Гидроударник для ликвидации прихвата колонны труб в скважине Советский патент 1989 года по МПК E21B31/113 

Изобретение относится к буровой технике, а именно к ударным устройствам для ликвидации прихвата колонны труб в скважине.

Це.ль изобретения - расширение технологических возможностей гидроударника за счет обеспечения возмож- ;Ности нанесения ударов, направленных вниз.

На фиг. 1 изображен гидроударник в транспортном положении; на фиг.2 - бросовый запорный орган для посадки на посадочное седло корпуса на фиг. 3 - то же, для посадки на под- Ьружиненное посадочное седло полого бойка основного ударного узла на фиг. 4 - соединение корпуса гидроударника с колонной труб, на которой он спускается; на фиг. 5 - сечение А-А на фиг. 4.

Гидроударник состоит из корпуса 1 с рабочей камерой, размещенной между перегородками 2 и 3 корпуса, основным и дополнительным ударными узлами, выполненными в виде полого бойка 4 основного ударного узла с радиальньпчи отверстиями 5, выход которых размещен в рабочей камере, полого бойка 6, дополнительного ударного узла, cooTseTственно, пружины 7, размещенной между полыми бойками.

Верхний торец полого бойка 4 и нижний торец полого бойка 6 взаимодействуют с наковальнями 8 и 9 и кла,- панными затворами 10 и 11 соответст вующих ударных узлов. Корпус 1 имеет в его полости ограничитель 12 и осевое отверстие 13. При этом перегородка 3 также имеет осевое отверс- тие, а клапанные затворы 10 и 11 выполнены полыми для.образования осе- вого промьшочного канала.

Корпус 1 над основным ударным узлом имеет посадочное седло 14 под бросовый запорньй орган - пробку 15 с уплотнением 16, а полый боек 4 основного ударного узла имеет под его радиальными отверстиями подпружиненное посадочное седло 17 под бросовьш запорный орган - пробку 18. При этом диаметр посадочного седла 17 меньше диаметра посадочного седла 14.

Клапанные затворы.ТО и 11 установлены на пружинах 19 и 19 в обоймах

::

20 и 20 , возвратных пружинах 21 и 21 и имеют камеры 22 и 22 задержки закрывания соответственно. Камеры 22 и 22 задержки закрывания соответст

с

0

15 20

25 jQ

д

35

50

55

вующих клапанных затворов образованы стенками обойм 20 и 20, стенками клапанных затворов и тормозными клапанами 23 и 23 с пружинами 24 и 24 соответственно.

Для уменьшения потерь энергии гидроударника и предотвращения передачи ударных импульсов на колонну труб над гидроударником, последний связан с колонной труб 25 муфтой (фиг. 4 и 5), состоящей из внутренней 26 и наружной 27 полумуфт, установленных на пальцах 28. Между торцами внутренней полумуфты 26 и колонны труб 25 размещен кольцевой буфер 29.

Гидроударник для ликвидации прихвата колонны труб в скважине работает следующим образом.

В процессе бурения Гидроударник, встроенный в компоновку колонны труб, обеспечивает циркуляцию рабочей среды через его осевой, промывочный канал. При возникновении прихвата определяют его характер и в соответст- ВИИ с этим направление ударной наг грузки. При необходимости нанесения ударов вверх (например, при прихвате, возникшем во время подъема колонны труб) спускается бросовый запорный орган - пробка 15, которая при посадке на седло 14 корпуса 1 позволяет поступить рабочей среде к перегородке 2. ..

При возрастании давления полый боек 4 с клапанным затвором 10 перемещаются вниз и сжимают пружину 7 до того момента, пока пружина 19 клапанного затвора 10 не разрывает контакта последнего с полым бойком 4, Давление на торцах этого бойка выравнивается, и под действием пружины 7 он наносит удар по наковальне 8.

Клапанный затвор 10 в это время попадает в камеру 22 задержки его закрывания, где затормаживается, среда из камеры 22 под избыточным давлением сбрасывается через тормозной клапан 23. В камере 22 возникает не- к оторое разрежение, которое постепенно компенсируется через дроссельную щель. Это позволяет задержать закрытие клапанного затвора на время, необходимое для совершения полым бойком 4 рабочего хода, после чего кла- панньш затвор 10 вновь перекрывает полость бойка 4, и цикл повторяется.

При необходимости нанесения ударов вниз (например, при прихвате, возникшем при спуске колонны труб) сбрасывается пробка 18, которая садится в посадочное седло 17 и пере- крыв ает радиальные отверстия 5 полого бойка 4. По мере роста да:вления полый боек 4 опускается и садится на ограничитель 12, а пробка 18 при дальнейшем росте давления сжимает пружину посадочного седла 17 и открывает радиальные отверстия 5.

