РАЗЪЕДИНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1997 года по МПК E21B17/06 

Изобретение относится к разъединителям, предназначенным для отсоединения колонны бурильных труб от прихваченного в скважине снаряда.

Известен разъединитель, содержащий муфту и ниппель, соединенные левой резьбой и жестко зафиксированные штифтами, взаимодействующими с полым выталкивателем, который при смещении вниз обеспечивает расфиксацию резьбового соединения [1]
Недостатком данного устройства является сложность конструкции и как следствие этого малая надежность в работе.

Известно также разъединительное устройство, содержащее корпус, верхний переходник с кулачками, соединенный с корпусом левой резьбой, и кулачковую муфту [2]
Недостатком этого разъединителя является быстрый износ левой резьбы из-за невозможности компенсации износа торцов левой резьбы корпуса и верхнего переходника в процессе работы в скважине.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является разъединительное устройство, содержащее соединительные резьбой ниппель и муфту с радиальными каналами, соединенную с муфтой фиксаторами подвижную в осевом направлении втулку с седлом под бросовый клапан и узлом передачи крутящего момента [3]
К недостаткам прототипа следует отнести возможность деформации стопорных штифтов, передающих крутящий момент от муфты к ниппелю, особенно в случае прихвата инструмента. Это может привести к неразъединению устройства. Другим недостатком известного устройства является необходимость вращения колонны влево для освобождения верхней части бурильной колонны от прихваченного снаряда, что не всегда приводит к разъединению колонны в заданном месте.

К этому необходимо добавить и необходимость замены после каждого срабатывания устройства стопорных стержней.

В связи с этим задачей изобретения является повышение надежности работы устройства и упрощение технологии его эксплуатации за счет увеличения прочности узла передачи крутящего момента и многократного использования всех его узлов.

Поставленная задача решается тем, что в разъединительном устройстве, содержащем соединенные резьбой ниппель и муфту с радиальными каналами, соединенную с муфтой фиксатора и подвижную в осевом направлении втулку с седлом под бросовый клапан и узлом передачи крутящего момента, резьба для соединения муфты с ниппелем выполнена левой, втулка со ступенчатой наружной поверхностью, муфта с ответной внутренней поверхностью, а узел передачи крутящего момента в виде совмещенных граненых поверхностей муфты, ниппеля и втулки, при этом граненая поверхность втулки выполнена на ее ступени большего диаметра, причем ниппель выполнен с внутренней конической резьбой, расположенной ниже участка с граненой поверхностью.

Использование левой резьбы между ниппелем и муфтой значительно упрощает технологию разъединения устройства, т.к. осуществляется при правом вращении колонны.

Выполнение узла передачи крутящего момента в виде граненых поверхностей на цилиндрических деталях большого диаметра также способствует повышению надежности работы устройства, т.к. позволяет передать больший крутящий момент без износа контактных поверхностей. Выполнение ниппеля с внутренней конической резьбой ниже граненого участка уменьшает затраты времени на соединение с прихваченной частью колонны.

Все это повышает надежность работы разъединителя и позволяет многократно использовать все его узлы.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства, продольный разрез; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1;
Разъединительное устройство включает муфту 1 со ступенчатой внутренней поверхностью и радиальными каналами 2, ниппель 3, соединенный с муфтой 1 левой резьбой 4, и втулку 5 с седлом 6 под бросовый клапан 70, верхней цилиндрической ступенью 7а и нижней ступенью 8б с граненой наружной поверхностью. Втулка 5 в исходном положении перекрывает радиальные каналы 2 и стопорится от осевого перемещения фиксаторами 9. Ступень большого диаметра муфты 1, внутренняя поверхность верхней части ниппеля 3 и наружная поверхность ступени 8б втулки 5 имеют граненую поверхность 10 и в собранном виде образуют узел передачи крутящего момента, минуя левую резьбу 4. Втулка 5 выполнена с основной конической кольцевой канавкой 11 на цилиндрической ступени 8а и уплотнительными кольцами 12 выше и ниже фиксатора 9.

Кроме того, в верхней части втулки 5 выполнена дополнительная кольцевая канавка 13, служащая для стопорения втулки 5 относительно муфты 1 при подъеме свободной части бурильной колонны.

Ниппель 3 может быть выполнен со специальной резьбой 14, предназначенной для облегчения соединения ловильного инструмента с прихваченной частью снаряда. В этом случае ниппель 3 выполняется составным, состоящим из частей 15 и 16 (см. фиг.3), соединенных правой резьбой 17. Верхняя часть 15 включает граненую поверхность 10, а нижняя часть 16 специальную резьбу 14.

Устройство работает следующим образом.

В собранном виде (см. фиг.1) устройство устанавливается в компоновке бурильной колонны над предполагаемым участком прихвата (долотом, турбобуром и т.д.). В случае необходимости разъединения с поверхности сбрасывают шар 6, который перекрывает проходной канал втулки 5. В колонне создают избыточное давление, под действием которого втулка 5 смещается вниз и своей конической канавкой 11 отжимает фиксаторы 9 в радиальном направлении. При дальнейшем перемещении втулки разблокируется левая резьба 4 и открываются радиальные каналы 2, которые используют для размыва зоны прихвата. Если и после этого невозможно поднять колонну труб, производят вращением вправо развинчивание левой резьбы 4, освобождение свободной части и подъем ее на поверхность. При подъеме фиксатор 9, войдя в дополнительную канавку 13, удерживает втулку 5 от оставления в скважине, а каналы 2 обеспечивают слив промывочной жидкости, находящейся в полости колонны труб, в затрубное пространство. Таким образом после освобождения неприхваченной части колонны в скважине остается только ниппель 3, специальная резьба 14 которого обеспечивает быстрое соединение с ловильным инструментом, оснащенным такой же резьбой.

Применение предложенного устройства позволяет снизить затраты на проведение противоаварийных работ и ускорить их проведение.

Использование: для отделения неприхваченной части бурильной колонны от прихваченного снаряда и для размыва шламовой пробки. Сущность: разъединение муфты от ниппеля осуществляется по левой резьбе после смещения в осевом направлении узла передачи крутящего момента в виде совмещенных граненых поверхностей муфты, ниппеля и подвижной втулки. Размыв шламовой пробки осуществляется через радиальные каналы муфты, которые в исходном положении перекрыты цилиндрической частью втулки с уплотнительными элементами. Применение разъединителя позволяет снизить затраты на ликвидацию аварии за счет повышения надежности работы устройства и многократности использования всех его узлов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Разъединительное устройство, включающее соединенные резьбой ниппель и муфту с радиальными каналами, перекрытыми в исходном положении соединенной с муфтой фиксаторами подвижной в осевом направлении втулкой с седлом под бросовый клапан и узлом передачи крутящего момента, отличающееся тем, что резьба для соединения муфты с ниппелем выполнена левой, втулка со ступенчатой наружной поверхностью и муфта с ответной ей внутренней поверхностью, а узел передачи крутящего момента в виде совмещенных граненых поверхностей муфты, ниппеля и втулки, причем граненая поверхность втулки выполнена на ее ступени большего диаметра. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что ниппель выполнен с внутренней конической резьбой, расположенной ниже участка с граненой поверхностью.