сжимается под действием внешнего давления. Или же поперечный профиль
радиальных пластин или сегментов может быть определен с целью увеличения 40,434 4 420,434 литья, в
котором они должны быть установлены в форму, путем отливки их вместе на внутреннем соединительном
кольце, которое может, например, иметь поперечное сечение в виде «ласточкин хвост», и пластины или
сегменты могут быть интегрированно закреплены на этом кольце в средней части их внутренней грани или
края, так что таким образом интегрированная отливка. Кольцо и пластины могут быть установлены внутри
формы на раздвоенном дорне, одна часть которого может быть уменьшена и иметь резьбу, а другая часть
может быть полой и приспособлена для приема резьбовой части, так что при свинчивании двух частей между
ними образуется кольцевой зазор (l) с наклонными или подрезанными кольцевыми поверхностями, между
которыми зацепляется соединительное кольцо с поперечным соединением типа «ласточкин хвост», так что
радиальные пластины или сегменты удерживаются в концентрическом положении внутри формы. После
формования и разделения соответствующих частей дорна кольцо может быть обработано механически, в
результате чего радиальные пластины или сегменты остаются разделенными в заданном положении внутри
втулки, при этом средняя часть их поверхностей находится на одном уровне с внутренней периферийной
поверхностью втулки.
Для реализации изобретения в его применении к стационарному обсадному устройству или трубе,
стационарная обсадная труба предназначена для установки и фиксации в закрытом положении с помощью
тугого соединения на фланце устья скважины, а стационарная обсадная труба снабжена в своей нижней
части внутренним фланцем, на торцевой поверхности которого может опираться нижнее концевое кольцо
массивной эластичной втулки. Надежное соединение может быть удобно выполнено путем предусмотрения
на верхней поверхности фланца и на нижней поверхности нижнего концевого кольца кольцевой канавки или
канавок в совпадающих положениях для размещения кольца или колец из глиняной перчи.
проволока или другой материал. Аналогичным образом, внутреннее торцевое кольцо может быть выполнено
таким образом, чтобы его верхняя часть выступала наружу, образуя контактную поверхность,
предназначенную для соприкосновения с плечом на верхнем конце корпуса.
Между этими взаимодействующими частями аналогичным образом может быть создан жидкий тио-фиксатор
путем создания совпадающей кольцевой канавки или канавок на противоположно расположенных контактных
поверхностях для приема подходящего кольца для упаковки. Соответствующие концевые кольца,
расположенные на внешней периферийной стенке, предназначены для размещения перфорированного
наружного цилиндра, внешняя поверхность которого находится на одном уровне с внешней периферийной
поверхностью нижнего концевого кольца. Таким образом, благодаря тому, что концы массивной эластичной
втулки закреплены в концевых кольцах, а наружный перфорированный цилиндр надет на кольца, и концевые
кольца прижаты к соответствующим кромкам наружного перфорированного цилиндра, детали образуют
единый узел, который может быть легко введен внутрь неподвижного корпуса и легко извлечен, а также
позволяют создавать герметичные соединения простым и эффективным способом.
Стопорное кольцо может быть установлено над верхним торцевым кольцом, и могут быть предусмотрены
средства для приложения давления к верхнему торцевому кольцу и через внешнюю перфорированную втулку
75 к нижнему торцевому кольцу способом, описанным выше.
Или же верхнее концевое кольцо может быть выполнено в виде стопорного кольца.
Согласно модификации, вместо 80, обеспечивающей уплотнение между смежными контактными
поверхностями торцевых колец и неподвижного корпуса, могут быть использованы два или более
уплотнительных кольца U-образного сечения, которые для этой цели могут быть, например, 85 установлены в
кольцевых канавках, расположенных на внешней периферийной поверхности самого нижнего торцевого
кольца и на верхнем конце неподвижного корпуса, прилегающем к верхней части внешней перфорированной
втулки соответственно, 90 при этом полости уплотнительных колец расположены в направлении кольцевого
пространства, окружающего внешнюю перфорированную втулку, в котором поддерживается давление. 95
Следует понимать, что внутренний диаметр неподвижного корпуса может быть увеличен для образования
кольцевого пространства, окружающего ту часть внешнего перфорированного цилиндра, внутри которой
предусмотрены поперечные отверстия и в которой поддерживается давление.
