РАЗЪЕДИНИТЕЛЬНЫЙ ПЕРЕВОДНИК Российский патент 2011 года по МПК E21B17/06 

Изобретение относится к противоаварийному инструменту, а именно к разъединительным устройствам, предназначенным для отсоединения свободной части колонны труб от прихваченной в скважине.

Известно разъединительное устройство, включающее корпус, верхний и нижний переходники, последний из которых соединен с корпусом посредством левой резьбы и стопорных пальцев, и подвижный шток с поршнем, установленный в корпусе с возможностью взаимодействия со стопорными пальцами (см. авт. св. СССР №438774, кл. 21В 17/06, 1973 г.).

Недостатком известного устройства является сложность конструкции и оставление в скважине значительного количества деталей после разъединения колонны, что значительно увеличивает непроизводительные затраты времени на ликвидацию аварии.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является разъединительный переводник, включающий соединенные между собой посредством фиксатора верхний и нижний переходники и сосуд с агрессивной жидкостью по отношению к фиксатору, расположенному ниже донной части сосуда (см. авт. св. СССР №1828904, кл. Е21В 17/06, 1993 г.).

Данное устройство имеет более простую конструкцию по сравнению с аналогом и после его срабатывания в скважине остается только нижний переходник с сосудом, что значительно упрощает проведение дальнейших ловильных работ. Кроме того, при разъединении прихваченной колонны оно не требует приложения крутящего момента, что необходимо при использовании в переводниках левой или незатягивающейся резьбы.

К отрицательным сторонам прототипа следует отнести нерегулируемость процесса срабатывания разъединительного переводника, что не позволит полностью использовать ресурс работы породоразрушающего инструмента, особенно в случае простоев по самым различным причинам. Это приводит к снижению технико-экономических показателей бурения из-за неоправданного роста объема спуско-подъемных операций, особенно при бурении глубоких скважин. Другим недостатком прототипа является высокая опасность и строгое соблюдение правил техники безопасности при обращении с кислотами. Это особенно касается случаев работы с открытыми сосудами, заполненными кислотами.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности и эффективности работы устройства путем обеспечения срабатывания его в точно заданное время по команде с поверхности и повышение техники безопасности.

Указанный технический результат достигается тем, что разъединительный переводник, включающий соединенные между собой посредством фиксатора верхний и нижний переходники и сосуд с агрессивной жидкостью по отношению к фиксатору, расположенному ниже донной части сосуда, согласно изобретению, он снабжен подвижным в осевом направлении седлом под бросовый клапан, зафиксированным в исходном положении от осевого перемещения стопором, и ударниками, расположенными ниже сосуда с возможностью взаимодействия с ним при осевом перемещении седла под бросовый клапан, при этом сосуд установлен с возможностью совместного перемещения с седлом.

Решению поставленной задачи способствует также и то, что:

- корпус седла выполнен разъемным и с кольцевой проточкой на наружной поверхности, образующей с верхним переходником полость для размещения и фиксации сосуда с агрессивной жидкостью от осевого перемещения;

- каждый ударник жестко зафиксирован относительно верхнего переходника и выполнен с граненой наружной поверхностью;

- донная часть сосуда с агрессивной жидкостью выполнена с кольцевым участком, имеющим ослабленное сечение и расположенным напротив ударников;

- нижняя часть седла под бросовый клапан выполнена с продольными пазами для размещения ударников;

- ударники жестко соединены с кольцевым диском, установленным на уступе, выполненном в нижней части верхнего переходника.

На фиг.1 изображен общий вид разъединительного устройства, на фиг.2 - узел А на фиг.1 в увеличенном масштабе и на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.2.

Разъединительный переводник содержит верхний и нижний переходники 1 и 2, соединенные между собой посредством фиксатора 3, выполненного в виде правой резьбы, и запаянный сосуд 4 с агрессивной жидкостью по отношению к фиксатору 3. Донная часть сосуда 4 расположена выше фиксатора 3. Выше сосуда 4 расположено седло 6 под бросовый клапан 7, установленное с возможностью осевого перемещения. При этом в исходном положении седло 6 зафиксировано от перемещения стопором, например, в виде срезного штифта 20 или пружины 5, размещенной между нижним торцом седла 6 и уступом 11 на внутренней поверхности верхнего переходника 1. При использовании в качестве стопора пружины 5 для ограничения осевого перемещения седла 6 вверх применяется пружинное разрезное кольцо 8. Для герметизации седла 6 используются уплотнительные элементы 16. На уступе 11 переходника размещены ударники 9, жестко соединенные с кольцевым диском 18 и пропущенные через пазы 19 в нижней части седла 6. Седло 6 выполнено разъемным для обеспечения размещения сосуда 4. Количество ударников 9 выбирается в зависимости от диаметра используемой колонны труб и материала. Для хранения агрессивной жидкости используется сосуд 4 из стекла или пластика. При использовании сосуда 4 из стекла для предохранения его от повреждения, например при спуске геофизических приборов, седло 6 на наружной поверхности выполнено с кольцевой проточкой 10, длина которой должна обеспечить перекрытие сосуда 4 по всей его длине. Для исключения жесткого контакта сосуда 4 с седлом 6 могут использоваться прокладки 21 из упругого материала. Каждый ударник 9 выполнен из прочного материала, имеет заостренный конец и граненую наружную поверхность 17, что гарантирует быстрый слив агрессивной жидкости из сосуда 4 после разрушения его донной части. Ударники 9 жестко соединены с кольцевым диском 18 любым известным способом, например посредством резьбы. Сосуд 4 перемещается в осевом направлении только совместно с седлом 6 под бросовый клапан 7. Для доставки кислоты в зону фиксатора 3 в верхнем переходнике 1 выполнены наклонные каналы 12, устье которых расположено в кольцевой полости 13, образованной в зоне стыка верхнего и нижнего переходников 1 и 2. Донная часть сосуда 4 с агрессивной жидкостью выполнена с кольцевым участком 14, имеющим ослабленное сечение и расположенное напротив ударников 9 для гарантированного разрушения сосуда 4 при возникновении аварии.

