УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТВОРАЧИВАНИЯ ТРУБ В СКВАЖИНЕ Российский патент 1999 года по МПК E21B31/00 

Изобретение относится к области нефтегазодобычи, а именно к буровой технике, и может быть использовано при ликвидации аварий, связанных с прихватом труб в скважинах, а также для отворачивания обсадных труб при их ремонте.

Известно устройство для отворачивания труб в скважине, включающее реверсивный механизм с ведущей, ведомой и промежуточными коническими шестернями, первая из которых соединена с бурильной колонной, а вторая - с ловильным инструментом. Промежуточные шестерни в этом устройстве насажены на оси крестовины, имеющей на концах якорные башмаки с опорными элементами в виде эластичных камер, полости которых посредством каналов в осях крестовины сообщаются с внутренней полостью бурильной колонны (см. ав. св. СССР N 1146411, МКИ E 21 B 31/00, 1985 г).

Недостатком этого устройства является низкая надежность якорения крестовины за стенки скважины из-за ограниченной рабочей поверхности опорных элементов якорящих башмаков, увеличение которых приводит к усложнению конструкции и снижению работоспособности устройства, а также из-за недостаточной прочности эластичных камер при больших якорных нагрузках.

Более близко к предлагаемому устройство для отворачивания труб в скважине, включающее полый шток и корпус с гидравлическим якорем, установленный с возможностью осевого перемещения относительно полого штока, ловитель и механизм преобразования движения, выполненный с возможностью взаимодействия с корпусом и ловителем (см. ав. св. СССР N 1760081, МКИ E 21 B 31/00, 1989 г. ).

Недостаток этого устройства состоит в том, что для приведения его в действие необходимо использовать тяжелые бурильные трубы, а для операций с ними - громоздкое спуско-подъемное оборудование. В случае применения сравнительно легких насосно-компрессорных труб (НКТ) резьбы намертво заклиниваются и практически не подлежат разборке. Кроме того, передача больших вращательных моментов на большую глубину не технологична. Создание больших вращающих моментов на устье скважины требует специального оборудования, которого зачастую не имеется.

Задачей изобретения является создание простого по конструкции устройства с простой технологией обслуживания.

Поставленная задача решается описываемым устройством для отворачивания труб в скважине, содержащим полый шток и гидравлический якорь, установленный с возможностью осевого перемещения его корпуса на полом штоке, ловитель и механизм преобразования движения, выполненный с возможностью взаимодействия с корпусом и ловителем. Новым является то, что механизм преобразования движения выполнен в виде передачи "винт-гайка", в которой винт жестко соединен с полым штоком, а гайка снабжена обгонной муфтой, выполненной с возможностью передачи вращательного момента на корпус, гидравлический якорь и ловитель соединены между собой установочным кожухом с возможностью вращательного и принудительного осевого перемещения, причем ловитель выполнен в виде гидравлического якоря, размещенного на полом штоке с возможностью осевого перемещения.

Исследования патентной и научно-технической литературы показали, что подобная совокупность существенных признаков является новой и ранее не использовалась, а это, в свою очередь, позволяет сделать заключение о соответствии технического решения критерию "новизна".

На прилагаемом чертеже изображена схема устройства для отворачивания труб в скважине (технологические разъемы не показаны).

Устройство содержит полый шток 1, на котором размещены:
- корпус 2 гидравлического якоря, установленный с возможностью осевого и вращательного перемещения относительно полого штока 1, с необходимыми уплотнениями 3, 4. В полости корпуса 2 гидравлического якоря размещены плашки 5, рабочая полость 6 гидравлического якоря каналом 7 сообщена с внутренней полостью полого штока 1;
- ловитель, выполненный в виде гидравлического якоря, с корпусом 8 и плашками 9, установленный с возможностью осевого перемещения относительно полого штока 1. От вращения относительно полого штока 1 корпус 8 удерживают шлицы 10 на конце полого штока 1. Рабочая полость 11 ловителя каналом 12 сообщена с внутренней полостью полого штока 1 и загерметизирована уплотнениями 13;
- механизм преобразования движения, выполненный в виде передачи "винт-гайка", в которой винт 14 жестко соединен с полым штоком 1, а гайка 15 снабжена обгонной муфтой 16, выполненной с возможностью передачи вращательного момента на корпус 2. Относительно корпуса ловителя 8 гайка 14 подпружинена пружиной 17. Корпус ловителя 8 соединен с корпусом 2 установочным кожухом 18 с возможностью вращательного и принудительного перемещения за счет резьбового соединения 19.

