UA54559C2 - Механічний яс - Google Patents

Abstract

Механічний яс включає корпус із ковадлами та шліцьовим штоком. До корпуса приєднано стакан, усередині якого установлений гідравлічний буфер нижнього бою, що складається із гідроциліндра з ударним фланцем, поршня зі спрямовуючим патрубком і прямоточним каналом, усередині якого розміщений сферичний клапан тимчасової дії. Поршень сполучено зі штоком за допомогою подовженого перехідника з виконаним зовнішнім конусом. Технічний результат: за рахунок виключення багаторазових спуско-підйомних операцій і швидкого звільнення прихвачених колон скорочується час ліквідації прихватів.

Description

Опис винаходу

Винахід належить до нафтогазовидобувної промисловості, зокрема, до глибинних пристроїв, призначених 2 для ліквідації прихватів колони труб у свердловині

Відомий механічний яс ( а.с. Мо 1691504 М. Кл5 Е 21 В 31/107 від 15.11.91 р. Бюл. Мо 42), який складається з корпуса з ковадлами, штока з відповідним числом бойків, вузла розчеплення у вигляді конусної пари, при цьому, відстані між усіма бойками і ковадлами рівні між собою при крайньому нижньому положенні штока, а всі бойки мають прокладки з пластичного металу. 70 При такому технічному рішенні сила удару обмежена розміром пружної деформації розтягнутої бурильної колони, що залежить від кута ухилу твірної заклиненою конічною парою, а так як, періодичність його ударів коливається у певних межах (1 - 4хв.), ударні імпульси не можуть накластись один на одного внаслідок загасання їх у матеріалі бурильної колони.

Іншим недоліком цього механічного яса є неможливість досягнення хаотичної частоти ударних імпульсів і 72 регульованої величини сили удару, а також впливати на прихвачену колону спрямованою униз ударною енергією.

Найбільше близьким по технічній сутності і результату, що досягається, до запропонованого об'єкта є механічний яс (а.с. Мо 832044 М кл. З Е 218 2300 від 25.05.81 Бюл. Мо 19), що містить корпус із ковадлами зі зростаючими, знизу у верх, відстанями між ними, усередині якого установлений шток, що виконаний, принаймні, їз двох частин, які утворюють додаткові конічні пари, що заклинюють, ( вузли розчеплення). При цьому, відстані між взаємодіючими торцями пар, що заклинюють, відповідають відстаням між ковадлами, а кути ухилу заклинювання пар виконані зростаючими в напрямку, протилежному прикладеному тяговому зусиллю.

Недоліком цього пристрою є неможливість фіксування штока, при крайньому його положенні, з метою миттєвого його зриву під час розвантаження ваги бурильної колони для впливу на прихвачену колону труб с спрямованою униз ударною енергією і зміні величини сили удару. Ге)

Задачею цього винаходу є підвищення ефективності роботи механічного яса і скорочення часу для ліквідації прихватів колони труб у свердловині, за рахунок можливості створення його механізмом спрямованої униз ударної енергії і зміни сили удару шляхом заміни конусів у вузлах розчіплювання на конуси зі зміною кута ухилу до їх твірної. о

Для вирішення поставленої задачі в механічному ясі біударної дії, який включає корпус із ковадлами ю верхнього бою, усередині якого установлені зчленовані вузлами розчеплення шліцевий шток і конічна втулка, що мають ударні торці, відстані між якими відповідають відстаням між ковадлами, а кути ухилу обернених конусів у о вузлах розчеплення виконані зростаючими в напрямку, протилежному прикладеному тяговому зусиллю, «І відповідно до винаходу, до корпуса приєднаний стакан із нижнім ніпелем замка бурильних труб, усередині якого 3о установлений гідравлічний буфер нижнього бою, що складається із гідроциліндра з ударним фланцем, поршня з о спрямовуючим патрубком і прямоточним каналом, усередині якого розміщений сферичний клапан тимчасової дії.

