Устройство для захвата бурильных труб муфтового соединения Советский патент 1989 года по МПК E21B19/10 

1

Изобретение относится к бурению скважин, а именно к устройствам для захвата бурильных труб муфтового соединения ,

Целью изобретения является повышение надежности в работе устройства.

На фиг.1 схематично изображено предлагаемое устройство, разрез; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг,3 - вид А на фиг.1; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.3.

Устройство состоит из корпуса 1 с центральным отверстием 2 и размещенных в нем ползунов 3, имеющих клиновые поверхности 4 и захватные элементы в виде шариков 5. Диаметр центрального отверстия 2 больше диаметра муфт 6, соединяющих трубы 7. Ползуны 3 установлены в окнах 8 корпуса 1 с возможностью перемещения и фиксирования болтом 9.

Каждый ползун выполнен с вертикальной замкнутой беговой дорожкой

10под шарики 5, высота рабочей зо ны

11которой больше суммы длины LM зоны для размещения муфты 6 и диаметра с1щ шарика 5, причем суммарный зазор Ц между шариками 5 больше длины LM зоны для размещения муфты 6, но меньше высоты Lp рабочей зоны 11. Кроме того, беговая дорожка 10 имеет возвратную зону 12, верхний 13 и нижний 14 участки поворота. Клиновые поверхности 4 выполнены в верхней части ползуна 3 в виде параллельного

рабочей зоне 11 отрезка 15 беговой дорожки,соединенного с ней наклонным участком 16.

Кроме того, каждый ползун 3 имеет шарнирно соединенный с ним отсекатель 17 с рукояткой 18, выполненный в виде поворотной пластины 19 и установленный над наклонным участком 16 с возможностью перекрытия рабочей зоны 11 или наклонного участка 16.

Устройство работает следующим образом.

После монтажа устройства на устье

скважины в компоненте оборудования для принудительного спуска труб (рассматривается работа нижнего, неподвижного устройства) в центральное отверстие 2 корпуса вводят трубу 7.

При этом ползуны .3 установлены в окнах 8 корпуса 1 и зафиксированы винтами 9 (или другим аналогичным устройством, осуществляющим перемещение и фиксацию) в положении, соответствующем наружному диаметру спускаемых труб 7. За счет равноудаленное™ ползунов 3 от продольной оси корпуса 1 обеспечивается центрирование трубы 7 относительно оси корпуса 1, а, следовательно, и относительно продольной оси всей устьевой компоновки, оборудование которой жестко соединено между собой.

При прохождении трубы 7 через устройство за счет ее контакта с шарика

ми 5, последние непрерывно катятся

о беговой дорожке 10. При этом в абочей зоне 11 всегда будет нахоиться как минимум один шарик 5, при выходе которого из зоны 11 сверху из 5 частка поворота 13 будет выходить очередной шарик 5. Это обеспечивается соотношением размеров высоты Lp рабочей зоны 11 суммарного зазора L3 между шариками одной группы и диамет-JQ ра шарика d,, т.е. при выполнении усовий Lp LM+dlun LM+dlll L3 LM, в результате этого в зоне 11 всегда бу-i дет присутствовать хотя бы один ша- рик 5, за счет чего будет обеспечи- }5 ваться центрирование трубы 7.

При заходе в отверстие 2 муфты 6, соединяющей трубы 7, она отжимает шарик 5, расположенный под ее торцом, вниз, одновременно закрывая цилиндри 20 ческой поверхностью вход из участка поворота 13 в рабочую зону 11 следующему шарику. По мере отжима шарика 5 вниз по каналу рабочей зоны 11 он, продолжая центрировать трубу 7, будет 25 выбирать зазор LJ между шариками группы, который будет полностью выбран при полном заходе муфты 6 в рабочую зону 11. При этом шарик 5, находящийся на участке поворота 13, полу- Q чает возможность захода в рабочую зону 11 и, входя в контакт с трубой 7, центрирует ее.

Одновременно шарик 5, расположенный под муфтой 6, выходит из контакта с трубой 7, заходя в участок поворота 14 беговой дорожки 10 и затем в возвратную зону 12. Таким образом осуществляется непрерывное центрирование трубы 7 с пропуском муфты 6 благодаря тому, что суммарный зазор L3 между шариками 5 в группе превышает длину L зоны для размещения муфты 6, т.е. L,b LM.