Ф

о р м у л а изобретения

Гидроударник для ликвидации прихвата колонр1ы труб в скважине, включающий корпус с рабочей камерой и ударным узлом, содержащим расположенные над рабочей камерой наковальню, подпружиненный клапанный затвор с камерой задержки его закрывания и установленный в рабочей камере с возможностью взаимодействия с наковальней и клапанным затвором подпружиненный полый боек с радиальными отверстиями для связи его полости с рабоРабочая среда поступает в рабочую is чей камерой, отличающий- камеру корпуса 1 и взводит польй бо10

ек 6 с клапанным затвором 11. Далее клапанный затвор 11 отрывается от полого бойка 6, среда перетекает в осевой промывочный канал, и полый боек 6 наносит удар по наковальне 9. Клапанный затвор 11 вьщерживается в камере 22 задержки его закрывания до совершения полым бойком 6 рабочего хода при полностью открытом проходном сечении. При этом польй боек 4 сохраняет свое положение на ограничителе 12, так как площадь воздействия давления рабочей среды на него больше, чем. соответствующая площадь воздействия на полый боек 6, а при падении давления в рабочей среде начинает падать давление над пробкой 18, и она, перемещаясь вверх, перекрьша- ет радиальные отверстия 5, обеспечивая стабильное положение полого бой- |Ка 4 на ограничителе 12 и выключая его, тем. самым, из работы.

Направление ударного воздействия можно менять в процессе работы гид- ;роударника извлечением пробок.

20

25

30

35

40

с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей гидроударника за счет обеспечения возможности нанесения ударов, направленных вниз, он снабжен размещенным в рабочей камере дополнительным ударным узлом, вьтолненным в виде наковальни, подпружиненного клапанного затвора с камерой задержки его закрывания и полого бойка, верхний торец которого взаимодействует с пружиной полого бойка основного ударного узла, а нижний в исходном положении - с наковальней и клапанным затвором дополнительного, при этом клапанные затворы выполнены полыми, корпус в верхней части и рабочая камера в нижней имеют отверстия, образующие осевой промывочный канал, корпус над основным ударным узлом и польй боек основного ударного узла под его ра- диальными отверстиями имеют посадочные седла под бросовые запорные органы, причем посадочное седло полого бойка подпружинено и имеет диаметр, меньший диаметра посадочного седла корпуса.

Ф

чей камерой, отличающий-

с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей гидроударника за счет обеспечения возможности нанесения ударов, направленных вниз, он снабжен размещенным в рабочей камере дополнительным ударным узлом, вьтолненным в виде наковальни, подпружиненного клапанного затвора с камерой задержки его закрывания и полого бойка, верхний торец которого взаимодействует с пружиной полого бойка основного ударного узла, а нижний в исходном положении - с наковальней и клапанным затвором дополнительного, при этом клапанные затворы выполнены полыми, корпус в верхней части и рабочая камера в нижней имеют отверстия, образующие осевой промывочный канал, корпус над основным ударным узлом и польй боек основного ударного узла под его ра- диальными отверстиями имеют посадочные седла под бросовые запорные органы, причем посадочное седло полого бойка подпружинено и имеет диаметр, меньший диаметра посадочного седла корпуса.

Изобретение относится к буровой технике. Цель - расширение технологических возможностей гидроударника за счет обеспечения возможности нанесения ударов, направленных вниз. Для этого в рабочей камере размещены основной и дополнительный ударные узлы. Они выполнены в виде наковален 8 и 9, подпружиненных клапанных затворов 10 и 11 fc камерами задержки их закрывания и полых бойков (Б) 4 и 6. Верхний торец Б 6 взаимодействует с пружиной Б 4. Нижний торец Б 6 в исходном положении взаимодействует с наковальней 9 и затвором 11. Затворы 10 и 11 выполнены полыми. Корпус 1 в верхней части и рабочая камера в нижней имеют отверстия, образующие осевой промывочный канал. Корпус 1 над основным узлом и Б 4 под его радиальными отверстиями 5 имеют посадочные седла 14 и 17 под бросовые запорные органы пробки. Седло 17 подпружинено и имеет диаметр меньше диаметра седла 14. Пробка сбрасывается и садится в седло 17 и перекрьшает отверстие 5. По мере роста давления Б 4 спускается, а пробка при росте давления сжимает пружину седла 17 и открывает отверстие 5. Рабочая среда поступает в камеру и взводит Б 6 с затво ром 11.. Последний отрывается от Б 6. Среда перетекает в осевой промывочный канал и Б 6 наносит удар по наковальне 9. 5 ил. сл 4: 05 СО о ( ;0 ,/

Фиг.2

Фиг.З

28

26

Фиг. 5