В центральном положении может быть предусмотрено стопорное кольцо или его эквивалент для размещения
внутри него нижнего конца наложенного концентрического цилиндрического кожуха 105, предназначенного
для использования в качестве распылителя и для отвода любой нефти или газа, которые могут просачиваться
через противовыбросовое устройство или уплотнитель. Наложенный сверху кожух для этой цели имеет
больший внутренний диаметр, чем у гильзы, и снабжен выступами, встроенными в периферийную стенку
кожуха, к которым могут быть подсоединены выходные трубы; в верхнем положении этот наложенный сверху
кожух снабжен средствами для зажима горизонтально расположенного гибкого закрывающего диска
кольцевой формы, удобно снабженного расширенными ободками по внутреннему и внешнему краям. Этот
кольцевой гибкий диск 120 может быть удобно выполнен из резины и выгодно удерживается на верхней
поверхности выступающего наружу фланца наложенного корпуса, внутри которого предусмотрен кольцевой
канал 125 для размещения внешнего обода диска, при этом соответствующее зажимное кольцо кольцевой
формы установлено над фланцем и снабжено на своей нижней поверхности соответствующим кольцевым
каналом 420, 434 и совпадающим кольцевым каналом, в котором размещается расширенный периферийный
край кольцевого гибкого диска, при этом зажимное кольцо надлежащим образом удерживается на месте
рядом болтов, проходящих через зажимное кольцо и фланец в положениях за пределами внешнего
периферийного края кольцевого диска, так что таким образом диск может выступать внутрь, образуя
соединение с трубкой, концентрически проходящей внутри наложенного корпуса.
Увеличенный внутренний периферийный край эластичного диска имеет диаметр, немного меньший, чем
диаметр трубки, которая должна проходить через головку кожуха. Благодаря тому, что кольцевой упругий диск
расположен поперечно над верхним концом обсадной трубы, любая нефть или газ, просачивающиеся через
противовыбросовое устройство или пакер, попадают внутрь наложенной обсадной трубы и отводятся от устья
скважины.
Концы массивной эластичной втулки, посредством которой она соединяется с концевыми кольцами или
наружными частями концов, могут быть изготовлены из твердой резины, тогда как основная часть втулки
может быть изготовлена из мягкой резины.
Следует понимать, что форма радиальных пластин или сегментов может значительно варьироваться для
достижения желаемых эффектов, и что никакие ограничения не распространяются на формы, описанные
выше.
Таким образом, внутренние поверхности или сегменты могут быть выполнены заподлицо с внутренней
периферийной поверхностью втулки, или же внутренние поверхности или кромки радиальных пластин или
сегментов в верхних частях могут слегка выступать за внутреннюю периферийную поверхность втулки в ее
устье, не имея при этом угловатой формы, описанной выше. Или же внутренние поверхности или края могут
слегка выступать, обнажая часть рукава. Таким образом, нет никаких ограничений на формирование
внутренней поверхности или кромки радиальных пластин или сегментов из трех частей под углом друг к другу
описанным способом, и внутренняя поверхность или кромка может быть выполнена в любой другой форме,
если на соответствующих концах нет риска зацепления пластин с муфтами или другими частями труб или
тому подобным таким образом, который мог бы привести к отделению радиальных пластин или сегментов от
втулки, и если пластины или сегменты приспособлены для обеспечения сопротивления чрезмерной
деформации верхнего конца втулки и эффективно соединены со втулкой описанным выше способом.
Кроме того, ряд радиальных пластин или сегментов, расположенных не только в верхней части втулки, может
быть выполнен как в верхней, так и в нижней частях втулки, что позволяет менять ее положение.
Дата: 24 мая 1933 года.
Эдвард Эванс и Ко., Чансери Лейн, 27, Лондон, W.C. 2, агенты заявителя.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования, касающиеся оборудования для измерения параметров обсадной трубы в скважинах.
