Устройство для захвата труб при спуске в скважину под давлением

(22)46 ГОСУДАРСТ 8 ЕНКЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС 4385861/23-032902,88(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАХВАТА ТРУБ ПРИС 1 УСКЕ В СКВАЖИНУ ПОД ДАВ 11 ЕНИЕМ(57) Изобретение относится к бурению скважин. Цель - повышение надежности эксплуатации за счет обеспеченияостоянного контакта клиньев с поверхостью спускаемой трубы. Для этогостройство имеет тяги 7, толкатели 8 и дополнительный привод перемещен клиньев 4 в виде. пружины 6. После няя установлена в корпусе между я1530741 510 30 сами клиньев 4 с возможностью взаимодействия с внутренними торцами этихклиньев, корпус выполнен в виде фланцев 1, жестко связанных штоками 2 силовых цилиндров 3. Тяги 7 выполненыс прорезями и связаны с приводнымикольцами 5, Толкатели 8 установленына корпусах цилиндров 3 и размещеныв прорезях тяг 7 с возможностьюперемещения в них и взаимодействия с Изобретение относится к средствам механизации спуско-подъемных операций при бурении скважин и может быть использовано для спуска труб в скважину, находящуюся под давлением, напри мер, при ликвидации открытого фонтана.Цель изобретения - повышение надежности в эксплуатации за счет обеспечения постоянного контакта клиньев с поверхностью спускаемой трубы. 25На фиг. 1 показан один комплект устройства, устанавливаемого на подвижной траверсе установки для спуска трубв скважину под давлением; на фиг. 2 - вид А на фиг, 1.Устройство включает в себя корпус, выполненный в виде двух фланцев 1, жестко связанных штоками 2 силовых цилиндров 3. В наклонных пазах типа "ласточкин хвост" фланцев 1 корпуса установлены клинья 4 в два яруса с возможностью перемещения для фиксации спускаемых труб в противоположных направлениях. В расточках центральных отверстий фланцев 1 размещены привод 40 ные кольца 5, установленные с возможностью взаимодействия с внешними торцами клиньев 4. Привод перемещения клиньев выполнен в виде силовых цилиндров 3, кинематически связанных с при водными кольцами 5.Дополнительный привод перемещения клиньев 4 выполнен в виде пружины 6, установленной в корпусе между ярусами клиньев 4 с возможностью взаимодейстЖвия с внутренними торцами последних, Тяги 7 выполнены с прорезями и связаны с приводными кольцами 5, а толкатели 8 установлены на корпусах силовых цилиндров 3 и размещены в прорезях тяг 7 с возможностью перемещения в них и взаимодействия с дополнительным приводом (пружиной 6) при освобождении трубы, В резьбовые отверстия дополнительным приводом при освобождении трубы. Силы трения между спускаемой трубой и клиньями 4 верхнегояруса отжимают их вниз, освобождаяспускаемую трубу. При прекращениидвижения трубы пружина 6 прижимаетклинья 4 к спускаемой трубе, заклинивая ее и препятствуя ее выбросу вверхпод действием выталкивающих сил отдавления в скважине. 2 ил. фланцев 1, выходящие в пазы для размещения клиньев 4, ввернуты винты 9, Количество штоков 2 с корпусами силовых цилиндров 3 четное, например, четыре, причем половина иэ них установлена в положении, обратном другой половине, Таким образом, половина корпусов силовых цилиндров 3 с толкателями 8 кинематически связана с одним ярусом клиньев 4, а остальные с другим. Пружина 6 взаимодействует с клиньями 4 через шайбы 10. На штоках 2 имеются съемные упоры 11.Один комплект устройства устанавливается на подвижной, а другой - на неподвижной траверсе (не показаны) установки для спуска труб под давлением (подвижное и неподвижное устройство). Устройство для захвата труб работает следующим образом.При нижнем положении подвижного устройства подается давление жидкости в полости силовых цилиндров 3 и их корпусы перемещаются по штокам 2 до контакта с упорами 11. При этом толка- тели 8, перемещаясь в прорезях тяг 7, проходят некоторое расстояние и нажимают на шайбы 10, а последние воздействуют на пружину 6, заставляя ее сжиматься. Клинья 4 верхнего яруса, лишенные опоры, под действием собственного веса скользят по пазам во фпанце 1. Одновременно перемещаются толкатели 8 нижнего яруса клиньев 4, также сжимая пружину 6 в направлении снизу вверх. Когда толкатели 8 нижнего яруса переместятся до концов пазов в тягах 7,они,продолжая движение,увлекают за собой тяги 7 и вместе с ними приводное кольцо 5, Последнее, двигаясь вверх, воздействует на внешние торцы клиньев 4 и увлекает их10 Подвижное устройство подается вверх по спускаемой трубе, после чего аналогичным образом также зажимает спускаемую трубу.