При движении шарика 5 по зоне 1 1 вниз, он за счет собственного веса, а также за счет его принудительного перемещения центрируемой трубой 7 или проходящей муфтой 6 будет поворачивать пластину 19 отсекателя 17 (показано штриховой линией на фиг.З), которая за счет шарнирной установки в ползуне 3 и прикладываемого крутящего момента от смещенного центра массы рукоятки 18 или пружины (не показана ) постоянно перекрывает ка- 55 нал зоны 11, Этим достигается захват трубы 7 при ее перемещении вверх, так как увлекаемый трубой 7 шарик 5

35

40

45

5 Q 5

0 5 Q

5

5

0

5

из-за перекрытия канала рабочей зоны 1I пластиной 19 отсекателя 17 по наклонному участку 16 войдет в отрезок 15 где, взаимодействуя с клиновой поверхностью 4, осуществит захват трубы 7, предотвращая ее выброс из скважины.

При последующем спуске трубы 7 шарик 5, увлекаемый ею, а также за счет собственного веса, беспрепятственно опустится по наклонному участку 16 вниз и далее в участок 14 поворота. При этом пластина 19 отсекателя 17 не будет препятствовать его движению по наклонному участку 16, так как постоянно перекрывает рабочую зону 11. Кроме того, сверху из участка 13 не будут поступать шарики и отжимать отсекатель 17 вследствие того, -что при подъеме трубы шарики 5 из возвратной зоны 12 через участок 14 будут выходить в наклонный участок 16 за счет собственного веса. Поэтому при обратном движении вниз благодаря зазору между шариками 5 их качение по рабочей зоне 11 из участка 13 начнется только после полного заполнения беговой дорожки 10 шариками 5.

При необходимости отсекатель 17 может быть повернут рукояткой 18 и зафиксирован в положении перекрытия канала наклонного участка 16 (показано штриховой линией на фиг.З), что позволяет производить беспрепятственный подъем трубы 7 без демонтажа устройства с устья скважины. При этом шарики 5 за счет перекрытия наклонного участка 16 отсекателем 17 будут из участка 14,увлекаемые трубой 7, перемещаться вверх по рабочей зоне 11 и далее через участок 13 в возвратную зону 12. Переход муфты 6 вверх через устройство будет производиться так же как при спуске.

При переходе на другой типоразмер спусксемых (поднимаемых) труб переналадка осуществляется перемещением ползунов 3 и фиксированием в нужном положении болтами 9.

Формула изобретения

1. Устройство для захвата бурильных труб муфтового соединения, включающее корпус с размещенными в нем ползунами, имеющими клиновые поверхности и захватные элементы в виде шариков, отличающееся

тем, что, с целью повышения надежнб- сти в работе, каждый ползун выполнен с вертикальной замкнутой беговой дорожкой под шарики, высота рабочей зоны которой больше суммы длины зоны для размещения муфты и диаметра шарика, причем суммарный зазор между шариками больше длины зоны для размещения муфты, но меньше высоты рабочей зоны, а клиновые поверхности выполнены в верхней части ползуна в виде па

раллельного рабочей зоне отрезка беговой дорожки, .соединенного с ней наклонным участком, при этом каждый ползун снабжен отсекателем, установленным над наклонным участком с возможностью перекрытия рабочей зоны или наклонного участка.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что отсекатель выполнен в виде шарнирно соединенной с ползуном поворотной пластины.

Изобретение относится к бурению скважин. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства. Устройство состоит из корпуса 1 с размещенными в нем ползунами 3, имеющими клиновые поверхности (КП) 4 и захватные элементы в виде шариков 5. Каждый ползун 3 выполнен с вертикальной замкнутой беговой дорожкой 10 под шарики 5, высота рабочей зоны 11 которой больше суммы длины зоны для размещения муфты 6 и диаметра шарика 5. Суммарный зазор L_з между шариками 5 больше длины зоны для размещения муфты 6, но меньше высоты L_P рабочей зоны 11.В верхней части ползунов 3 КП 4 выполнены в виде параллельного рабочей зоне 11 отрезка беговой дорожки, соединенного с ней наклонным участком (НУ). Каждый ползун 3 имеет отсекатель с рукояткой 18, установленный над НУ с возможностью перекрытия рабочей зоны 11 или НУ. Отсекатель выполнен в виде шарнирно соединенной с ползуном 3 поворотной пластины 19. При прохождении трубы 7 вниз шарики 5 непрерывно катятся по дорожке 10. При этом в рабочей зоне 11 всегда находится как минимум один шарик 5. Это обеспечивается соотношением размеров высоты L_P рабочей зоны 11, зазора L_з и диАМЕТРА шАРиКА D_ш, т.е. при выполнении условий L_PΛ_M+D_ш и L_M+D_шΛ₃ Λ_M. При движении трубы 7 вверх шарик 5 из - за перекрытия рабочей зоны 11 по наклонному участку входит в отрезок 15, где, взаимодействуя с КП 4, обеспечивает захват трубы 7, предотвращая ее выброс из скважины.1 з.п. ф - лы, 4 ил.

Фиг. 2

Si/дА

6-6

ФигА