Я, Льюис Мервин Сесил Симарк, проживающий по адресу: Радфордс, Доулиш, Девон, гражданин
Великобритании, настоящим заявляю о характере данного изобретения и о способе его осуществления,
которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении: Данное изобретение относится к
обсадному оборудованию для скважин, и особенно к обсадному оборудованию, поставляемому в
соответствии со спецификациями предыдущих патентов № 358419 и 389513.
Целью настоящего изобретения является предотвращение чрезмерной деформации массивной эластичной
втулки под внешним давлением, приложенным к ней и исходящим, например, от стенки трубы, а также
облегчение перемещения секций бурильной трубы, муфт или подобных элементов внутрь и через массивную
эластичную втулку. 90 Изобретение также преследует среди своих целей упрощение конструкции
стационарного противовыбросового устройства или уплотнителя, включающего использование массивной
эластичной втулки, благодаря чему детали могут легко вставляться и фиксироваться в неподвижном корпусе
и легко извлекаться, а также обеспечение корпуса для втулки, обеспечивающего эффективные герметичные
соединения в условиях, при которых вставка и извлечение корпуса разрешены свободно.
Согласно изобретению, устройство для снятия напряжения включает в себя массивную эластичную втулку,
способную сжиматься внутрь под действием внешнего давления.
и средства, полностью поддерживаемые и находящиеся внутри гильзы, для создания возрастающего
сопротивления ее внутреннему сжатию, такие средства 420,434 состоят из кругового ряда отдельных
радиальных пластин или сегментов, встроенных в вещество гильзы, причем внутренние поверхности
радиальных пластин или сегментов открыты на внутренней периферийной поверхности гильзы.
Таким образом, под внешним давлением, приложенным к втулке, радиальные пластины или сегменты
сближаются друг с другом вблизи своих внутренних концов и вызывают сжатие упругого вещества втулки в
местах между ними вблизи их внутренних поверхностей, в результате чего возрастает сопротивление
внутреннему сжатию втулки.
Согласно изобретению, кроме того, круговой ряд радиальных пластин или сегментов может быть встроен в
гильзу в процессе формования и удерживаться внутри гильзы за счет цельного формирования радиальных
пластин или сегментов посредством кольца.
Согласно изобретению, внутренние поверхности или внутренние кромки радиальных пластин или сегментов,
непосредственно под верхним концевым кольцом, в котором закреплен верхний конец втулки, обычно
выступают над внутренней периферийной поверхностью втулки в ее устье, образуя поверхности или кромки
из твердого или шероховатого материала, которые при контакте с секциями бурильной трубы и муфтами или
подобными элементами при их входе во втулку распределяют вокруг этих частей давление, приложенное
извне к втулке. Таким образом, обеспечивается сопротивление чрезмерной деформации втулки в ее верхнем
конце, что позволяет избежать чрезмерного трения между втулкой и частями бурильной колонны, муфтами
или подобными элементами при их прохождении через верхний конец втулки, а также облегчает прохождение
этих элементов через втулку.
Кроме того, согласно изобретению.
Соответствующие радиальные пластины или сегменты имеют определенную форму в радиальном и
поперечном сечении, а также иным образом, как описано ниже, что облегчает создание относительно
значительного сопротивления внутреннему сжатию втулки, чтобы противостоять тенденции к деформации в
верхнем конце втулки под высоким давлением, например, внешним давлением на втулку или давлением из
скважины. Кроме того, согласно изобретению, при его применении к стационарному типу противовыбросового
устройства или пакера, может быть предусмотрен корпус для эластичной втулки, включающий два концевых
кольца, внутри которых закреплены соответствующие верхний и нижний концы втулки, и между которыми
может быть предусмотрен внешний перфорированный цилиндр, а также предусмотрены средства, описанные
в спецификациях предыдущего изобретения.
