УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМБИНИРОВАННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПРИХВАЧЕННУЮ КОЛОННУ ТРУБ Российский патент 1994 года по МПК E21B31/107 

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, а именно к устройствам для ликвидации прихватов колонны бурильных труб в скважине.

Известно устройство для воздействия на прихваченную колонну труб, включающее корпус, шток, цанговый захват и вибратор.

Недостаток устройства заключается в том, что оно позволяет создавать мощные единичные удары последовательно вверх или вниз, т.е. после удара вниз следует удар вверх, затем снова вниз. При определенных видах прихвата, например при затяжках бурильных труб в желоба, такая последовательность нанесения ударов нежелательна.

Кроме того, при закачке ванны в зону прихвата вибратор не работает, в противном случае будет происходить вымыв ванны.

Известно также устройство для комбинированного воздействия на прихваченную колонну труб (прототип), включающее корпус с отверстиями, полый шток, поршень, упругодеформируемую втулку и вибратор.

Недостаток устройства состоит в том, что оно не позволяет создавать мощные единичные удары в одном направлении (вверх или вниз).

Цель изобретения - расширение технологических возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для комбинированного воздействия на прихваченную колонну труб, включающем полый корпус с радиальными отверстиями, установленный в нем с возможностью ограниченного осевого перемещения полый шток с радиальными отверстиями и жестко закрепленным на нем вибратором, узел расцепления штока и корпуса, содержащий закрепленный на штоке поршень со сферической наружной поверхностью и установленный в корпусе с возможностью взаимодействия с наружной поверхностью поршня упругий элемент, и узел передачи крутящего момента, поршень выполнен с оппозитными лысками, а упругий элемент - в виде оппозитных сегментов. Узел передачи крутящего момента выполнен в виде шлицевых выступов на наружной поверхности корпуса, а шток установлен с возможностью поворота на 90^о относительно корпуса.

На фиг. 1 изображено устройство для комбинированного воздействия на прихваченную колонну труб, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1.

Устройство для комбинированного воздействия на прихваченную колонну труб содержит полый корпус 1, вибратор 2, жестко закрепленный на штоке 3, телескопически установленном в корпусе 1 с возможностью ограниченного осевого перемещения и имеющем радиальные отверстия 4, под которыми установлен поршень 5, выполненный с двумя симметричными оппозитными лысками. Непосредственно над поршнем 5 и под ним в штоке 3 выполнены радиальные перепускные отверстия 6.

В средней части корпуса 1 установлен упругий элемент 7, выполненный в виде оппозитных сегментов, установленных симметрично так, что с ними взаимодействуют боковые рабочие поверхности поршня 5. Узел передачи крутящего момента выполнен в виде шлицевых выступов 8 на наружной поверхности штока в его нижней части и ответных шлицевых пазов 9 на внутренней поверхности корпуса. В верхней части корпуса 1 выполнено два ряда радиальных отверстий 10 и 11, расположенных друг от друга на расстоянии, равном длине свободного хода поршня 5. С отверстиями 10 и 11 имеют возможность сообщаться отверстия 4 штока 3 в крайнем верхнем и нижнем положениях поршня 5.

Устройство работает следующим образом. Отворачивают верхнюю часть бурильной колонны, расположенную выше места прихвата. Спускают устройство в скважину в составе ловильной компоновки и соединяют с прихваченной частью бурильной колонны. Устанавливают поршень 5 в одно из его промежуточных положений и осуществляют через центральный канал штока 3 и отверстия 6 промывку скважины, а затем закачку в зону прихвата жидкостной ванны необходимого объема. При этом отверстия 4 будут перекрыты корпусом 1.

Прокачиваемая через устройство жидкость приведет в действие вибратор 2, создающий высокочастотные колебания, которые передаются на прихваченную часть бурильной колонны. Это способствует уменьшению адгезионных сил и улучшению проникновения ванны в зону контакта бурильных труб со стенкой скважины в процессе ее закачки.

