Устройство для отворачивания бурильных труб в скважине

 

Изобретение относится к буровой техники и может быть использовано для ликвидации прихвата бурильной колонны. Цель - упрощение конструкции устройства и повышение надежности его работы. Для этого гайка 3 узла преобразования поступательного движения во вращательное установлена в корпусе 1 свободно с возможностью фрикционного взаимодействия в рабочем положении ее нижнего торца с корпусом 1. Последний связан с полым шпинделем 6 посредством обгонной муфты последнего. Винт 2 узла преобразования поступательного движения во вращательное выполнен в нижней части с хвостовиком 9 с участком профильной наружной поверхности. В полости шпинделя 6 имеется профильная поверхность, ответная участку профильной наружной поверхности хвостовика для взаимодействия с последней в крайнем положении хвостовика. Шпиндель 6 связан с корпусом 1 обгонной муфтой 7. Перед работой муфта 7 настраивается на требуемый для отворота крутящий момент, т.е. частоту вращения корпуса 1 с учетом его массы и момента инерции, поэтому вероятность неудачного спуска устройства очень мала. В случае же невозможности отворота влево винт 2 опускают в крайнее нижнее положение относительно корпуса и отворачивают метчик вправо при помощи ловильной колонны. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕтСНИХ соцИАлистических

РЕСПУБЛИК (19) (11) jgI)s F. 21 В 31/00

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОП{РЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н A ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2i) 4309402/23-03 (22) 22.09.87 (46) 15.05.90. Бюл. ¹ 18 (75) В.А.Вареник, Ю.В,Дубленич и М.Н.Чучвич (53) 622.248. 13 (088 .8) (56) Справочник инженера по бурению.

М,: Недра, 1973, т.2, с.125-156, Авторское свидетельство СССР № 794185, кл. Е 21 В 31/00, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТВОРАЧИВАНИЯ

БУРИЛЬНЫХ ТРУБ В СКВАЖИНЕ (57) Изобретение относится к буровой технике и м.б. использовано для ликвидации прихвата бурильной колонны.

Цель — упрощение конструкции устр-ва и повышение надежности его работы.

Для этого гайка 3 узла.преобразования поступательного движения во вращательное установлена в корпусе 1 свободно с возможностью фрикционного взаимодействия в рабочем положении ее нижнего торца с корпусом,f Последний связан с полым шпинделем 6 посредством обгонной муфты последнего. Винт 2 узла преобразования поступательного движения во вращательное выполнен в нижней части с хвостовиком 9 с участком профильной 15 наружной поверхности. В полости шпин деля 6 имеется профильная поверхность, ответная участку профильной наружной поверхности хвостовика для взаимодействия с последней в крайнем нижнем положении хвостовика. Шпинедль 6 связан с корпусом 1 обгонной муфтой 7. ,Перед работой муфта 7 настраивается на требуемый для отворота крутящий момент, т.е. частоту вращ -ния корпуса

1 с учетом его массы и момента инерции, поэтому вероятность неудачного спуска устр-ва очень мала. В случае же невозможности отворота влево винт

2 опускают в крайнее нижнее положе.ие относительно корпуса и отворачивают метчик вправо при помощи ловильной колонны. 1 ил.

Изобретение, относится к буровой ,технике и может быть использовано при ликвидации прихвата бурильной

1колонны путем отворачивания бурильных труб в скважине. 20

Цель изобретения — упрощение конструкции устройства и повышение надежности его работы.

На чертеже изображено устройство, разрез. 25

Устройство состоит из цилиндрического толстостенного корпуса 1, узла преобразования поступательного движения во вращательное в виде полого винта 2 с резьбой в верхней части для 1п связи с колонной труб и гайки 3, связанной с винтом 2 несамотормозящимся резьбовым соединением и свободно установленной в корпусе.