Поршень сполучений із штоком за допомогою подовженого переходника з виконаним зовнішнім конусом, що є елементом вузла розчеплення із циліндричною розточкою конічної втулки, при цьому, усі вузли розчеплення « складають пари заклинення конуса із внутрішнім циліндром. З 50 На фіг.1 зображений пристрій у вихідному становищі, загальний вид; с На фіг.2 виносний елемент І на фіг.1; з» На фіг.3 зображений пристрій у робочому становищі, при ударі у верх, загальний вид;

На фіг.4 пристрій у робочому становищі, при ударі униз, загальний вид.

Механічний яс біударної дії складається з корпуса 1 із ковадлами верхнього бою 2 і 3, сполученого зі шліцевою втулкою 4, в усередину якої телескопічне встановлений із можливістю знакоперемінного осьового і-й переміщення і передачі круглого моменту шліцевий шток 5. Шліцевий шток 5 постачений ударним торцем 6 і «їз» утримується від переміщення уверх вузлом розчеплення 7, а також дублюючим вузлом розчеплення 8.

Кожний вузол розчеплення фрикційного типу, що складає заклинюючу пару конусів із внутрішнім циліндром, і-й сила зчеплення яких заснована на принципі кута тертя сталь по сталі. с 20 Кути ухилу твірних конусів заклинювання збільшуються в напрямку, протилежному зростаючому зусиллю.

На штоці 5 виконаний конус 9, що є елементом вузла розчеплення 7 із вільно установленою в корпусі 1 с конічною втулкою 10. Конічна втулка 10 постачена ударним торцем 11, оберненим конусом 12 і циліндричною розточкою 13. Відстані між ударним торцем б пшіцевого штока 5 і ударним торцем 11 конічної втулки 10 відповідають відстаням між ковадлами 2 і 3. Обернений конус 12 є елементом дублюючого вузла розчеплення 8 і 29 заклинюється у внутрішньому циліндрі 14 стакана 15. При цьому, кут ухилу конуса 12 більше кута ухилу конуса 9

ГФ) (4 ВД 224 о), тобто кути ухилу обернених конусів в вузлах розчеплення виконані зростаючими в напрямку юю протилежному прикладеному тяговому зусиллю, що забеспечує черговість роботи вузлів розчеплення. Стакан 15, різзю приєднаний до корпуса 1, усередині якого розташований гідравлічний буфер 16 нижнього бою.

Гідравлічний буфер 16 нижнього бою складається із гідроциліндра 17, що заповнений робочою рідиною 18, 60 поршня 19 із спрямовуючим патрубком 20, ударним фланцем 21. У поршні 19 (див. виносний елемент 1 фіг.2) виконаний прямоточний канал 22 із верхнім сідлом клапана 23. Усередині каналу 22 розташовується сферичний клапан 24 тимчасової дії і утримується спеціальним гвинтом із циркуляційним прохідним отвором 25. Поршень 19 сполучений із шліцевим штоком 5 за допомогою подовженого перехідника штока 26 із зовнішнім конусом 27, який є елементом вузла розчеплення, у верхній його частині . Кут ухилу конуса 27 дорівнює куту ухилу оберненого 65 конуса 9 (0! - о). При осьовому переміщені штока 5 в крайнє верхнє положення, конус 27 заклинюється в циліндричній розточці 13 конічної втулки 10 (див. фіг.3) ії в парі утворюють вузол розчеплення штока, що забезпечує нанесення удару униз. Удар завдається ударним фланцем 21 гідравлічного буфера 16 по торцевій площині 28 різьбового ніпеля замка 29, що сполучений різзю з основою стакана 15 і призначеного для кріплення ловильНОГгО інструмента. На вершині шліцевого штока 5 установлена різьбова муфта 30 для з'єднання з бурильною колоною, на якій механічний яс спускається в свердловину. При ускладненні, із метою забезпечення лівостороннього обертання, усі різьбові з'єднання фіксуються стопорними гвинтами 31.

