Устройство для ликвидации прихватов колонны труб в скважине

(51)М. Кл. Е 21 В 23/00 с присоединением заявки М -3 Ьеударетюны 11 квинтет СССР во делан нэабретеннй н открытий(5 ч). УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛИКВИДАЦИИ ПРИХВАТОВ КОЛОННЫТРУБ В СКВАЖИНЕ Изобретение относится к буровойтехнике, а именно к устройствам дляликвидации прихватов инструмента при.бурении нефтяных и газовых скважин.Известен механический ясс, содержащий корпус и телескопически установленный в нем шток, соединяемыемежду собои конусным узлом расцепления 1),Недостатком ясса является невозможность установки его в компоновкубурильной колонны в процессе бурения скважин.Известен гидравлический ударныймеханизм, содержащий корпус и телескопически установленный в нем шток,фиксируемые в исходном положениисрезным элементом, который может бытьустановлен в компоновку низа бурильной колонны в процессе бурения 2).Однако у этого ясса низкая надежность узла фиксации корпуса со штоком, выполненного в виде срезногоштифта, который должен выдерживать высокие знакопеременные осевые нагрузки в процессе бурения и в то же время обеспечивать разъединение корпуса и штока при ограниченной осевой растягивающей нагрузке, для приведения ударного механизма в рабочее положение в случае возникновения прихвата бурильного инструмента.Цель изобретения - повышение надежности фиксации штока с корпусом в процессе бурения при обеспечении разъединения их в случае возникновения прихвата,Поставленная цель достигается теь, что устройство снабжено основной и дополнительной шайбами, соединенными с корпусом срезными элементами и контактирующими между собой по торцам, причем основная шайба жестко соединена со штоком, а дополнительная установлена с возможностью осевого перемещения по отношению к штоку.3 88129На Фиг. 1 изображено устройство,дальный разрез; на Фиг. 2 - разрез А-А на Фиг. 1; на Фиг, 3 - разрез Б-Б на Фиг. 1; на Фиг, 4 " раз" рез В-В на фиг. 1.5Устройство содержит корпус 1, в полости которого телескопически установлен шток 2, связанный с ним посредством разъединительного узла, со" стоящего из молота 3, подсоединенного 1 О к нижнему концу штока 2, и переводника 4, соединенного с нижней частью корпуса 1 (см. Фиг. 1).Молот 3 имеет в верхней части наружную коническую поверхность, а переводник 4 - ответную внутреннюю поверхность, в результате чего они образуют Фрикционную пару сцепления. Нижняя часть молота 3 кончается патрубком 5, на наружной поверхности которого размещены уплотнительные эле- . менты 6.Корпус 1 имеет окна 7 для прохода жидкости в момент движения штока 2 относительно корпуса 1. В верхней части корпуса 1 расположена наковальня 8, ограничивающая ход штока 2 вверх, Часть наковальни 8, расположенная выше резьбового соединения ее с корпусом 1, выполнена некруглого сечения, например квадратного (см.Фиг.3 и 4).Шток 2 выполнен круглого сечения кроме части его, сочлененной с нако вальней 8 и расположенной выше резьбового соединения корпуса 1, с наковальней 8 и имеющей некруглое сече" ние (см, Фиг. 2- 4). На верхний конец штока 2 навернут переводник 9; Шток 2 в исходном положении заФиксирован с помощью узла Фиксации его с наковальней 8. Этот узел выполнен в виде4 О основной шайбы 10, навернутой на резьбовую часть штока 2, и дополнительной шайбы 11, размещенной в кольцевом зазоре между штоком 2 и верхней частью корпуса 1.Дополнительная шайба 11 установлена свободно по отношению к штоку 2, но таким образом, что ее верхний торец контактирует с нижним торцом основной шайбы 10. Обе шайбы 10 и 11 . фО связаны с корпусом 1 срезными элементами соответственно 12 и 13.Элементы 12 и 13 выбираются следую,щим образом.Элемент 12 выбирается из расчета среза его при растягивающей нагрузке для приведения устройства в рабочее положение, в то же время он должен 5 4выдерживать случайные затяжки инструмента при отрыве его от забоя.Элемент 13 совместно с элементом12 должны обеспечить надежную передачу осевой нагрузки на долото и неразрушаться при колебаниях последнейв процессе буренияПредлагаемое устройство работаетследующим образом.Устройство устанавливают при роторном бурении над долотом, при турбинном - над турбобуром,"В процессе бурения осевая нагрузка передается от штока 2 шайбам 10 и11, разрушаемым элементам 12 и 13,далее через корпус 1 вниз к долоту,В случае возникновения прихвата устройство приводят в рабочее положение, Для этого к бурильной колоннеприкладывают дополнительную, сверхсобственного веса, растягивающую нагрузку, при которой происходит разрушение элементов 12. Но благодаря тому, что дополнительная шайба 11 установлена свободно относительно штока 2,разрушения элементов 13 при этом непроисходит (так как на них не передается растягивающая нагрузка в этотмомент),При дальнейшем подъеме бурильнойколонны верхний торец некруглой частиштока 2 доходит до нижнего торца дополнительной шайбы 11 и наносит поней удар. При силе удара, превышающей силу, необходимую для разрушенияэлементов 13 происходит их разрушение.После разрушения элементов 13 шток 2получает возможность свободного движения вверх. В крайнем верхнем положении штока 2 наносится удар молотом 3по нижнему торцу наковальни 8,Для повторного нанесения ударашток 2 опускают вниз до упора молота3 в конусное гнездо переводника 4 сусилием, заданным режимом работы устройства во время ликвидации прихвата. После эаклинки конусной пары(детали 3 и,4) бурильную колонну поднимают. При приложении к бурильной колонне растягивающей нагрузки достаточной для расклинки конусной пары Фрикционного сцепления (детали 3 и 4), происходит нарушение связи штока 2 с корпусом 1 и по наковальне 8 наносится удар, который вновь передается на прихваченную колонну труб.Работа устройства в яссовом режиме продолжается до тех пор, пока прих5 8812 ваченная бурильная колонна не будет освобождена.Устройство может применяться не только в процессе бурения, но и самостоятельно, как все известные устройства для этой цели,Устройство обеспечивает высокую надежность работы,что достигается не только за счет надежной передачи осевой нагрузки на долото, предотвра О щения несвоевременного разрушения срезных элементов и разрушения их в момент перевода устройства в рабочее положение, но и за счет устранения сдмоздклинивания конусной пары в про 15 цессе работ в скважине ( бурение, спуско-подъем) шламом и пр, В предлагаемом устройстве конусная пара не заклинивается в момент сборки, так как связь корпуса 1 со штоком 2 осуществляется только через элементы 12 и 13.Формула изобретенияУстройство для ликвидации прихватов колонны труб в скважине, содержащее корпус и телескопически установленный в нем шток, фиксируемые в ис" ходном положении срезным элементом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности фиксации штока с корпусом, оно снабжено основной и дополнительной шайбами,/ соединенными с корпусом срезными элементами и контактирующими между собой по торцам, причем основная шайба жестко соединена со штоком, а дополнительная установлена с возможностью осевого перемещения по отношению к штоку.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Механический ясс. Проспект ВДНХ.Укргипрониинефть, 1975.2. Акопов 3. А. и др. Опыт ликвидации прихватов с помощью гидравлических яссов конструкции ВНИИБТ. РНТС"Бурение", 1971, 8 1 О, с. 31.881295Составитель Н. Хлебников Редактор Т, Орловская Техред Т. Маточка Корректор В, Бутяга Заказ 9902/51 Тираж 630 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий 113035, Москва, Х, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4