Указанные патенты позволяют закрепить концы массивной эластичной втулки в торцевых кольцах и таким
образом удерживать перфорированный цилиндр в положении 70 между ними; также предусмотрены средства,
обеспечивающие герметичность соединений между торцевыми кольцами или верхним и нижним концами
перфорированного цилиндра и неподвижным корпусом, как описано ниже 75; при этом корпус может быть
зафиксирован в положении стопорным кольцом, снабженным выступающими наружу сегментами,
предназначенными для зацепления с байонетными пазами в верхнем конце неподвижного корпуса; могут
быть предусмотрены средства для удержания корпуса в положении внутри неподвижного корпуса и для
создания давления, обеспечивающего герметичность соединений торцевых колец с прилегающими
контактными поверхностями корпуса; для этих целей на стопорном кольце может быть установлено несколько
установочных винтов в определенных положениях для зацепления с верхней частью верхнего торцевого
кольца для приложения к нему давления, благодаря чему могут быть созданы герметичные соединения 90
между соответствующими торцевыми кольцами и неподвижным корпусом.
Или же, в качестве альтернативы, можно избежать использования отдельного стопорного кольца,
предусмотрев в качестве стопорного кольца верхнее концевое кольцо. 9B Изобретение также включает в себя
признаки, описанные ниже.
Изобретение проиллюстрировано на примере прилагаемых чертежей, на которых на фиг. 1 показан вид сбоку
l противовыбросового устройства или пакера и массивной эластичной втулки для него, изготовленной или
предусмотренной в соответствии с изобретением.
На рисунке 2 представлен детальный вид, частично в разрезе, одного из крепежных колец, используемых для
соединения массивной эластичной втулки с одним из соответствующих концевых колец, с помощью которых
втулка удерживается внутри неподвижного корпуса. 110 Рисунок 3 представляет собой план, частично в
разрезе по линии 3-3 (Рисунок 1), показывающий расположение радиальных пластин или сегментов внутри
массивной упругой оболочки.
На рисунках 4, 5 и 6 представлены, соответственно, боковой вид, торцевой вид и план одной из радиальных
пластин или сегментов массивной упругой втулки.
На рисунках 7 и 8 показаны, соответственно, торцевой вид и план модифицированной конструкции
радиальной пластины или сегмента, имеющей ту же форму на переднем плане, что и на рисунке 4.
Рисунок 9 представляет собой схематическое изображение, частично в поперечном сечении,
иллюстрирующее способ 125, при котором радиальные пластины или сегменты отливаются вместе и
концентрически удерживаются внутри формовочного пространства, в котором изготавливается и
вулканизируется массивная эластичная втулка. i3u 420,434 Рисунок 10 представляет собой частичное
половинное поперечное сечение конструкции, аналогичной изображенной на рисунке 1, модифицированной
таким образом, что верхнее концевое кольцо, в котором удерживается массивная эластичная втулка, служит
стопорным кольцом.
На рисунке 11 представлен полусекционный вид ротора, в котором массивная эластичная втулка,
изготовленная и предусмотренная в соответствии с изобретением 10, может быть установлена и
использована в конструкции, подобной той, что показана на рисунке 1 или 7, относящемся к чертежам
предыдущего патента № 389513.
На рисунке 12 представлен частичный вид сбоку или в разрезе, демонстрирующий устройство для
улавливания брызг, окружающее противовыбросовое устройство, предназначенное для размещения
массивной эластичной манжеты, установленной в соответствии с изобретением.
На чертежах те же буквенные обозначения относятся к тем же деталям, что и на чертежах вышеупомянутого
патента № 389513, а элементы, используемые для реализации настоящего изобретения, обозначены
цифрами.
При реализации изобретения в соответствии с одной из конструкций, показанных на рисунках 1–6
прилагаемых чертежей, при изготовлении массивной эластичной втулки для оборудования головки кожуха,
втулка d может быть выполнена в форме, в основном соответствующей рисунку 1 или рисунку 7 чертежей,
относящихся к вышеупомянутому патенту № 389513, и в верхней части втулки d и под той частью втулки,
которая входит в верхнее концевое кольцо el, может быть предусмотрен ряд радиальных пластин или
сегментов 1. Радиальные пластины или сегменты 1 предпочтительно имеют одинаковые размеры и
расположены на равном расстоянии друг от друга, а их количество может значительно варьироваться, при
этом желательно их количество должно быть значительным, а промежутки между ними должны быть
равномерными; однако их количество не настолько велико, а промежутки не настолько узки, чтобы ухудшать
гибкость внутренней части втулки, прилегающей к внутренней окружной поверхности, под воздействием
сжатия, вызванного внешним давлением, приложенным к втулке.
