Устройство для захвата бурильных труб муфтового соединения

 

Изобретение относится к бурению скважин. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства. Устройство состоит из корпуса 1 с размещенными в нем ползунами 3, имеющими клиновые поверхности (КП) 4 и захватные элементы в виде шариков 5. Каждый ползун 3 выполнен с вертикальной замкнутой беговой дорожкой 10 под шарики 5, высота рабочей зоны 11 которой больше суммы длины зоны для размещения муфты 6 и диаметра шарика 5. Суммарный зазор L<SB POS="POST">з</SB> между шариками 5 больше длины зоны для размещения муфты 6, но меньше высоты L<SB POS="POST">P</SB> рабочей зоны 11.В верхней части ползунов 3 КП 4 выполнены в виде параллельного рабочей зоне 11 отрезка беговой дорожки, соединенного с ней наклонным участком (НУ). Каждый ползун 3 имеет отсекатель с рукояткой 18, установленный над НУ с возможностью перекрытия рабочей зоны 11 или НУ. Отсекатель выполнен в виде шарнирно соединенной с ползуном 3 поворотной пластины 19. При прохождении трубы 7 вниз шарики 5 непрерывно катятся по дорожке 10. При этом в рабочей зоне 11 всегда находится как минимум один шарик 5. Это обеспечивается соотношением размеров высоты L<SB POS="POST">P</SB> рабочей зоны 11, зазора L<SB POS="POST">з</SB> и диАМЕТРА шАРиКА D<SB POS="POST">ш</SB>, т.е. при выполнении условий L<SB POS="POST">P</SB>Λ<SB POS="POST">M</SB>+D<SB POS="POST">ш</SB> и L<SB POS="POST">M</SB>+D<SB POS="POST">ш</SB>Λ<SB POS="POST">3</SB> Λ<SB POS="POST">M</SB>. При движении трубы 7 вверх шарик 5 из - за перекрытия рабочей зоны 11 по наклонному участку входит в отрезок 15, где, взаимодействуя с КП 4, обеспечивает захват трубы 7, предотвращая ее выброс из скважины.1 з.п. ф - лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (SD4 E 2I В 19 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ!

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

f10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4221104/23-03 (22) 01.04.87 (46) 15.05.89. Бюл. Р 18 (71) Западно-Сибирский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт технологии глубокого разведочного бурения (72) В.П.Рыболовлев и Б.Ю.Хайруллин (53) 622.242.3 {088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 881293, кл. F. 21 В 19/10, 1979.

Авторское свидетельство СССР

У 796385, кл. Е 21 В 19/10, 1977..Я0 1479608 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАХВАТА БУРИЛЬНЫХ

ТРУБ МУФТОВОГО СОЕДИНГНИЯ (57) Изобретение относится к бурению скважин. Цель изобретения — повышение надежности работы устройства. Устройство состоит из корпуса 1 с размещенными в нем ползунами 3, имеющими клиновые поверхности (КП) 4 и захватные элементы в виде шариков 5. Каждый ползун

3 выполнен с вертикальной замкнутой беговой дорожкой 10 под шарики 5, высота рабочей зоны 11 которой больше

1479608 суммы длины эоны для размещения муфты

6 и диаметра шарика 5. Суммарный зазор 1 между шариками 5 больше длины зоны для размещения муфты 6, но меньше высоты 1,> рабочей зоны ff. КП 4 выполнены в верхней части ползунов 3 в виде параллельного. рабочей зоне 1 1 отрезка беговой дорожки, соединенного с ней наклонным участком (НУ). Каждый ползун 3 имеет отсекатель с рукояткой 18, установленный над НУ с возможностью перекрытия рабочей зоны 11 или НУ. Отсекатель выполнен в виде шарнирно соединенной с ползуном 3 поворотной пластины 19. При прохождеИзобретение относится к бурению скважин, а именно к устройствам для захвата бурильных труб муфтового соединения.

Целью изобретения является повышение надежности в работе устройства.

На фиг.1 схематично изображено предлагаемое устройство, разрез, на

1 фиг.2 — то же, вид сверху; на фиг.3— вид А на фиг.1; на фиг.4 — разрез

Б-Б на фиг.3.