Корпус имеет кольцевую проточку 4 для взаимодействия с ним гайки 3, амортизатор 5, полый шпиндель 6, связанный с корпусом обгонной муфтой 7 и расположенный в нижней части полости корпуса при помощи двухрядного 4О шарового замка 8.

Бинт 2 имеет в нижней части хвостовик 9 с несущим упором 10 и участком профильной наружной поверхности, например„ в виде шлицов 11. В полости 45 шпинделя 6 имеется профильная поверхность, например, в виде шлицов 12, ответная участку профильной наружной поверхности хвостовика ° Шпиндель 6 на выходящем из корпуса конце имеет резьбу для соединения с переводником, мет шком, колоколом и т.п„ловильным инструментом.

Гайка 3, выполненная, например, в виде колокола, имеет в нижней части прорези для образования упоров треугольной формы гайки на корпус. Амортизатор 5 связан с корпусом 1 через поцшппнпк качен»я. Гайка 3 и несущий упор 10 имеют на верхних торцах шари-. ковые венцы, Обгонная муфта 7 своей ведомой частью закреплена на верхнем конце шпинделя 6, а ведущей частью жестко соединена с внутренней поверхностью корпуса 1.

Полый винт 2 может быть выполнен как с левой так и с правой винтовой поверхностью, а его полость соединяет внутреннюю полость ловильной колонны с полостью шпинделя 6. На конце хвостовика 9 над шлицами 11 установлено уплотнение, Устройство работает следующим образом.

Рассмотрим случай отворота влево.

К шпинделю 6 снизу подссединяют метчик, затем к верхнему концу винта

2 присоединяют бурильные трубы, на которых устройство спускают в скважину. При этом корпус 1 висит на несущем упоре 10 хвостовика 9. В процессе спуска можно промывать скважину, так как нижний конец хвостовика 9 находится внутри полости шпинделя б.

В случае, если метчик при спуске в скважину упрется в уступ на стенке скважины, корпус 1 остановится, а винт 2 вместе с ловильной колонной будет продолжать движение вниз, при этом винт 2 через гайку 3 провернет корпус влево, что будет способство-вать соскакиванию метчика с уступа и дальнейшему спуску устройства. При накрытии головы" прихваченных труб метчиком корпус 1 снова останавливается, а,винт 2 вместе с ловильной колонной будет опускаться относительно корпуса 1 до тех пор, пока замковое соединение винта с ловильной колонной не упрется в амортизатор 5 корпуса 1. Таким образом, винт 2 переместиться в крайнее нижнее положение относительно корпуса, а шляпы

1564322

l0

55

11 хвостовика 9 войдут в зацепление со шпицами 12 в полости шпинделя 6.

Момент зацепления шлицов четко отмечается по уменьшению веса на -крюке талевой системы буровой установки °

После этого вращают ловильную колонну влево и тем самым закрепляют метчик к "голове прихваченных труб, так как крутящий момент от ловильной колонны через винт 2, хвостовик

9, шпицы 11 и 12 передается шпинде— лю 6 и метчику. Корпус 1 устройства при закреплении метчика не вращается, потому,что он связан со шпчнделем шаровым замком 8 я обгонная муфта не работает при малой частоте вращения.

После. закрепления метчика r-.îññòàнавливают циркуляцию бурового раствора (если она есть) и на поверхности регистрируют давление в стояке манифольда буровой. Затем приподнимают ловильную колонну на заданную высоту, чтобы разьединить шпицы 11 и 12, и начинают раскручивать корпус устройства, совершая "расхаживание" ловильной колонны — подпимяют и опускают ее, например, на высоту

0,5 м. В процессе расхяж;-;вяния при ходе вниз винт 2 давит на гайку 3 с оп," оделенным усилием и проворачивает ее влево. Гайка 3 под действием осевого давлечия и проворачивяния винтом 2 своими упорами внедряется в нижнюю поверхность кольцевой проточки 4 корпусы 1 (эта поверхность покрыта упругим материалом, н;.:-.ример, полиуретаном) и проворачивает корпус вокруг его оси влево. При ходе винта 2 вверх гайка 3 приподнимается, ударяется верхним торцом в верхнюю поверхность кольцевой проточки 4 и соскакивает, вращаясь по винту вниз.

