Устройство для захвата труб при спуске в скважину под давлением Советский патент 1989 года по МПК E21B19/10 

31

сами клиньев 4 с возможностью вэаимо де1 1ствия с внутренними торцами этих клиньев, корпус выполнен в виде флан цев 1, жестко связанных штоками 2 си ловых цилиндров 3. Тяги 7 выполнены с прорезями и связаны с приводными кольцами 5. Толкатели 8 установлены на корпусах цидиндров 3 и размещены в прорезях тяг 7 с возможностью перемещения в них и взаимодействия с

530741Д

дополнительным приводом при освобождении трубы. Силы трения между спускаемой трубой и клиньями 4 верхнего - яруса отжимают их вниз, освобождая спускаемую трубу. При прекращении движения трубы пружина 6 прижимает клинья 4 к спускаемой трубе, заклинивая ее и препятствуя ее выбросу вверх JQ под действием выталкивающих сил от давления в скважине. 2 ил.

Изобретение относится к бурению скважин. Цель - повышение надежности в эксплуатации за счет обеспечения постоянного контакта клиньев с поверхностью спускаемой трубы. Для этого устройство имеет тяги 7, толкатели 8 и дополнительный привод перемещения клиньев 4 в виде пружины 6. Последняя установлена в корпусе между ярусами клиньев 4 с возможностью взаимодействия с внутренними торцами этих клиньев, корпус выполнен в виде фланцев 1, жестко связанных штоками 2 силовых цилиндров 3. Тяги 7 выполнены с прорезями и связаны с приводными кольцами 5. Толкатели 8 установлены на корпусах цилиндров 3 и размещены в прорезях тяг 7 с возможностью перемещения в них и взаимодействия с дополнительным приводом при освобождении трубы. Силы трения между спускаемой трубой и клиньями 4 верхнего яруса отжимают их вниз, освобождая спускаемую трубу. При прекращении движения трубы пружина 6 прижимает клинья 4 к спускаемой трубе, заклинивая ее и препятствуя ее выбросу вверх под действием выталкивающих сил от давления в скважине. 2 ил.

Изобретение относится к средствам механизации спуско-подъемных операций при бурении скважин и может быть использовано для спуска труб в скважину, находящуюся под давлением, напри- мер, при ликвидации открытого фонтана

Цель изобретения - повышение надежности в эксплуатации за счет обеспечения постоянного контакта клиньев с поверхностью спускаемой трубы.

На фиг. 1 показан один комплект устройства, устанавливаемого на подвижной траверсе установки для спуска труба скважину под давлением; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1.

Устройство включает в себя корпус, выполненный в виде двух фланцев 1, жестко связанных штоками 2 силовых цилиндров 3. В наклонных пазах типа ласточкин хвост фланцев 1 корпуса установлены клинья 4 в два яруса с возможностью перемещения для фиксации спускаемых труб в противоположных направлениях. В расточках центральных отверстий фланцев 1 размещены привод- ные кольца 5, установленные с возможнстью взаимодействия с внешними торцами клиньев 4. Привод перемещения клиньев выполнен в виде силовых цилиндров 3, кинематически связанных с при- водными кольцами 5.

Дополнительный привод перемещения клиньев 4 выполнен в виде пружины 6, установленной в корпусе между ярусами клиньев 4 с возможностью взаимодейст- ВИЯ с внутренними торцами последних. Тяги 7 выполнены с прорезями и связаны с приводными кольцами 5, -а толкатели 8 установлены на корпусах силовых цилиндров 3 и размещены в проре- зях тяг 7 с возможно стью перемещения в них и взаимодействия с дополнительным приводом (пружиной 6) при освобождении трубы. В 4)езьбс5вые отверстия

5

0

5

0

Q

о „с фланцев 1, выходящие в пазы для размещения клиньев 4, ввернуты винты 9. Количество штоков 2 с корпусами силовых цилиндров 3 четное, например, четыре, причем половина из них установлена в положении, обратном другой половине. Таким образом, половина корпусов силовых цилиндров 3 с толкателями 8 кинематически связана с одним ярусом клиньев 4, а остгшьные - с другим. Пружина 6 взаимодействует с клиньями 4 через шайбы 10. На штоках 2 имеются съемные упоры 11.

