Устройство для развинчивания труб в скважине

9) 51)5 Е 21 В 31/00 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ С ЕЛЬ ТВ сследовательский л,ьников и В.Ф о СССР 1936,1989, Ноцв 1 опВИНЧИВАНИ капитальном речения насосно ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАТРУБ В СКВАЖИНЕ(57) Использование: примонте скважин для извл Изобретение относится к буровой технике, а именно к устройствам для капитального ремонта скважин путем развинчивания колонны нэсосно-компрессорных труб с помощью. правых бурильных и насосно-комп- рессорных труб и последующего их извлечения из скважины в процессе ловильных работ, и может быть использовано и при ликвидации аварий, связанных с прихватом труб при бурении.Цель изобретения - увеличение надежности работы. устройства за счет обеспечениявозможности увеличения передаваемого крутящего момента.На фиг. 1, изображено устройство, общий вид в разрезе; на фиг, 2 - сечение А - А на фиг. 1 (а, б, в - отверстия для прохода промывочной жидкости); на фиг. 3 - разрез компрессорных труб путем их развинчива-. ния и последующего извлечения из скважин, Устройство содержит корпус, полый вал, якорящий узел с тормозными плашками и преобразователь вращения в виде реверсивного синусошарикового редуктора с делителем крутящего момента, Якорящий узел выполнен в виде реверсивного моментного гидроцилиндра с поворотным ротором и фигурным кулачком, Рабочие шпонки шпоночного делителя крутящего момента установлены в исходном положении с угловым смещением в поперечной плоскости относительно боковой поверхности шпоночного паза ведущего вала. 1 з. и. ф-лы, 7 ил. Б - Б на фиг. 1; на фиг, 4 - сечение В-В на фиг,1; на фиг,5 - узелна фиг. 1,(ть 1 а, гп - межрядный шаг рабочих шпонок); на фиг.6 - разрез Г-Г на фиг. 5; на фиг, 7 - узелнэ фиг, 1 (Яь Ящи, Явах - межоконные перемычки водила),Устройство содержит переводник 1, служащий средством для связи с колонной труб, установленный в верхней части корпуса 1. В нижней части переводника установлен клапан 3, удерживаемый пружиной 4. В корпус 2 запрессован реверсивным моментный гидроцилиндр 5, якорящего узла, включающий поворотный ротор 6, несущие лопасти 7 и крышки 8, На валу ротора 6 неподвижно закреплен профильный кулачок 9 взаимодействующий в рабочем положении с, тормозными плашками 10(ХАр= - ,и армированными пластинками с твердогосплава для улучшения сцепления с колонной и нагруженными пружинами 11.Переводник 1 резьбой соединен с полымвалом 12, который зубчатой муфтой 13 соединен с ведущим валом 14, реверсивного синусошарикавого редуктора (РСШ), являющегосяпреобразователем вращения, На валу 14 уста новлены планетарные ряды, количество которых (и) определяется максимальнымпередаВаемым крутящим моментом,Каждый ряд состоит из наружной втулки15, на внутренней поверхности которойимеется беговая синусоидальная дорожка,внутренней втулки 16, у которой на наружной поверхности также имеется синусоидальная беговая дорожка, водила 17 спродольными окнами, которое .расположено в радиальном зазоре между наружной ивнутренней втулками и жестко связано. скорпусом. В и родол ьн ых окнах водила 17,синхронно касаясь беговых дорожек обеихвтулок, расположены шаровые сателлиты18, Необходимое равномерное распределение момента по планетарным рядам в процессе работы обеспечивается шпоночнымделителем 19 моментое, встроенным вместо цельной шпанки на ведущем валу. Водило 17 жестко (резьбой) соединено скорпусом 2 и является неподвижным атно;сительно ведомого вала 20, который резьбой соединен со стаканом 21, передающимкрутящий момент пустотелому ниппелю 22,который перемещается под действием пружины 23 е гайке 24 и служит средством длясвязи с извлекаемыми трубами, Для блокирования синусошарикового редуктора восевом канале ведущего вала 14 на штифтах25 установлена блокировочная втулка 26Ведомый вал 20 вращается на подшипниках27 и 28. Крышкой 29 с сальником редукторпредохраняется ат попадания промывочной