Устройство состоит из корпуса 1 с центральным отверстием 2 и размещенных в нем ползунов 3, имеющих кли" новые поверхности 4 и захватные элементы в виде шариков 5. Диаметр центрального отверстия 2 больше диаметра муфт 6, соединяющих трубы 7. Ползуны

3 установлены в окнах 8 корпуса 1 с возможностью перемещения и фиксиро" ванин болтом 9.

Каждый ползун выполнен с вертикальной замкнутой беговой дорожкой

10 под шарики 5, высота рабочей зоны

11 которой больше суммы длины L зоны для размещения муфты 6 и диаметра 4ш шарика 5, причем суммарный зазор Е между шариками 5 больше длины

I.ö зоны для размещения муфты 6, но .меньше высоты I. рабочей зоны 11, Кроме того, беговая дорожка 10 имеет возвратную зону 12, верхний l3 и нижний 14 участки поворота, Клиновые поверхности 4 выполнены в верхней части ползуна 3 в виде параллельного

1 нии трубы 7 вниз шарики 5 непрерывно катятся по дорожке 10. При этом в рабочей зоне 11 всегда находится как минимум один шарик 5. Это обеспечивается соотношением размеров высоты L рабочей зоны 11, зазора I- и диаметра шарика Йц, т.е, при выполнении условии I. T. +d H T. +d>oI. o I. °

При движейии трубы 7 вверх шарик 5 из-за перекрытия рабочей зоны 11 по наклонному участку входит в отрезок

15, где, взаимодействуя с КП 4, обеспечит захват трубы 7, предотвращая ее выброс из скважины. 1 з.п, ф-лы, 4 ил. рабочей зоне 11 отрезка 15 беговби дорожки, соединенного с ней наклонным участком 16.

Кроме того, каждый ползун 3 имеет шарнирно соединенный с ним отсекатель

17 с рукояткой 18, выполненный в виде поворотной пластины 19 и установлен ный над наклонным участком 16 с возfp можностью перекрытия рабочей зоны 11 или наклонного участка 16.

Устройство работает следующим образом. После монтажа устройства на устье скважины в компоненте оборудования для принудительного спуска труб (рассматривается работа нижнего, неподвижного устройства) в центральное отверстие 2 корпуса вводят трубу 7.

20 При этом ползуны 3 установлены в окнах 8 корпуса 1 и зафиксированы винтами 9 (или другим аналогичным устройством, осуществляющим перемещение и фиксацию) в положении, соответ25 ствующем наружному диаметру спускаемых труб 7. За счет равноудаленности ползунов 3 от продольной оси корпуса

1 обеспечивается центрирование трубы

7 относительно оси корпуса 1, а, сле3О довательно, и относительно продольной оси всей устьевой компоновки, оборудование которой жестко соединено между собой.

При прохождении трубы 7 через уст-. ройство за счет ее контакта с шарика1 ми 5, последние непрерывно катятся

1479608 по беговой дорожке 10. При этом в рабочей зоне l1 всегда будет находиться как минимум один шарик 5, при выходе которого из зоны 11 сверху из участка поворота 13 будет выходить очередной шарик 5. Это обеспечивается соотношением размеров высоты L рабочей зоны l1, суммарного зазора L между шариками одной группы и диамет- ip ра шарика df„, т.е. при выполнении условии L< Ь +1, и 1.„+1ы 1.з результате этого в зоне 11 всегда бу- дет присутствовать хотя бы один ша.рик 5, за счет чего будет обеспечиваться центрирование трубы 7.

При заходе в отверстие 2 муфты 6, соединяющей трубы 7, она отжимает шарик 5, расположенный под ее торцом, 1 вниз, одновременно закрывая цилиндри-2р ческой поверхностью вход из участка поворота 13 в рабочую зону 11 следующему шарику. По мере отжима шарика 5 вниз по каналу рабочей зоны 11 он, продолжая центрировать трубу 7, будет 25 выбирать зазор L между шариками группы, который будет полностью выбран при полном заходе муфты 6 в рабочую зону l1. При этом шарик 5, находящийся на участке поворота 13, полу- 30 чает возможность захода в рабочую зону 11 и, входя в контакт с трубой

7, центрирует ее.