Радиальные пластины или сегменты 1 целесообразно встраивать в гильзу при ее формовании таким образом,
чтобы их внутренние поверхности 2 были открыты на внутренней периферийной поверхности гильзы, и таким
образом, чтобы пластины или сегменты были настолько интегрированы, что неотделимы от гильзы при
условиях эксплуатации, но приспособлены под ее упругим сопротивлением к радиальному перемещению,
благодаря чему внутренняя периферия гильзы обладает гибкостью, обеспечивающей плотный контакт с
внешней поверхностью трубных (или других) секций и муфт, или штока Келли или стержня под давлением,
создаваемым внешней стороной гильзы, благодаря чему трубная секция и муфты или шток Келли или
стержень могут проходить через гильзу или удерживаться внутри нее в условиях, близких к герметичности.
Таким образом, внутреннему сжатию втулки d вблизи ее верхнего конца оказывается значительное и упругое
сопротивление за счет сжатия вещества втулки 75 в местах между боковыми поверхностями радиальных
пластин или сегментов вблизи их внутренних поверхностей 2, в которых они расширяются на периферийной
поверхности втулки d.
80 Согласно изображенной конструкции, радиальные пластины или выступы 1 предназначены для
размещения непосредственно под верхним концевым кольцом e', то есть в конструкции, подобной показанной
на рисунке 1 или рисунке 7 чертежей предыдущего патента № 389513, соответствующие крепежные кольца e7
предпочтительно имеют поперечное сечение в основном клиновидной формы, так что когда крепежные
кольца установлены внутри кольцевых полостей в соответствующих концевых кольцах e4, они образуют с
боковыми стенками полостей два боковых пространства с сечением, по существу напоминающим ласточкин
хвост, благодаря чему наклонные поверхности крепежных колец надежно удерживают концы d' втулки в
нужном положении относительно прилегающих внутренних и внешних окружных стенок соответствующих
концевых колец 10too. Крепежные кольца e7 предпочтительно снабжены через равные промежутки
отверстиями значительного размера, простирающимися от одной грани 3 кольца до другой, и они могут, как и
в конструкции предыдущего патента № 389513, быть снабжены осевыми или вертикальными пазами через
равные промежутки, внутри которых может быть приварено соответствующее количество крепежных штифтов
e, расположенных на равном расстоянии друг от друга, причем штифты e7 проходят через отверстия в 10
совпадающих положениях в торцевых кольцах e' и e, благодаря чему крепежные кольца e7 могут быть
зафиксированы с помощью гаек e, вставленных в отверстия e9, предусмотренные в торцевых кольцах на
грани, противоположной той, на которой предусмотрены кольцевые полости.
Втулка может быть отлита с соответствующими крепежными кольцами e', встроенными в ее концы, так что
видны только штифты e, служащие средством крепления втулки 120d к концевым кольцам e', e4. Таким
образом, крепежные кольца e7 не должны выступать за края кольцевых полостей в торцевых кольцах e'. e'.
Ряд радиальных пластин или сегментов 12E 1 в конструкции, изображенной на рисунках 1–6, расположен по
кругу непосредственно под верхним концевым кольцом e', и они могут быть установлены в формовочном
пространстве, в котором формуется гильза d, таким образом, что их наружные поверхности или кромки 6
расположены параллельно наружной поверхности гильзы d, в то время как на своих нижних концах каждая из
пластин выступает, образуя небольшую выступающую часть или язычок 7, а на своих верхних концах в
средней части может быть предусмотрено углубление 8 (рисунки 4 и 6) для размещения крепежного кольца
e7. На внутренней поверхности или кромке 2 радиальные пластины или сегменты 1 предпочтительно имеют
наклонную нижнюю поверхность 9 (рисунки 4 и 5), которая служит для определения верхней поверхности
кольцевой полости 11 (рисунок 1) на внутренней периферийной поверхности втулки d, в то время как
внутренняя поверхность или кромка 2 радиальных пластин или сегментов затем поднимается, образуя
среднюю часть, параллельную оси или центральной линии втулки d, выступая за пределы расширяющегося
наружу устья 12 втулки до положения, в котором верхняя часть внутренней поверхности или кромки отступает,
образуя наклонную верхнюю поверхность 10, которая простирается до верха и заканчивается заподлицо с
периферийной поверхностью втулки у ее устья, примыкающего к краю внутренней периферийной стенки
концевого кольца.