После этого подается давление в силовые цилиндры 3 нижнего яруса неподвижного устройства. Расходятся, освобождая спускаемую трубу, клинья 4 нижнего яруса. Подвижное устройство35 перемещается вниз и заставляет перемещаться с собой спускаемую трубу. Силы трения между спускаемой трубой и клиньями 4 верхнего яруса неподвиж 40 ного устройства отжимают последние вниз, освобождая спускаемую трубу. Как только движение вниз спускаемой трубы прекращается, пружина 6 дополнительного привода через шайбу 10 сно 45 ва прижимает клинья 4 к спускаемой трубе, заклинивая ее и препятствуя ее выбросу вверх под действием выталкивающих сил от давления в скважине.Когда до клиньев 4 верхнего яруса неподвижного устройства доходит муфта спускаемой трубы, имеющая диаметр больше, чем диаметр трубы, устройство срабатывает точно так же, с той лишь разницей, что клинья 4, расходятся на55 большую величину, Затем подвижное устройство освобождает спускаемую трубу, движется вдоль нее вверх, и цикл повторяется. вверх, заставляя скользить по лазам в нижнем фланце 1.Таким образом, клинья 4 как верхнего, так и нижнего ярусов в силу наклонного расположения пазов во флан 5 цах 1 расходятся, увеличивая проходной диаметр устройства. Через оба устройства пропускается первая спускаемая труба-.Давление рабочей жидкости подается в противоположные полости силовых цилиндров 3 неподвижного устройства. Корпусы силовых цилиндров 3 перемещаются по штокам 2 в противоположных описанным направлениях, освобождая приводные кольца 5 с тягами 7 и шайбы 10. Пружина 6, разжимаясь, через шайбы 10 воздействует на внутренние торцы клиньев 4 и перемещает их по 20 лазам фланцев 1. Клинья 4 сходятся в направлении к центральной оси устройства и зажимают спускаемую трубу. Одновременно клинья 4 возвращают в исходное положение приводные кольца 5 25 с тягами 7.Таким образом, на самом опасном(начальном) участке спуска труб устройство независимо от системы управления автоматически пропускает спускаемые трубы в нужном направлении ине допускает произвольного выбросаспускаемых труб из скважины.Когда вес колонны спускаемых трубстановится равным силам, выталкивающим спускаемые трубы из скважины,неподвижное устройство может бытьпереведено в такой режим работы, лрикотором одновременно выводятся иэ зацепления с спускаемой трубой клинья 4как верхнего, так и нижнего ярусов.В этом режиме спускаемые трубы удерживаются от неожиданного выброса клиньями 4 верхнего яруса, а от паденияна забой скважины - клиньями 4 нижнего яруса подвижного устройства:приходе вверх подвижного устройства, когда выведены из зацепления со спускаемыми трубами клинья 4 его обоих ярусов, колонна спускаемых труб удерживается клиньями 4 обоих ярусов неподвижного устройства.Для смены изношенных клиньев 4удаляются упоры 11, в силовые цилиндры 3 подается давление, и их корпусыперемещаются на большую, чем при работе, величину, а именно - до упорав торец фланца 1. При этом пружина 6сжимается на большую величину и позволяет клиньям 4 полностью выйтииз пазов фланца. Изношенные клинья 4удаляют, а взамен их вводят вручнуюв пазы Фланца 1 новые клинья 4 и зажимают их винтами 9 для предотвращенияих выпадания лод действием собственного веса, Затем реверсируют силовыецилиндры 3, освобождая пружину 6, Шайба 10 доходит до внутренних торцов клиньев 4,упирается в них и останавливается.Вывинчивают винты 9,освобождая клинья 4. Шайба 10 под действием пружины6 движется дальше и перемещает клинья4 в рабочее положение,Формула изобретенияУстройство для захвата труб при спуске в скважину под давлением, содержащее корпус с лазами, клинья, установленные в пазах в два яруса с возможностью перемещения для фиксации спускаемых труб в противоположных направлениях, приводные кольца, установленные с воэможностью вэаимое и.т