жидкости,Рабочие шпанки шпоночного делителямоментов установлены в исходном положении с угловым смещением в поперечнойплоскости относительно боковой поверхности шпоночного паза ведущего вала в сторону, противоположную направлению егоВращения, причем угловое смещение рабочих шпонок равномерно увеличивается книжнему торцу шпоночного паза, а расстояния между окнами водила в продольнойплоскости увеличиваются прямо пропорционально угловому смещению рабочих шпанок, причем последнее определяется всоответствии со следующей зависимостью где Лр - угловое смещение рабочих шпонока - угловое смещение в поперечной плоскости соседних планетарных рядов реверсивного синусошарикового редуктора; и - число рядов синусошарикового редуктора.Равномерное распределение усилий, т,е. деление момента по планетарным рядам редуктора, происходит тогда, когда одна из рабочих шпонок (расположены в продольной плоскости), взаимодействуя с синусной втулкой планетарного ряда, при восприятии первоначального усилия получает угловое перемещение по дуге, в сторону, противоположную вращению ведущего вала. Упомянутая шпанка своими винтовыми (скошенными) поверхностями с правым и левым углами подъема, взаимодействуя одновременно с соседними шпанками, перемещает их вдоль оси шпоночного паза, до тех пор пока не выберется имеющийся осевой лифт между винтовыми поверхностями. После этого начнется угловое перемещение е противоположную сторону рабочих шпонок до тех пор, пока каждая из них не воспримет от соответствующей ей синусной втулки планетарного ряда усилие, равнозначное первоначальному. Угловое перемещение рабочих шпонок, до установления разнозначных усилий на каждой иэ них все время сопровождается осевыми перемещениями промежуточных шпанок,Устройство работает следующим образам,Для развинчивания прихваченной в скважине колонны труб устройство с собранным на ниппеле 22 приспособлением для соединения с трубами в скважине (левая 40 труболовка, левый колокол, левый метчик) опускается в скважине на колонне труб, После соединения с извлекаемыми трубами в колонну труб закачивают промывочную жидкость, которая создает перепад даеления в устройстве. При этом жидкость по радиальным отверстиям вала 12. поворотного ротора 6, кольцевую полость корпуса 2и через отверстия (а) в нижней крышке 8 проходит В кольцевую полость моментнога50 гидроцилиндра 5, воздействуя на несущие лопасти 7, которые под действием перепада давления проворачиваются и профильный кулачок. закрепленный недодвижно на поворотном роторе, раздвигает тормозные плашки 10 до упора во внутреннюю поверхность эксплуатационной колонны и якорит корпус 2 от проворачивания, Вращением колонны труб на устье скважины вправо через переводчик 2, полый еал 12, зубчатую муфту5101520,25 30 35 40 50 13 сообщают ведущему валу 14 крутящий момент. В процессе вращения ведущего вала 14 с закрепленными на нем внутренними втулками 16, взаимодействующими посредством шаровых сателлитов 18 с окнами водила 17 и наружными втулками 15 происходит редуцирование на левосторонний крутящий момент. передаваемое ведомому валу 20 при неподвижно закрепленном водиле, соединенном резьбой с корпусом 2.В процессе редуцирования происходят последовательные дуговые смещения рабочих шпонок, шпоночного делителя моментов, а следовательно, и рядов (так как их центры совпадают). Межрядный шаг т 1 в узле редуцирования переменный (фиг. 5). Последнее означает, что переменными будут расстояния Я между окнами водила в продольной плоскости, убывая к одному его краю и возрастая к другому (фиг, 7). Учитывая неравномерность закручивания ослабленного продольными окнами водила и для сохранения достаточной его прочности необходимо смещать рабочие шпонки так, чтобы максимальное напряжение испытывала максимальная межоконная перемычка Ямах,Ведомый вал 20 передает левосторонний крутящий момент на соединенный с ним стакан 21 и через квадратную направляющую на пустотелый ниппель 