Устройство для бурения и ликвида-ции прихватов

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик/00 с присоединением заявки М Государственный СССР по делам нзобр и открыткомитет 23) Приоритет Опубликова етенийй 0,03,81. Бюлле248 Дата опубликования описан 0.0 3. И , Е , Пришл 2) Авторыизобретения.И. Корабельников, А,Т. Левчи К.В. Булатов Государственный научно-исследовательскийи проектный институт нефтянои промышленно(5 ТРОИСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ И ЛИКВИД ПРИХВАТОВ а вленно устройс а крутя через к сцепле ость пр ное уст и колон о предлагаев разрезе. и ликвида- линдричесИзобретение относится к буровойтехнике и может быть использованопри бурении и ликвидации прихватовинструмента в глубоких нефтяных игазовых скважинах.Известно устройство для ликвидации прихватов, содержащее цилиндрический корпус, полый шток, коническую пару деталей фрикционного сцепления, одна из которых (охватываемая) является продолжением штока,другая (охватывающая) соединена скорпусом (1,Однако, при использовании яса вкомпоновке низа бурильного инструмента при бурении он не включаетсяв работу по его основному назначению, т.е. не можетсоздавать ударных нагрузок по прихваченной колоннтруб.Наиболее близким решением,из известных является устройство для бурния и ликвидации прихватов, включающее цилиндрический корпус, полыйшток, размещенный между ними уплотнительный элемент, ограничители ирегулятор осевого хода штока, коническую пару фрикционного сцепления,содержащую охватываемую деталь, связанную со штоком, и охватывающую де таль в виде муфты, уст но и вкорпусе соосно штоку 2.Недостатком тва является.то что передач щего моментаосуществляется оническую пару фрикционного ния что снижает его надежн и бурении. Крме того, извест ройство неснижает вибраци ны бурильныхтрубЦель изобретения - повышение надежности работы устройства в компоновке низа бурильного инструментапри бурении и снижение вибрации колонны бурильных труб.Указанная цель достигается тем,что муфта установлена в корпусе свозможностью ограниченного осевогоперемещения и взаимодействия с ним О посредством упругого элемента, а также тем, что упругий элемент выполнен в виде тарельчатых пружин, а наружная поверхность штока и внутренняя поверхность корпуса выполненав виде многогранника для взаимодействия между собой.На чертеже изображеномое устройство, общий видУстройство для бурения О ции прихватов содержит цикий корпус, представленный патрубками,1 и 2, полый шток 3 с коническойохватываемой деталью 4, охватывающуюдеталь 5 в виде муфты, Детали 4 и 5образуют коническую пару фрикционного сцепления, Муфта размещена вкорпусе .соосно со штоком и имеет воэможность смещаться в продольном направлении, сжимая упругий элемент 6(в рассматриваемом случае, тарельчатую пружину), Средство для ограничения и регулирования осевого (продольного) смещения муфты представленорегулировочным винтом 7, положениекоторого фиксируется в присоединительном переводнике 8 контргайкой 9. Между штоком и корпусом установлен уплотнительный элемент 10, размещенныйво втулке 11, являющейся .одновременно ограничителем хода штока. Поджатие элемента 10 осуществляется поджимной гайкой 12. 20Наружная поверхность штока и внутренняя поверхность корпуса, взаимодействующие между собой, выполненыв виде многогранника (на чертежеизображен четырехгранник). Выступающий из корпуса шток снабжен присоединительным переводником 13,Устройство работает следующим образом.С помощью присоединительных элементов (резьб) устройство включается в компоновку низа бурильного инструмента и спускается в скважинудля бурения.В случае возникновения прихватаустройство заряжают следующим образом. Разгружают часть веса колоннытруб, расположенной выше устройства, на шток 3. Шток 3, воспринимаяосевую сжимающую нагрузку, смыкается с деталью 5 и перемещается до упора с регулировочным винтом. На чертеже между деталью и регулировочнымвинтом 7 показан зазор. Свободномуперемещению штока 3 совместно с деталью 5 препятствует тарельчатая 45пружина б, жесткость которой выбирают, исходя из конкретных условийбурения. После упора торца детали 4в торец регулировочного элемента,дальнейшее продвижение детали 5, и, 50следовательно, увеличение силовоговоздействия на коническую пару фрикционного сцепления прекращается.Процесс зарядки на этом считаетсязавершенным.В дальнейшем к колонне труб, расположенной выше устройства, прикладывают растягивающую нагрузку После достижения определенного значения осевой растягивающей нагрузки,существенно превосходящей вес колонны труб, расположенной выше рассматриваемого устройства,.произойдетразъединение конической пары фрикционного сцепления и шток своими эаплечиками в движении нанесет удар 65("разрядится") по ограничителю егохода (втулке 11),Для проведения повторного ударапроцесс "зарядки" устройства и его"разрядки" повторяютПри работе устройства в компоновке низа бурильного инструмента ономожет быть использовано в качествевиброгасителя. В этом случае работаустройства осуществляется следующимобразом.Продольные колебания (вибрации),возбуждаемые преимущественно на забое скважины, распространяются побурильной колонне. Достигнув рассматриваемого устройства, также как ипри применении известных виброгасителей, продольные колебания будутзначительно ослаблены, благодаря упругому элементу и телескопическойсвязи штока с корпусом, и будут передаваться.вышележащей колонне трубс меньшими амплитудными и частотнымихарактеристиками, что благоприятносказывается на длительной работевсей колонны труб, и, в особенности,резьбовых соединений.Крутящий момент от бурильной колонны через устройство будет передаваться посредством многогранногоучастка штока, который сопряжен сконгруентной поверхностью детали корп уса.В связи с тем, что для устройства характер движения колонны труб при зарядке устройства не играет роли (охватывающая деталь в случае превышения расчетной нагрузки смыкания Фрикционных конических пар, смещается относительно корпуса), то разъединение ("разрядка") устройства будет обеспечиваться в пределах тех ошибок, которые имеют место при смыкании конических фрикционных пар в статических условиях. Таким образом, работоспособность и надежность работы устройства для борьбы с прихватами будет значительно повышена.Формула изобретения1. Устройство для бурения и ликвидации прихватов, включающее цилиндрический корпус, полый шток, размещенный между ними уплотнительный элемент, ограничители и регулятор осевого хода штока, коническую пару . фрикционного сцепления, содержащую охватываемую деталь, связанную со штоком, и охватывающую деталь в виде муфты, установленной в корпусе соосно штоку, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения. надежности работы устройства в компоновке низа бурильного инструмента при бурерии, муфта установлена в корпусе с возможностью ограниченного осево817204 многогранника для взаимодействия между собой. Источники информации,принятые во .внимание при экспертизе 1, Проспект ВДНХ "Механический ЯСС"., Киев, "Реклама", 1975. 2. Авторское свидетельство СССР Р 555221, кл. Е 21 В 23/00, 1973.дакто 1272/40 ВНИИП по 113035, 627ого кний иаушск Тираж Государственн делам изобрете осква, Ж, Р писное омитета СССР открытий ая наб., д. нт", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ПП лиал го перемещения и взаимодействия с ним посредством упругого элемента.2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения вибраций колонны бурильных труб, упругий элемент выполнен в виде тарельчатых пружин, а наружная поверхность штока и внутренняя поверхность корпуса выполнены в виде ачевКорректорГ Решетник