Одновременно шарик 5, расположенный под муфтой 6, выходит из контакта с трубой 7, заходя в участок поворота

14 беговой дорожки 10 и затем в возвратную зону 12 ° Таким образом осуществляется непрерывное центрирование трубы 7 с пропуском муфты 6 благодаря

40 тому, что суммарный зазор L> между шариками 5 в группе превышает длину

Ьц зоны для размещения муфты 6, т.е.

4» 1.м.

При движении шарика 5 по зоне 11 вниз, он за счет собственного веса, а также за счет его принудительного перемещения центрируемой трубой 7 или проходящей муфтой 6 будет поворачивать пластину 19 отсекателя 17 (показано штриховой линией на фиг.3), которая за счет шарнирной установки в ползуне 3 и прнкладываемого крутящего момента от смещенного центра массы рукоятки 18 или пружины (не показана) постоянно перекрывает канал зоны 11. Этим достигается захват трубы 7 при ее перемещении вверх, так как увлекаемый трубой 7 шарик 5 из-за перекрытия канала рабочей эоны

1 (пластиной 19 отсекателя 17 по наклонному участку 16 войдет в отрезок 15 где, взаимодействуя с клиновой поверхностью 4, осуществит захват трубы 7, предотвращая ее выброс из скважины.

При последующем спуске трубы 7 шарик 5, увлекаемый ею, а также за счет собственного веса, беспрепятственно опустится по наклонному участку 16 вниз и далее в участок 14 поворота. При этом пластина 19 отсекателя

17 не будет препятствовать его движению по наклонному участку 16, так как постоянно перекрывает рабочую зону 11. Кроме того, сверху из участка 13 не будут поступать шарики и отжимать отсекатель 17 вследствие того, что при подъеме трубы шарики 5 из возвратной зоны 12 через участок

14 будут выходить в наклонный участок

16 за счет собственного веса. Поэтому при обратном движении вниз благодаря зазору между шариками 5 их качение по рабочей зоне 11 из участка 13 начнется только после полного заполнения беговой дорожки 10 шариками 5.

При необходимости отсекатель 17 может быть повернут рукояткой 18 и зафиксирован в положении перекрытия канала наклонного участка 16 (показано штриховой линией на фиг.3) что позволяет производить беспрепятственный подъем трубы 7 беэ демонтажа устройства с устья скважины. При этом шарики 5 за счет перекрытия наклонного участка 16 отсекателем 17 будут из участка 14,увлекаемые трубой 7, перемещаться вверх по рабочей зоне

11 и далее через участок l3 в возвратную зону 12. Переход муфты 6 вверх через устройство будет производиться так же как при спуске.

При переходе на другой типоразмер спусксемых (поднимаемых) труб переналадка осуществляется перемещением ползунов 3 и фиксированием в нужном положении болтами 9.

Ф о р м ул а и з о б р е т е н и я

1. Устройство для захвата бурильных труб муфтового соединения, включающее корпус с размещенными в нем ползунами, имеющими клиновые поверхности и захватные элементы в виде шариков, о т л и ч а ю щ е е с я

12

1f

Фиг.2 тем, что, с целью повышения надежности в работе, каждый полэун выполнен с вертикальной замкнутой беговой дорожкой под шарики, высота рабочей зоны которой больше суммы длины эоны для размещения муфты и диаметра шарика, причем суммарный зазор между шариками больше длины зоны для размещения муфты, но меньше высоты рабочей зоны, а клиновые поверхности выполнены в верхней части ползуна в виде па79603 6 раллельного рабочей зоне отрезка беговой дорожки, соединенного с ней наклонным участком, при этом каждый

5 полэун снабжен отсекателем установУ ленным над наклонным участком с возможностью перекрытия рабочей зоны или наклонного участка.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что отсекатель выполнен в виде шарнирно соединенной с ползуном поворотной пластины.

1479608

71

Составитель М.Юрьев

Редактор Ю,Середа Техред А.Кравчук

Корр ек тор И. Хуска

Заказ 2513/30 Тираж 515 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент", r. ужгород, Ул Гагаринаю 101