Таким образом, если устье гильзы имеет коническую форму, как показано на рисунке 1 чертежей
предыдущего патента № 389513, то верхняя часть каждой из радиальных пластин или секций образует
выступающую внутрь часть практически треугольной формы, расположенную внутри конического устья
гильзы, как показано на рисунке 1. Части секций бурильной трубы, муфт или штоков Келли или Грифа при
вставке в гильзу соприкасаются с наклонной верхней поверхностью 10 этих выступающих внутрь частей
радиальных пластин или сегментов, с помощью которых они направляются в гильзу в условиях, облегчающих
их прохождение внутрь и сквозь нее.
Соответствующие радиальные пластины или сегменты предпочтительно снабжены отверстиями 13, которые
проходят от одной боковой поверхности к другой, так что каучук или другое эластичное вещество, из которого
отлита втулка d, проходит через отверстия в радиальных пластинах или сегментах, и пластины или сегменты
таким образом удерживаются в положении во втулке, в то время как углубление 8 на верхнем конце пластин
или сегментов и направленный вниз язычок 7 в их нижней части также способствуют полному включению и
удержанию радиальных пластин или сегментов внутри втулки в условиях эксплуатации.
Следует понимать, что кольцевая полость 11, образованная на внутренней периферийной поверхности втулки
d под нижними открытыми поверхностями 9 радиальных пластин или сегментов, может иметь поперечное
сечение, по существу, V-образной формы, и что нижняя поверхность кольцевой полости может простираться
под углом, например, под прямым углом, к поверхности полости, расположенной в соответствии с нижними
открытыми поверхностями 9 радиальных пластин или сегментов. 70 Могут быть предусмотрены средства,
позволяющие увеличить давление, создаваемое между радиальными пластинами или сегментами вблизи их
внутренних поверхностей или кромок, по мере сжатия втулки под действием внешнего давления, которому
она подвергается. Подобные средства могут принимать различные формы. Таким образом, например, на
одной из граней радиальных пластин или сегментов вблизи их внешних краев или поверхностей могут быть
предусмотрены выступающие части или штифты 14 круглого 80 или другого поперечного сечения, или две или
более таких выступающих частей или штифтов, простирающихся через пространство между соседними
радиальными пластинами способом, указанным на рисунках 3, 4, 5 или 6, так чтобы контактировать 85 с
противоположной поверхностью следующей соседней радиальной пластины или сегмента по мере сжатия
втулки d под действием приложенного к ней внешнего давления.
Или же форма поперечного сечения радиальных пластин или сегментов 1 90 может быть определена с целью
повышения сопротивления сжатию втулки при сжатии вещества втулки, расположенной между
соответствующими пластинами вблизи их внутренних 95 кромок. Таким образом, радиальные пластины или
сегменты могут иметь приблизительно клиновидную форму в поперечном сечении, как показано на рисунках 7
и 8, при этом толщина пластины или сегмента может увеличиваться к внутренней поверхности или кромке 2.