Однако, веса гайки 3 недостаточно для сцепления ее упоров с полиуретановой подстилкой, поэтому гайка скользит по последней, не мешая вращению корпуса. Шпиндель б устройства, будучи через метчик соединенным с прихваченными в скважине трубами, не вращается при раскручивании корпуса 1 устройства. После совершения предварительно заданной серии рабочих ходов винта 2 частота вращения корпуса 1 достигает значения, при котором срабатывает обгонная муфта 7 и передает крутящий момент шпинделю

6, а через него и метчик — трубам прихваченной в скважине колонны. Г!роисходит удар с заданной величиной крутящего моиента. При этом крутящий и реактивный моменты не передаются ловильной колонне благодаря наличию несамотормозящейся винтовой пары и возможности свободного перемещения гайки 3 в кольцевой проточке 4 корпуса 1, который вращается. Если после удара приподнять ловильную колонну на высоту, обеспечивающую контакт несущего упора 10 с корпусом 1, то произойдет отвинчивание трубы от прихваченной в скважине колонны. Момент отсоединения трубы регистрируется на поверхности по падению давления в стояке. Затем поднимают устройство с отвинченной трубой из скважины, отсоединяют от него извлеченную трубу и снова спускают устройство в скважину. Вышеописанные операции повторяют до полного извлечения прихваченной колонны из скважины.

Наличие несамотормозящегося винтового соединения позволяет использовать ловильную колонну с правыми резьбовыми соединениями для отвинчивания устройством =руб прихваченной в скважине колонны как с правыми, так и с левыми резьбями.

Перед работой обгонная муфта настраивается на требуемый для отворота крутящий момент, т.е. частоту вращения корпуса с учетом его массы и момента инерции, поэтому вероятность неудачного спуска устройства очень мала. В случае же невозможности отворота влево, винт 2 опускается в крайнее нижнее относительно корпуса 1 положение, чтобы соединить шлицы 11 и 12, и отворачивают метчик вправо при помощи ловильной колонны, Подшипник качения в амортизаторе

5 и шариковые венцы на гайке 3 и несущем упоре 10 служат для предот— вращения потерь энергии вращающегося корпуса при работе устройства путем снижения трения между этими деталями и корпусом.

Формул а изобретения

Устройство для отворачивания бурильных труб в скважине, включающее корпус, размещенный в его нижней части с возможностью вращения почьл" ю..

1564322

Составитель И.Левкоева

Техред Л.Сердюкова Корректор Н.Король

Редактор M.Товтин

Заказ 1145 Тираж 464 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент" > r.Ужгород, ул. Гагарина,!01 шпиндель с обгонной муфтой в верхней части и резьбой - в нижней под ловильный инструмент, узел преобразования поступательного движения во

5 вращательное в виде расположенных в полости корпуса винта, имеющего в верхней части резьбу для связи с колонной труб, и гайки, связанные с винтом несамотормозящимся резьбовым 1п соединением, о т л и ч а ю щ е е с я (: тем, что, с целью упрощения конструк,, ции устройства и повышения надежности (, его работы, гайка узла преобразования поступательного движения во вращательное установлена в корпусе свободно с возможностью фрикционного взаимодействия в рабочем положении ее нижнего торца с корпусом, при этом корпус связан с полым шпинделем посредством обгонной муфты последнего, винт узла преобразования поступательного движения во вращательное выполнен в нижней части с хвостовиком с участком профильной наружной поверхности, а шпиндель в его полости имеет профильную поверхность, ответную участку профильной наружной поверхности хвостовика, для взаимодействия с последней в крайнем нижнем положении хвостовийа.