Принцип работы разъединительного переводника заключается в следующем. После заправки сосуда 4 агрессивной жидкостью, например серной, плавиковой или соляной кислотой, установки седла 6 с сосудом 4 и фиксации седла стопором 20 или пружиной 5 относительно верхнего переходника 1 переводник в составе бурильной или другой колонны спускается в скважину. Необходимый объем кислоты определяется опытным путем на поверхности в зависимости от марки стали, применяемой в качестве материала для труб, в составе которых разъединительный переводник опускается в скважину, диаметра труб, а также свойств используемой кислоты. В случае прихвата инструмента с поверхности забрасывают клапан 7, который садится в седло 6 и перекрывает его проходное сечение. После этого повышением давления промывочной жидкости срезается стопор 20 или сжимается пружина 5, и седло 6 вместе с сосудом 4 опускается вниз. При этом ударники 9 входят в контакт с ослабленным участком 14 дна сосуда 4 и при дальнейшем опускании седла 6 разбивают его. При этом агрессивная жидкость из полости сосуда 4 через наклонные каналы 12 попадает в кольцевую полость 13 и оттуда на фиксатор 3. После заранее определенного промежутка времени фиксатор 3 (в данном случае - резьба) будет разрушен, и колонна труб, расположенная выше переводника, может быть поднята на поверхность. Предложенный разъединительный переводник обеспечивает срабатывание его в точно заданное время и позволяет ликвидировать аварию путем приложения только осевой нагрузки при гарантировании высокой безопасности работ благодаря использованию герметично закрытых сосудов для кислот.

Все это повышает надежность, безопасность и эффективность работы предложенного устройства и значительно сокращает непроизводительные затраты времени при ликвидации аварий.

Изобретение относится к области бурения и эксплуатации скважин, в частности к устройствам, предназначенным для отсоединения свободной части колонны труб от прихваченной в скважине. Техническим результатом является повышение надежности и эффективности работ при ликвидации аварий, связанных с прихватом инструмента в скважине. Разъединительный переводник включает соединенные между собой посредством фиксатора верхний и нижний переходники и сосуд с агрессивной жидкостью по отношению к фиксатору, расположенному ниже донной части сосуда. При этом переводник снабжен подвижным в осевом направлении седлом под бросовый клапан, зафиксированным в исходном положении от осевого перемещения стопором, и ударниками для разгерметизации сосуда. Корпус седла выполнен с кольцевой проточкой на наружной поверхности, образующей с верхним переходником полость, для размещения сосуда с агрессивной жидкостью для предохранения его от контакта со спускаемой аппаратурой. Причем каждый ударник жестко зафиксирован относительно верхнего переходника и выполнен с граненой наружной поверхностью, а донная часть сосуда выполнена с кольцевым участком, имеющим ослабленное сечение, расположенное напротив ударников. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Разъединительный переводник, включающий соединенные между собой посредством фиксатора верхний и нижний переходники и сосуд с агрессивной жидкостью по отношению к фиксатору, расположенному ниже донной части сосуда, отличающийся тем, что он снабжен подвижным в осевом направлении седлом под бросовый клапан, зафиксированным в исходном положении от осевого перемещения стопором, и ударниками, расположенными ниже сосуда с возможностью взаимодействия с ним при осевом перемещении седла под бросовый клапан, при этом сосуд установлен с возможностью совместного перемещения с седлом.

2. Разъединительный переводник по п.1, отличающийся тем, что корпус седла выполнен разъемным и с кольцевой проточкой на наружной поверхности, образующей с верхним переходником полость для размещения и фиксации сосуда с агрессивной жидкостью от осевого перемещения.

3. Разъединительный переводник по п.1, отличающийся тем, что каждый ударник жестко зафиксирован относительно верхнего переходника и выполнен с граненой наружной поверхностью.

4. Разъединительный переводник по п.1, отличающийся тем, что донная часть сосуда с агрессивной жидкостью выполнена с кольцевым участком, имеющим ослабленное сечение и расположенным напротив ударников.

5. Разъединительный переводник по п.1, отличающийся тем, что нижняя часть седла под бросовый клапан выполнена с продольными пазами для размещения ударников.

6. Разъединительный переводник по п.1, отличающийся тем, что ударники жестко соединены с кольцевым диском, установленным на уступе, выполненном в нижней части верхнего переходника.