Или же радиальные пластины или сегменты могут иметь клиновидную форму в вертикальном поперечном
сечении, как показано на рисунках 7 и 8, при этом вертикальное поперечное сечение 105 уменьшается от
верхнего конца к нижнему концу пластин или сегментов, так что таким образом сопротивление сжатию втулки
может быть увеличено на верхнем конце при сжатии упругого вещества 110 втулки, расположенной между
соответствующими пластинами или сегментами вблизи верхнего конца под давлением, приложенным к втулке
извне. Или же поперечное сечение пластин или сегментов может иметь изогнутые боковые грани, выпуклые
или вогнутые боковые грани, или же форма поперечного сечения может приводить к образованию неровных
боковых граней вблизи внутренних граней или краев радиальных пластин или сегментов. Таким образом,
боковые грани 120 вблизи внутренних граней или кромок 2 пластин или сегментов могут быть ступенчатыми
или гофрированными в продольном или поперечном направлении, или иметь выпуклую или вогнутую
продольную или поперечную рифленую поверхность, а углубленные или вогнутые части на гранях одной
радиальной пластины или сегмента могут располагаться напротив соответствующих ребристых или выпуклых
частей на противоположных гранях соседней радиальной пластины или сегмента, или углубленные вогнутые
части одной пластины или сегмента могут располагаться напротив аналогичных углубленных или вогнутых
частей противоположной грани соседней пластины или сегмента.
Или же, в упрощенной форме, вклад в достижение желаемых эффектов может быть обеспечен за счет
утолщения радиальных пластин или сегментов на внутренних поверхностях или кромках пластин или
сегментов или вблизи них; или пластины или сегменты могут быть снабжены неровными боковыми
поверхностями с целью обеспечения сцепления пластин или сегментов с эластичным материалом втулки, с
клиновидным или иным поперечным сечением в горизонтальной или вертикальной плоскости, которое
предназначено для увеличения сопротивления сжатию втулки в ее верхней части, при этом следует понимать,
что расстояние между боковыми поверхностями определяется таким образом, чтобы обеспечить достаточную
толщину материала втулки и гарантировать гибкость втулки вблизи внутренней периферийной поверхности и,
в частности, вблизи верхней части втулки в условиях эксплуатации.
Для обеспечения надежной фиксации положения радиальных пластин или сегментов 1 в формованной втулке
d, радиальные пластины или сегменты, как показано на рисунке 9, могут быть выгодно изготовлены в том
относительном положении, в котором они должны быть установлены в форме, путем их отливки вместе на
внутреннем соединительном кольце 15, которое может, например, иметь поперечное сечение в виде
«ласточкин хвост», и пластины или сегменты g могут быть интегрированы в кольцо в средней части их
внутренней поверхности или кромки 2, так что таким образом интегрированное отлитое кольцо и пластины
могут быть установлены в нужном положении внутри формы на разделенной оправке 16.
Одна часть может быть уменьшена в точке 17, и уменьшенная часть будет иметь резьбу, в то время как
другая часть 18 может быть выполнена полой на своем верхнем конце и приспособлена для размещения
резьбовой части 17, так что при свинчивании двух частей оправки 16 между ними образуется кольцевой зазор,
имеющий наклонные или подрезанные кольцевые поверхности 19, между которыми зацепляется
соединительное кольцо 15 с поперечным сечением, близким к форме ласточкин хвост, так что радиальные
пластины или сегменты удерживаются в концентрическом и радиальном положениях внутри формы. После
формования и разделения соответствующих частей оправки 16 кольцо 15 может быть обработано
механическим способом, в результате чего радиальные пластины или сегменты остаются разделенными в
заданном положении внутри втулки, при этом средняя часть их поверхностей 2 находится на одном уровне с
внутренней периферийной поверхностью втулки d.
При реализации изобретения в его применении к стационарному обсадному устройству или пакёру, как
показано на рисунке 1, стационарная обсадная труба a предназначена для установки и фиксации в положении
70 с помощью плотного соединения на фланце устья скважины a', и стационарная обсадная труба снабжена в
своей нижней части фланцем a', выступающим внутрь, на лицевой поверхности которого может располагаться
нижнее концевое кольцо e' массивной эластичной втулки d. Герметичное соединение может быть удобно
выполнено путем предусмотрения на верхней поверхности фланца a' и на нижней поверхности нижнего
концевого кольца кольцевой канавки или канавок, расположенных в совпадающих положениях, для
размещения уплотнительного кольца или колец a из суттаперчи, проволоки или другого материала, в то время
как аналогично верхнее концевое кольцо e' может быть предусмотрено таким образом, чтобы выступать
наружу в точке 20, образуя контактную нижнюю поверхность 85, которая предназначена для зацепления с
выступом a' на верхнем конце корпуса, и между этими соответствующими частями герметичное соединение
может быть аналогично выполнено путем предусмотрения совпадающих кольцевых канавок 90 в
противоположно расположенных контактных поверхностях для размещения подходящего уплотнительного
кольца, такого как a4.
