Внутренняя труболовка

 

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и предназначено для захвата за внутреннюю поверхность, удержания и подъема оставшихся в скважине в результате аварии труб. Внутренняя труболовка содержит корпус с наружной винтовой поверхностью. Верхняя часть корпуса присоединена к переводнику, а нижняя - к наконечнику. Труболовка содержит захватное устройство с внутренней винтовой поверхностью, ответной наружной винтовой поверхности корпуса, и ограничительное устройство. Ограничительное устройство выполнено в виде втулки, размещенной в верхней части наконечника. Захватывающее устройство в нижней части имеет конусную направляющую и цилиндрическую поверхность. Цилиндрическая поверхность входит во втулку с возможностью осевого перемещения относительно корпуса и длина цилиндрической поверхности соответствует величине свободного хода захватного устройства в осевом направлении. Использование заявленного решения позволяет повысить надежность работы путем предотвращения повреждения захватного устройства при вводе в аварийную трубу за счет уменьшения радиальных усилий захватного устройства и аварийной трубы и за счет фиксации осевого перемещения захватной втулки с помощью конусной направляющей и цилиндрической поверхности, размещенной в ограничительной втулке. 1 ил.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и предназначено для захвата за внутреннюю поверхность, удержания и подъема оставшихся в скважине в результате аварии труб.

Известен скважинный ловитель, который содержит корпус с переводником, направляющий элемент и размещенный внутри корпуса узел захвата с поворотной подпружиненной полой обоймой и гибким элементом, нижний конец которого закреплен на направляющем элементе, а верхний установлен с возможностью взаимодействия с обоймой, см. авторское свидетельство СССР 866125 по кл. Е 21 В 23/00, опубл. 1980 г.

Недостатком этого ловителя является малая надежность в работе, так как возможно заклинивание подпружиненной обоймы в пазах корпуса в случае заполнения пазов шлаком. Кроме того, устройство ловителя является неосвобождающимся, что в случае захвата колонны труб может привести к дополнительным осложнениям в скважине.

Известен ловитель для извлечения скважинного оборудования, который содержит корпус с окнами в виде винтовых прорезей. В полости корпуса установлен патрубок. На патрубке размещена подпружиненная втулка с конической наружной поверхностью и плашки. Плашки установлены в окнах корпуса и имеют возможность осевого перемещения, см. патент США 4127297 по кл. Е 21 В 31/00, опубл. 1978 г.

Известна внутренняя труболовка, на захватной втулке которой выполнена нарезка в виде многозаходной резьбы, служащая для обеспечения сцепления с аварийной трубой, и имеются продольные прорези, которые выполнены по спиральной линии. При вводе в аварийную трубу захватная втулка деформируется в радиальном направлении за счет прорезей, см. авторское свидетельство СССР 1278442 по кл. Е 21 В 31/18, опубл. 1986 г.

Однако надежность захвата зависит и определяется контактной площадью захватной втулки с аварийной трубой.

Известна внутренняя труболовка, захватная втулка которой выполнена в виде отдельных сегментов, концы которых имеют Т-образные выступы и размещены в обоймах с возможностью ограничения радиального перемещения. Верхняя обойма взаимодействует с корпусом с помощью пружины, см. авторское свидетельство СССР 1559106 по кл. Е 21 В 31/20, опубл. 1990 г.

Недостатком этого ловителя является сложность конструкции и ненадежность работы, обусловленные наличием пружин, обойм и Т-образных выступов.

Известен скважинный ловитель, который имеет корпус с продольными прорезями и окнами. Внутри корпуса установлен подпружиненный шток, а снаружи - подпружиненная цанга с лепестками, расположенными в продольных окнах. В продольных прорезях корпуса установлены ограничители цанг со стопорными элементами, см. патент Российской Федерации 2117978 по кл.Е 21 В 31/18, опубл. 1998 г.

Конструктивное выполнение этого ловителя не гарантирует надежность при эксплуатации.

Известна внутренняя труболовка, содержащая корпус с наружной винтовой поверхностью, верхняя часть которого присоединена к переводнику, а нижняя - к наконечнику, захватное устройство с внутренней винтовой поверхностью, ответной наружной винтовой поверхности корпуса, и ограничительное устройство, см. авторское свидетельство СССР 1645455 по кл. Е 21 В 31/20, опубл. 1991 г. На наружной поверхности упругой захватывающей втулки в исходном положении установлено кольцо с радиальными выступами с возможностью ограниченного осевого перемещения и посадки в рабочем положении на торец извлекаемых труб.

Данное техническое решение принято за прототип настоящего изобретения.

Однако надежность работы труболовки-прототипа определяет кольцо, установленное на наружной поверхности захватывающей втулки. При вводе труболовки в аварийную трубу торец аварийной колонны сталкивает кольцо с захватной втулки и только после этого захватная втулка осуществляет захват аварийной трубки.

В основу настоящего изобретения положено решение задачи повышения надежности работы труболовки путем предотвращения повреждения захватного устройства при вводе в аварийную трубу.

Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что во внутренней труболовке, содержащей корпус с наружной винтовой поверхностью, верхняя часть которого присоединена к переводнику, а нижняя - к наконечнику, захватное устройство с внутренней винтовой поверхностью, ответной наружной винтовой поверхности корпуса, и ограничительное устройство выполнены в виде втулки, размещенной в верхней части наконечника, а захватное устройство в нижней части имеет конусную направляющую и цилиндрическую поверхность, при этом цилиндрическая поверхность входит во втулку с возможностью осевого перемещения относительно корпуса и длина цилиндрической поверхности соответствует величине свободного хода захватного устройства в осевом направлении.

Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "новизна".

За счет реализации отличительных признаков изобретения (в совокупности с признаками, указанными в ограничительной части формулы) достигаются важные новые свойства объекта.

В предложенном техническом решении повышение надежности работы труболовки путем предотвращения повреждения захватного устройства при вводе в аварийную трубу достигается выполнением ограничительной втулки в наконечнике, в которой размещена цилиндрическая поверхность захватного устройства, и наличием конусной направляющей, при этом ход цилиндрической поверхности во втулке равен свободному ходу захватного устройства, что обеспечивает надежность захватного устройства при вводе в аварийную трубу.

Заявителю не известны какие-либо публикации, которые содержали бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат. В связи с этим, по мнению заявителя, можно сделать вывод о соответствии заявленного технического решения критерию "изобретательский уровень".

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображена внутренняя труболовка.

Внутренняя труболовка содержит: - корпус 1, имеющий винтовую (геликоидальную) поверхность 2 правого направления у труболовок с левой присоединительной резьбой и левого направления у труболовок с правой присоединительной резьбой; - переводник 3, обеспечивающий присоединение труболовки к колонне бурильных или иных труб; - наконечник 4; - захватное устройство 5 в виде цанг, имеющее внутреннюю винтовую (геликоидальную) поверхность 6, соответствующую винтовой поверхности 2 корпуса 1, снаружи - зубья, нарезанные по многозаходной винтовой линии, имеющей те же направления и ход, что и внутренняя винтовая поверхность; в нижней части захватного устройства 5 имеются конусная направляющая 7 и цилиндрическая поверхность 8; - ограничительная втулка 9, не позволяющая захватному устройству перемещаться в радиальном направлении.

Работа внутренней труболовки заключается в следующем. Присоединяют переводник 3 труболовки к нижнему концу ловильной колонны (не показана). Захватное устройство 5 находится в крайнем нижнем положении, при этом цилиндрическая поверхность 8 входит в ограничительную втулку 9, размещенную в наконечнике 4.

Спускают ловильную колонну с труболовкой в скважину. Во время спуска труболовки при достижении наконечником 4 верхнего торца аварийной трубы он входит внутрь до того момента, пока торец трубы не упрется в конус 7. Все диаметры винтовой поверхности 6 захватного устройства 5 существенно больше диаметров винтовой поверхности 2 корпуса 1, что обеспечивает радиальный зазор, позволяющий захватному устройству 5 сжиматься при вводе в аварийную трубу.

При продолжении опускания труболовки захватное устройство 5 сжимается и проходит внутрь аварийной трубы, плотно прижимаясь за счет своих упругих свойств к внутренней поверхности 6, а за счет наружных зубьев возникает значительная сила трения. Одновременно две винтовые поверхности 2 и 6 плотно прижимаются друг к другу, образуя резьбовое соединение. На данный момент между нижним торцом цилиндрической поверхности 8 захватного устройства 5 и верхним торцом наконечника 4 (поверхность А) нет зазора.

Проводят расклинивание захватных элементов 5. При дальнейшем повороте труболовки влево (при использовании труболовки с правой присоединительной резьбой) или вправо (при использовании труболовки с левой присоединительной резьбой) за счет образовавшегося резьбового соединения 2 и 6 захватное устройство 5 свинчивается вверх, образуя зазор на поверхности (то есть за счет трения между зубьями захватного устройства 5 и внутренней поверхностью аварийной трубы захватное устройство 5 остается на месте, а корпус 1 опускается вниз). Зазор позволяет при дальнейшем натяжении колонны бурильных или иных труб захватному устройству 5 расклиниваться по винтовой поверхности 2 корпуса 1. Зубья захватного устройства 5 врезаются во внутреннюю поверхность аварийной трубы и надежно ее удерживают.

Осуществляют подъем аварийной трубы, медленно поднимая ловильную колонну.

Предложенное устройство может быть изготовлено промышленным способом, что подтверждают испытания опытной партии и это обусловливает, по мнению заявителя, его соответствие критерию "промышленная применимость".

Использование заявленного решения позволяет повысить надежность работы труболовки, снижая вероятности поломки захватного устройства при вводе в аварийную трубу, за счет уменьшения радиальных усилий захватного устройства аварийной трубы и за счет фиксации осевого перемещения захватной втулки с помощью конусной направляющей и цилиндрической поверхности, размещенной в ограничительной втулке. При отсутствии конусной направляющей и цилиндрической поверхности в захватном устройстве и при наличии значительного радиального зазора, а соответственно, и перемещения между двумя винтовыми поверхностями труба упирается в нижний торец захватного устройства и при дальнейшем движении ломает его.

Формула изобретения

Внутренняя труболовка, содержащая корпус с наружной винтовой поверхностью, верхняя часть которого присоединена к переводнику, а нижняя - к наконечнику, захватное устройство с внутренней винтовой поверхностью, ответной наружной винтовой поверхности корпуса, и ограничительное устройство, отличающееся тем, что ограничительное устройство выполнено в виде втулки, размещенной в верхней части наконечника, а захватное устройство в нижней части имеет конусную направляющую и цилиндрическую поверхность, при этом цилиндрическая поверхность входит во втулку с возможностью осевого перемещения относительно корпуса и длина цилиндрической поверхности соответствует величине свободного хода захватного устройства в осевом направлении.

РИСУНКИ

Рисунок 1