Устройство опускают в обсадную колонну скважины, состоящую из труб 20, 21, соединенных муфтой 22, на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) 23. Для ограничения излишних перемещений служит упор 24. Шаг резьбы 19 выбирают равным шагу конической резьбы между обсадными трубами 20, 21 и муфтой 22.

Устройство работает следующим образом.

Устройство спускают в скважину в расчетное место таким образом, чтобы гидравлический якорь расположился против одной обсадной трубы 20, а ловитель - против другой 21. Далее в НКТ, а вместе с ними и в полом штоке 1 поднимают давление, которое через канал 7 передается в рабочую полость 6 гидравлического якоря, а через канал 12 - в рабочую полость 11 ловителя. В результате плашки 5 и 9 выдвигаются и входят в зацепление с обсадными трубами 20 и 21. Затем колонну НКТ приподнимают, при этом винт 14 проворачивает гайку 15, которая через обгонную муфту 16 передает вращающий момент на корпус 2. Это ведет к проворачиванию корпуса 2, а вместе с ним плашек 5 и обсадной трубы 20 относительно обсадной трубы 21, плашек 9, корпуса ловителя 8 и полого штока 1. Затем НКТ опускают, при этом винт 14 скользит вниз (по черт.), проворачивая гайку 15 в обратную сторону. Повторяя этот процесс, можно провернуть обсадные трубы друг относительно друга на необходимое число оборотов, освобождая их от зацепления. Установочный кожух 18 в этом процессе служит: во - первых, для установки требуемого расстояния между ловителем и гидравлическим якорем; во - вторых, для компенсации раздвижения обсадных труб в осевом направлении.

Применение изобретения позволит развинчивать обсадные колонны скважины на заданной глубине с целью последующего извлечения.

Устройство для отворачивания труб в скважине относится к области нефтегазодобычи, а именно к буровой технике, и может быть использовано при ликвидации аварий, связанных с прихватом труб в скважинах во время их бурения или ремонта. Устройство содержит полый шток и гидравлический якорь, установленный с возможностью осевого перемещения его корпуса на полом штоке. Механизм преобразования движения выполнен в виде передачи винт - гайка с возможностью взаимодействия с корпусом и ловителем. Винт жестко соединен с полым штоком, а гайка снабжена обгонной муфтой, выполненной с возможностью передачи вращательного момента на корпус. Гидравлический якорь и ловитель соединены между собой установочным кожухом с возможностью вращательного и принудительного осевого перемещения. Ловитель выполнен в виде гидравлического якоря, размещенного на полом штоке с возможностью осевого перемещения. Устройство спускают в скважину и устанавливают гидравлический якорь против одной обсадной трубы, а ловитель - против другой. При поднятии давления в полом штоке плашки якоря и ловителя входят в зацепление с обсадными трубами. Поднятием колонны насосно-компрессорных труб (НКТ), связанной с полым валом, вращают гайку винтом. Это ведет к вращению - отворачиванию верхней трубы. Обгонная муфта позволяет вернуть винт спуском НКТ в исходное положение. Использование изобретения позволяет создать простое по конструкции устройство, обеспечивающее развинчивание обсадной колонны для последующего извлечения. 1 ил.

Устройство для отворачивания труб в скважине, содержащее полый шток в гидравлический якорь, установленный с возможностью осевого перемещения его корпуса на полом штоке, ловитель и механизм преобразования движения, выполненный с возможностью взаимодействия с корпусом и ловителем, отличающееся тем, что механизм преобразования движения выполнен в виде передачи винт-гайка, в которой винт жестко соединен с полым штоком, а гайка снабжена обгонной муфтой, выполненной с возможностью передачи вращательного момента на корпус, гидравлический якорь и ловитель соединены между собой установочным кожухом с возможностью вращательного и принудительного осевого перемещения, причем ловитель выполнен в виде гидравлического якоря, размещенного на полом штоке с возможностью осевого перемещения.