Далее производят зарядку узла расцепления, т.е. приводят во взаимодействие боковые поверхности поршня 5 с сегментами упругого элемента 7. Для этого шток 3 поворачивают до упора влево. При этом положении штока 3 боковые поверхности поршня 5 и упругого элемента 7 совместятся в вертикальной плоскости и при перемещении штока 3 вверх их рабочие поверхности будут взаимодействовать между собой, создавая усилие расцепления. Далее для создания удара вверх колонну труб натягивают и при определенном усилии происходит вырыв поршня 5 из зацепления с упругим элементом 7, после свободного полета он нанесет своей торцевой поверхностью удар по корпусу 1. Для создания повторного удара (или серии таких ударов) только вверх шток 3 поворачивают вправо до упора. При этом поршень 5 свободно перемещается вниз, не взаимодействуя с упругим элементом 7 (удара вниз не произойдет). После того, как поршень 5 окажется в нижнем положении, шток 3 поворачивают до упора влево и, приподняв до взаимодействия поршня с сегментами упругого элемента 7, натяжением колонны создают усилие для вырыва поршня и получения удара.

Аналогично поступают при необходимости создавать мощные удары только вниз при перемещении поршня 5 сверху вниз.

При необходимости создания серии мощных ударов чередующегося направления (вверх-вниз) вертикальное перемещение штока 3 с поршнем 5 производят при повороте штока до упора влево.

В крайних верхнем и нижнем положениях поршня 5 отверстия 4 штока 3 совмещаются с отверстиями 10 или 11 корпуса 1, а отверстия 6 перекрываются корпусом. Это позволяет проводить прокачивание жидкости через вибратор 2, совмещенные отверстия 4 и 10 или 11, не выдавливая жидкость ванны из зоны прихвата.

Таким образом, устройство позволит без проведения дополнительных спускоподъемных и др. операций воздействовать на прихваченную колонну труб любым из возможных методов (ванна, вибрация, ударное воздействие, натяжение бурильной колонны), любой их последовательностью и сочетанием.

Регулирование силы ударов производится путем выбора упругого элемента 7 соответствующей формы и жесткости перед сборкой устройства.

Использование: для ликвидации прихвата колонны бурильных труб. Сущность изобретения: в полости корпуса установлен с возможностью ограниченного осевого перемещения шток с радиальными отверстиями. На штоке закреплены вибратор и поршень со сферической наружной поверхностью. В средней части корпуса установлен упругий элемент, выполненный в виде оппозитных сегментов, расположенных симметрично и имеющих возможность взаимодействия с наружной поверхностью поршня. Поршень устанавливают в промежуточное положение и закачивают в зону прихвата жидкостную ванну. При этом прокачиваемая жидкость приводит в работу вибратор. Затем приводят во взаимодействие боковые поверхности поршня с сегментами упругого элемента, создавая усилие расцепления. Натяжением колонны вверх вырывают поршень из зацепления с упругим элементом и создают удар по корпусу, обеспечивая воздействие на прихваченную колонну методами: ванна, вибрация, ударное воздействие и натяжение бурильной колонны (в любой их последовательности и сочетании). 3 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМБИНИРОВАННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПРИХВАЧЕННУЮ КОЛОННУ ТРУБ, включающее полый корпус с радиальными отверстиями , установленный в корпусе с возможностью ограниченного осевого перемещения шток с радиальными отверстиями и жестко закрепленным на нем вибратором, узел расцепления штока и корпуса, содержащий закрепленный на штоке поршень со сферической наружной поверхностью и установленный в корпусе с возможностью взаимодействия с наружной поверхностью поршня упругий элемент и узел передачи крутящего момента, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, поршень выполнен с оппозитными лысками, упругий элемент - в виде оппозитных сегментов, а узел передачи крутящего момента - в виде шлицевых выступов на наружной поверхности штока и ответных шлицевых пазов на внутренней поверхности корпуса, причем шток установлен с возможностью поворота на 90^o относительно корпуса.