Механічний яс біударної дії працює таким чином.

На колоні бурильних труб механічний яс разом із ловильним інструментом спускають у свердловину і 7/0 З'єднують із "головою" прихваченої колони. Конструктивно, бурильна колона за допомогою замкової муфти 30, сполучена зі шліцевим штоком 5, і спочатку яс приводиться в дію натяжінням бурильної колони. Коли тягове зусилля у дублюючому вузлі розчеплення 8 досягне граничної величини, конус 12 конічної втулки 10 різко роз'єднається з внутрішнім циліндром 14 і ударний торець 11, за рахунок енергії пружної деформації колони, завдасть удару по ковадлу З, внаслідок чого, обернений конус У шліцевого штока 5 миттєво роз'єднається з 7/5 Конічною втулкою 10 у вузлі розчеплення 7 і, за рахунок запасу кінетичної енергії пружної деформації бурильної колони, ударний торець 6 завдасть спрямованого уверх удару по ковадлу 2. У момент роз'єднання вузла розчеплення 7, конічна втулка 10 із великим прискоренням переміститься униз і зовнішній конус 27 подовженого перехідника штока 26, що сполучився з нею, заклиниться в циліндричній розточці 13, при цьому, поршень 19 гідроциліндра 17 розташується в крайньому верхньому положенні.

Потім розвантажують бурильну колону. При розвантаженні, із переміщенням шліцевого штока 5 униз, обернений конус 9 заклиниться в конічній втулці 10, а обернений конус 12 у внутрішньому циліндрі 14. При досягненні граничної величини осьового зусилля, зовнішній конус 27 роз'єднається з циліндричною розточкою 13 конічної втулки 10, і ударний фланець 21 гідравлічного буфера 16, за рахунок енергії пружної деформації стиску бурильної колони, завдасть спрямований униз удар по торцевій площині 28 різьбового ніпеля замка 29. У сч об Момент удару, імпульсом прямоточного прямування робочої рідини 18, сферичний клапан 24, що знаходиться в гідроциліндрі 17 під поршнем 19, перекриє верхнє сідло клапана 23, що забезпечить зберігання енергії удару. і)

При рівномірному прямуванні поршня 19 униз, сферичний клапан 24 опуститься униз, забезпечивши циркуляцію рідини в прямоточному каналі 22, що дозволить заклинитися оберненому конусу 12.

Використання механічного яса при ліквідації ускладнень і аварій пов'язаних із прихватом колони труб, Ге! зо зривом пакерів, значно скоротить час і витрати, за рахунок виключення багаторазових спуско-підйомних операцій і швидкого звільнення прихвачених колон. юю ів)

Claims (1)

1. Формула винаходу « ШИ о , , , , Іс) Механічний яс, який включає корпус із ковадлами верхнього бою, усередині якого установлені зчленовані вузлами розчеплення шліцьовий шток і конічна втулка, що мають ударні торці, відстані між якими відповідають відстаням між ковадлами, а кути ухилу обернених конусів у вузлах розчеплення виконані зростаючими в напрямку, протилежному прикладеному тяговому зусиллю, який відрізняється тим, що до корпуса приєднаний « 70 стакан із нижнім ніпелем замка бурильних труб, усередині якого установлений гідравлічний буфер нижнього бою, з с що складається із гідроциліндра з ударним фланцем, поршня з спрямовуючим патрубком і прямоточним каналом, усередині якого розміщений сферичний клапан тимчасової дії, поршень сполучений із штоком за и . . . . а допомогою подовженого перехідника з виконаним зовнішнім конусом, що є елементом вузла розчеплення із циліндричною розточкою конічної втулки, при цьому усі вузли розчеплення складають пари заклинення конуса із внутрішнім циліндром. 1 щ» 1 1 3е) іме) 60 б5