Вибратор для ликвидации прихвата колонны труб в скважине Советский патент 1989 года по МПК E21B31/107 

;о to

со

наружной поверхности корпуса в его средней части центрирующие опоры 4, Вибратор также имеет дебаланс 2, установленный на нижнем конце вала 3, расположенного вне корпуса. Последний в верхней части имеет средство для гибкой связи со спуско-подъем- оборудованием Бойки выполнены в виде штырей 5, равномерно расположенных по окружностям, на концевых

9I

частях наружной поверхности корпуса, Врао1ающийся на валу 3 привода дебаланс 2 создает радиальную отклоняющую силу . Радиальное смещение де баланса 2 приводит к повороту оси виб - ратора в точке его пересечения с плоскостью центрирования. В таком положении вибратор вращается, а бойки наносят удар по прихваченным трубам. 2 ил.

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин. Цель изобретения - повышение эффективности ликвидаций прихвата участка труб большой длины за счет обеспечения возможности перемещения вибратора вдоль прихваченного участка. Для этого вибратор имеет дополнительные радиальные бойки и размещенные на наружной поверхности корпуса в его средней части центрирующие опоры 4. Вибратор также имеет дебаланс 2, установленный на нижнем конце вала 3, расположенного вне корпуса. Последний в верхней части имеет средство для гибкой связи со спуско-подъемным оборудованием. Бойки выполнены в виде штырей 5, равномерно расположенных по окружностям, на концевых частях наружной поверхности корпуса. Вращающийся на валу 3 привода дебаланс 2 создает радиальную отклоняющую силу. Радиальное смещение дебаланса 2 приводит к повороту оси вибратора в точке его пересечения с плоскостью центрирования. В таком положении вибратор вращается, а бойки наносят удар по прихваченным трубам. 2 ил.

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к технике для ликвидации прихватов бурильных колонн методом вибрации и совместно с другими методами ликвидации прихватов.

Целью изобретения является повы- и1ение эффективности ликвидации прихвата участка труб большой длины за счет обеспечения возможности перемещения вибратора вдоль прихваченного участка.

На фиг. 1 изображен вибратор, продольный разрез; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1.

Вибратор для ликвидации прихвата состоит из привода 1 вращения и дебаланса 2 на вертикальном валу 3 привода вращения, расположенном по оси корпуса.

Дебаланс расположен в нижней части вала, находящейся вне корпуса

Наружная цилиндрическая поверхность корпуса привода в средней части имеет центрирующие опоры 4, а по концевым частям - радиальные бойки- штыри 5 о

Корпус в верхней части имеет средство для гибкой связи со спуско подъемным оборудованием.

Штыри 5 расположены равномерно по окружностям.

Привод вибратора может быть электрическим или гидравлическим. В первом случае вибратор спускают внутрь прихваченных труб 6 на токоподводе, во втором канал подвода энергии должен быть выполнен из материала малой жесткости, например из резино- металлического шланга.

Если в качестве канала использовать металлические трубы (для подвода гидравлической энергии), то их

жесткость может не позволить развить достаточную амплитуду радиальных отклонений дебаланса для нанесения ударов штырями. В этом случае устройство будет передавать прихваченным бурильным трубам только радиальные колебания дебаланса.

Верхний предел длины X бойка определяется условием проходимости устройства внутри прихваченной колонны труб, т,е .

X R - К„, (1) а нижний предел - условием обеспечения вращения дебаланса без соударения со стенкой трубы, так как вращение неуравновешенной массы дебаланса приводит к появлению откло- няющей силы, стремящейся сместить дебаланс в радиальном направлении. Предельное отклонение дебаланса от вертикальной оси прихваченных труб в этом случае будет R -8 , а предельный угол о поворота оси вибратора относительно оси прихваченных труб в точке пересечения оси трубы с плоскостью центрирования (точка 0) должен удовлетворить неравенству

45

.... 5.J-.

(2)

С другой стороны, условие удара штырем о стенку трубы может быть выражено неравенством

R -

tg(S-

(3)

Решая совместно (2) и (3) относи- 55 тельно длины штыря, получим нижний предел величины X

Х R - RP - (R -). (А)

5

Количество центрирующих опор может быть произвольным, обычно используют А-6 опор, расположенных симметрично относительно вертикальной оси вибратора Для достижения максимально возможной силы удара штыри по краям корпуса должны быть размещены в одной вертикальной плоскости с центрирующей опорой„

Пример. Примем количество центрирующих опор 4 шт„ и количество бойков по 4 шТо в каждом ряду (фиг. 1 и 2). Примем для реальных условий работы R 0,060 м, Rg 0,025 м, 0,030 м, 1 1,0 м, L 2,0 м. Тогда: 0,060 - 0,025 - (0,060 - 0,030): X 0,060 - : ,и

0,025, Тое 0,020 X : 0,035. Можн задать параметр X 0,022 м„

Вибратор для ликвидации прихвата работает следующим образом.

После возникновения прихвата и определения его границ внутрь прихваченных бурильных труб 6 спускают на токоподводе 7 вибратор и включают привод 1 вращения а Вращающийся на валу 3 привода дебаланс 2 будет создавать радиальную отклоняющую силу Радиальное смещение дебаланса приведет к повороту оси (вала) вибратора в точке его пересечения с плоскостью центрирования (точка 0). В таком положении вал вибратора будет вращаться вокруг оси трубы с частотой вращения дебалансао При этом бойки будут наносить удары по прихваченным трубам, причем одновременно с ударом одного из верхних бойков по стенке нанесет удар диаметрально противоположный нижний боек. Затем удары

920196

нанесут следующая пара бойков и т „д., Перемещая вибратор вверх-вниз внутри труб, обрабатывают весь пр1псваченг ный участок, что повьппает эффективность проводимых раРот,

Нанесение ударов вместе с воздействием радиальным колебанием дебаланса увеличивает интенсивность

10 вибрационного воздействия на прихваченную колонну труб.

Применение вибратора эффективно в сочетании с другими способами ликвидации прихвата, например, при ус15 тановке жидкостных ванн,.

Формула изобретения 1

Вибратор для ликвидации прихвата

20 колонны труб в скважине, включающий корпус, установленный по его оси вертикальный вал с приводом вращения, дебаланс, размещенный на валу, и радиальный боек, отличаю2Ь щ и и с я тем, что, с целью повьше- ния эффективности ликвидации прихвата участка труб большой длины за счет обеспечения перемеи(ения вибратора вдоль прихваченного участка,

30 он снабжен дополнительными радиальными бойками и размещенными на наружной поверхности корпуса в его средней части центрирующими опорами, дебаланс установлен на нижнем конос це вала, причем последни расположен вне корпуса, а корпус в верхней части имеет средство для гибкой связи со спуско-подъемным оборудованием, при этом основной и дополнительный

40 бойки выполнены в виде штырей, равномерно расположенных по ок1 жностям на концевых частях ; наруж)1тй поверхности корпуса.

дидА ,

щи г2