Соответствующие концевые кольца el, e4, примыкающие к внешней периферийной стенке, предназначены
для размещения перфорированного наружного цилиндра ut, наружная поверхность которого находится на
одном уровне с наружной периферийной поверхностью нижнего концевого кольца e4, так что, таким образом,
на концах массивной эластичной втулки d, закрепленной в концевых кольцах eL, e4 и наружном
перфорированном цилиндре, она наложена вокруг колец, а концевые кольца eL, e4 прижаты к
соответствующим краям наружного перфорированного цилиндра u, детали 105 el, e4 и 11 и втулка,
расположенная между деталями el, e4, образуют единый блок, который может быть легко введен внутрь
неподвижного корпуса a и легко извлечен, обеспечивая герметичные соединения простым и эффективным
способом. Стопорное кольцо 21 может быть установлено над верхним торцевым кольцом e', и предусмотрены
средства, такие как ряд штифтов 22, закрепленных на стопорном кольце, для приложения давления к
верхнему торцевому кольцу e' и через внешнюю перфорированную втулку к нижнему торцевому кольцу e4, как
описано выше.
Стопорное кольцо 21 выгодно снабжено рядом сегментных выступающих частей 23, расположенных на
равном расстоянии друг от друга по его периферии, которые могут проходить в верхний конец корпуса a через
соответствующие сегментные отверстия, и при частичном повороте стопорного кольца 21 сегментные
выступающие части 23 входят в зацепление с выступающими частями или кромками корпуса a, благодаря
чему стопорное кольцо 21 удерживается в положении, в котором блок eJ, e4', u, d может быть зафиксирован
внутри корпуса a.
Или же верхнее концевое кольцо e' может быть выполнено в виде стопорного кольца, как показано на рисунке
10, благодаря чему концевое кольцо el может быть аналогично стопорному кольцу 21 (рисунок 1), в
результате чего концевое кольцо el может быть зафиксировано в своем стопорном положении при частичном
вращении, при этом выступающие наружу сегментные части 23 для этой цели интегрированы в концевое
кольцо e', а форма концевого кольца и верхней части корпуса a соответственно изменена, чтобы избежать
использования отдельного кольца 21.
Согласно модификации, вместо использования уплотнительного кольца a4 между смежными контактными
поверхностями торцевых колец e', e' и неподвижного корпуса a, могут быть использованы два или более
уплотнительных кольца a' U-образного сечения, которые для этой цели могут, например, быть установлены в
кольцевых канавках, расположенных на внешней периферийной поверхности нижнего торцевого кольца e' и
на верхнем конце неподвижного корпуса a, прилегающем к верхней части внешнего перфорированного
цилиндра ut соответственно, при этом полости уплотнительных колец at6 расположены в направлении
кольцевого пространства, окружающего внешний перфорированный цилиндр, в котором поддерживается
давление, или, если между нижней поверхностью нижнего торцевого кольца es и верхней поверхностью
выступающего внутрь фланца a2 корпуса не предусмотрено соединительное кольцо, a1, два или более
дополнительных кольцевых полостей могут быть предусмотрены для размещения U-образных
уплотнительных колец a' на внешней периферийной поверхности торцевого кольца e4, при этом полости в
U-образных кольцах направлены вниз.
Следует понимать, что внутренний диаметр неподвижного корпуса может быть увеличен в точке a7 для
образования кольцевого пространства, окружающего ту часть внешнего перфорированного цилиндра, внутри
которой предусмотрены поперечные отверстия и в которой поддерживается давление.
В верхней части неподвижной обсадной трубы a может быть предусмотрена испытательная пробка a', а также
уплотнительное кольцо a', предназначенное для размещения в совпадающих кольцевых углублениях,
предусмотренных во фланце устья скважины a' (рис. 1) и на нижней поверхности выступающего внутрь
Соседние файлы в папке патенты