22, в результате чего ловильный инструмент передает увеличенный крутящий момент верхней прихваченной трубе, Верхняя прихваченная труба начинает отворачиваться а подпружиненный ниппель 22 перемещается вверх в гайке 24 на длину резьбы. В случае невозможности отвернуть сильно закрепленную резьбу в соединении труб производят отворот устройства от колонны развинчиваемых труб. Для этого необходимо заблокировать редуктор, соединив ведущий вал 14 с ведомым валом 20, Для этого в колонну труб забрасывают шарик, который,опускаясь, проходит через осевое отверстие клапана 3 и садится на конусное отверстие блокировочной втулки 26. При создании перепада давления в колонне труб срезаются штифты 26, удерживающие втулку, которая квадратной направляющей заходит в квадратное отверстие ниппеля 22, Опускаясь, втулка 26 открывает циркуляционные отверстия на ведущем валу 14, циркуляция при этом восстанавливается через них и через отверстия в валу 20, Убедившись 55в наличии циркуляции которая показывает,что втулка 26 гарантированно сблокировалаведущий вал 14 и ведомый вал 20, прекращает подачу промывочной жидкости. Для разьякоривания корпуса 2 в колонну труб забрасывают шар, который, опускаясь, садится на конусное отверстие клапана 3, При создании перепада давления клапан сжимает пружину 4 и опускается, при этом открываются отверстия в переводнике 1 и промывочная жидкость через отверстия (в) в верхней крышке 8 проходит в кольцевую полость моментного гидроцилиндра 5 и воздействует на несущие лопасти поворотного ротора, который проворачивается вместе с профильным кулачком в обратную сторону. Вследствие чего профильный кулачок позволяет пружинам 11 сводить тормозные планки, освобождая таким образом устройство от заякоривания, Вращая колонну труб, отвинчивают устройство от извлекаемых труб, Освобожденное устройство извлекают из скважины. Формула изобретения 1, Устройство для развинчивания труб в скважине, включающее корпус с размещенным в нем полым валом, имеющим в верхней части средство для связи с колонной труб, якорящий узел с установленными в корпусе с возможностью радиального перемещения тормозными плашками, преобра- зователь вращения с ведущим валом, связанным с полым валом корпуса и ведомым валом, имеющим в нижней части средство для связи с извлекаемыми трубами, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения надежности в работе устройства путем обеспечения возможности увеличения передаваемого крутящего момента,. преобразователь вращения выполнен в виде реверсивного синусошарикового редуктора с расположенным на ведущем валу шпоночным делителем крутящего момента и жестко связанным с корпусом водилом, а якорящий узел выполнен в виде установленного в верхней части корпуса и гидравлически связанного с полостью вала корпуса реверсивного моментного гидроцилиндра с поворотным ротором и жестко связанным с последним фигурным кулачком, установленным с возможностью взаимодействия в рабочем положении с тормозными плашками якоря щего узла.2, Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что рабочие шпанки шпоночного делителя моментов установлены в исходном положении с угловым смещением в поперечной плоскости относительно боковой поверхности шпоночного паза ведущего вала в сторону, противоположную направлению его вращения, причем угловое смещение рабочих шпонок равномерно увеличивается книжнему торцу шпоночного паза, а расстояния между окнами водила в продольной плоскости увеличиваются прямо пропорционально угловому смещению рабочих шпонок, причем последнее определяется в соответствии со следующей зависимостью; О Ьр= -игде Лр - угловое смещение рабочих шпонок,рад;а- смещение в поперечной плоскостисоседних планетарных рядов реверсивного 5 редуктора, рад;и - число рядов реверсивного синусошарикового редуктора,,Л Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород; ул.Гагарин Заказ 2371 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5