Снаряд для развинчивания труб в скважине Советский патент 1988 года по МПК E21B31/00 E21B23/00 

(21)4077327/22-03

(22)11.06.86

(46) 15.09.88. Бюл.№ 34

(71)Азербайджанский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности

(72)Р.М.Абдуллаев, С.С.Аббасов, И.Ф.Касимов и Л.М.Матвеенко

(53)622.248.13(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 777201, кл. Е 21 В 31/02, 198р.

Авторское свидетельство СССР № 1266960, кл. Е 21 В 23/00, 1985.

(54)СНАРЯД ДЛЯ РАЗВИНЧИВАНИЯ ТРУБ В СКВАЖИНЕ

(57)Изобретение относится к технике бурения и эксплуад-ации скважин и позволяет упростить конструкцию снаряда при одновременном упрощении технолог- гии проводимых работ за счет обеспечения возможности развинчивания труб разгрузкой массы бурильной колонны. Снаряд включает полый вал с правой несамотормозящейся резьбой снаружи и присоединительным элементом на верхнем торце для связи с бурильной колонной, захватный элемент с левой резьбой по наружной поверхности и резьбой по внутренней. Последняя выполнена ответной наружной резьбе вала 4 для связи с ним. Вал 4 в нижней части имеет ограничитель, длина которого определяется в соответствии с расчетной формулой. При сближении с отворачиваемой колонной ее муфта 7 .входит внутрь корпуса 3, а конец вала 4 входит в полость муфты 7. Допуск снаряда приводит к посадке элемента 5 внутрь муфты 7 и вращению валом 4 элемента 5. В итоге он зарезается до конца влево в муфту 7. Далее происходит отворот трубы с муфтой 7. Снаряд с отсоединенной частью аварийной колонны извлекают из скважины. 1 ил.

СЛ

Изобретение относится к технике бурения и эксплуатации скважин, а именно к устройствам для извлечения аварийной колонны труб по частям.

Целью изобретения является упрощение конструкции сларяда при одно- временном упрощении технологии проводимых работ за счет обеспечения возможности развинчивания труб разгрузкой веса бурильной колонны.

На чертеже изображен снаряд для развинчивания труб в скважине перед соединением с отворачиваемой трубой, общий вид.

Снаряд для развинчивания труб в скважине содержит трубную колонну I, присоединенную к концу последней головку 2 с направляющим корпусом 3,

жестко присоединенный к головке полый вал Д с правой резьбой по наружной поверхности, установленный по оси на правляющего корпуса 3, захватный элемент 5 в виде левого калибра со сквоз ным осевым отверстием, имеющий внутреннюю резьбу, ответную наружной резьбе полого вала, и образующий с последний несамотормозящееся резьбо вое соединение. Конец полого вала 4 имеет ограничитель 6, наружный диаметр которого меньще внутреннего диаметра захватьшаемого конца муфты 7 отворачиваемой трубы. Снаряд для развинчив вния труб работает следующим образом.

В подготовленном для спуска в сква жину снаряде устанавливают захватный элемент 5 в крайнее нижнее положение. При сближении с отворачиваемой колонной ее муфта 7 входит внутрь направляющего корпуса 3, а конец полого вала 4 входит в полость муфты 7 отво- рачиваемой трубы. Последующий плавный допуск снаряда приводит к посадке за- хватного элемента 5 на внутреннюю поверхность муфты 7, а продолжение допуска снаряда вызывает принудитель ное вращение полым валом 4 захватного элемента 5 под нагрузкой от частично разгружаемого веса снаряда. В резуль тате захватный элемент 5 зарезается до конца влево в муфту 7, а при дальнейшем допуске снаряде происходит отворот трубы с муфтой 7. После этого снаряд с отсоединенной частью аварийной колонны извлекают из скважины и при необходимости повторяют вояж.

Пример. Определяют шаг резьбы полого вала.

Под действием осевой вертикальной нагрузки Р полый вал совершает поступательное движение, вызывая вращательное движение захватного элемента под действием крутящего момента М.

Между осевой силой Р и вращающей силой Q существует зависимость

Q - P tgCe/ ft).

(О

где rf - угол 1Годъема винтовой линии;

fl - приведенный угол трения. Величина определяется из формулы

Р arctg(f,/cosy),(2)

где f 0,1-0,3 - коэффициент трения в червячной передаче - .полый вал - захватный элемент;

f - угол прфиля резьбы (при f « - 0,3, р- 15, ft « 18).

Чтобы не происходило самоторможения в соединении палый вал - захватный элемент, необходимо выполнение условия

в( //

(3)

Исходя из этого условия, принимают с/- 20.

Шаг резьбы полого вала определяют из соотнощения

d

cf

tutf

(А)

где t - шаг резьбы;

dcf - средиий диаметр резьбы.

Принимая dc 100 мм, из соотношения (4) находят t 115 мн, например t 120 мм.

Пользуясь зависимостью (1), находят при Р 20 т, Q 15626 кг. Определяют момент, аращаюпий левый захватный элемент:

М - Q

. dcj, 2

781 кгм.

(5)

что достаточно для нарезания захватным элементом резьбы в трубах нефтяно- ного сортамента.

Из условия минимальной силы трения в соединении полый вал - захватный элемент на внутренней поверхности захватного элемента выполняют один червячный внток. Ширину профиля резьбы определяют нсходя из сопротивляемости ее сложному напряженному состоя- н«ю:

« ГТ

,

(6)

где f I - коэффициент, учитьгоающий перераспределение нагрузки в резьбе;

6 5000 кг/см допустимое напряжение в резьбе. Из зависимости (6) находят b

0,281 см, принимают для надежности

бон по наружной, отличающий- с я тем,что, с целью упрощения конструкции при одновременном упрощении технологии проводимых работ за счет обеспечения возможности развинчивания труб разгрузкой веса бурильной колонны, внутренняя резьба захватного элемента выполнена ответной наружной

b 5 мм.

Пользуясь соотношением для опреде- ю полого вала для связи с последним, наружная резьба полого вала выполнена несамотормозящейся, при этом полый вал в его нижней части имеет ограничитель, а его длина определяется в -соответствии с соотношением

ления длины полого вала L - 2- n-t « а

5t,

и принимая п, а L - 3,ЗА м.

находят

15

бон по наружной, отличающий- с я тем,что, с целью упрощения конструкции при одновременном упрощении технологии проводимых работ за счет обеспечения возможности развинчивания труб разгрузкой веса бурильной колонны, внутренняя резьба захватного элемента выполнена ответной наружной

ю

15

Формула изобретения

Снаряд для развинчивания труб в скважине, включающий полый вал с правой резьбой на наружной поверхности 20 и присоединительным элементом на верх нем торце для связи с бурильной колонной, захватный элемент с резьбой по внутренней поверхности и левой резьL 2.n-t + а,

где п - количество витков нарезаемой левой резьбы в отворачиваемой трубе;

t - шаг наружной несамотормозя- шейся резьбы полого вала;

а - запасная длина хода захватного элемента.