Один комплект устройства устанавливается на подвижной, а другой - на неподвижной траверсе (не показаны) установки для спуска труб под давлением (подвижное и неподвижное устройство) .

Устройство для захвата труб работает следуюЕцим образом.

При нижнем положении подвижного устройства подается давление жидкости в полости силовых цилиндров 3 и их корпусы перемещаются по штокам 2 до контакта с упорами 11. При этом толкатели 8, перемещаясь в прорезях тяг 7, проходят некоторое расстояние и нажимают на шайбы 10, а последние воздействуют на пружину 6, заставляя ее сжиматься. Клинья 4 верхнего яруса, лишенные опоры, под действием собственного веса скользят по пазам во фланце 1. Одновременно перемещаются толкатели В нижнего яруса клиньев 4, также сжимая пружину 6 в направлении снизу вверх. Когда толкатели 8 нижнего яруса переместятся до концов пазов в тягах 7,они,продолжая движение, увлекают за собой тяги 7 и вместе с ними приводное кольцо 5. Последнее, двигаясь вверх, воздействует на внешние торцы клиньев 4 и увлекает их

вверх, заставляя скользить по пазам в нижнем фланце 1.

Таким образом, клинья 4 как верхнего, так и нижнего ярусов в силу наклонного расположения пазов во фланцах 1 расходятся, увеличивая проходной диаметр устройства. Через оба устройства пропускается первая спускаемая труба.

Давление рабочей жидкости подается в противоположные полости силовых цилиндров 3 неподвижного устройства. Корпусы силовых цилиндров 3 перемещаются по штокам 2 в противоположных описанным направлениях, освобождая приводные кольца 5 с тягами 7 и шайбы 10. Пружина 6, разжимаясь, через шайбы 10 воздействует на внутренние торцы клиньев 4 и перемещает их по пазам фланцев 1. Клинья 4 сходятся в направлении к центральной оси устройства и зажимают спускаемую трубу. Одновременно клинья 4 возвращают в исходное положение приводные кольца 5 с тягами 7. I

Подвижное устройство подается вверх по спускаемой трубе, после чего аналогичным образом также зажимает спускаемую трубу.

После зтого подается давление в силовые цилиндры 3 нижнего яруса неподвижного устройства. Расходятся, освобождая спускаемую трубу, клинья 4 нижнего яруса. Подвижное устройство перемещается вниз и заставляет перемещаться с собой спускаемую трубу. Силы трения между спускаемой трубой

клиньями 4 верхнего яруса неподвиж- Q их выпадания под действием собственного устройства отжимают последние вниз, освобождая спускаемую трубу. Как только движение вниз спускаемой трубы прекращается, пружина 6 дополного веса. Затем реверсируют силовые цилиндры 3, освобождая пружину 6. Шай ба 10 доходит до внутренних торцов кли- Ньев 4,упирается в них и останавливаетнительного привода через шайбу 10 сно- ся.Вывинчивают винты 9,освобождая клива прижимает клинья 4 к спускаемой трубе, заклинивая ее и лрепятствуя ее выбросу вверх под действием выталкивающих сил от давления в скважине. Когда до клиньев 4 верхнего яруса неподвижного устройства доходит муфта спускаемой трубы, имеющая диаметр больше, чем диаметр трубы, устройство срабатывает точно так же, с той лишь разницей, что клинья 4, расходятся на большую величину. Затем подвижное уст- рбйство освобождает спускаемую трубу, движется вдоль нее вверх, и цикл повторяется .

50

55

нья 4. Шайба 10 под действием пружины 6 движется дальше и перемещает клинья 4 в рабочее положение.

Формула изобретения

Устройство для захвата труб при спуске в скважину под давлением, содержащее корпус с пазами, клинья, установленные в пазах в два яруса с возможностью перемещения для фиксации спускаемых труб в противоположных направлениях, приводные кольца, установленные с возможностью взаимодейст0

Таким образом, на самом опасном (начальном) участке спуска труб устройство независимо от системы управления автоматически пропускает слус- каемые трубы в нужном направлении и не допускает произвольного выброса спускаемых труб из скважины.

Когда вес колонны спускаемых труб становится равным силам, выталкивающим спускаемые трубы из скважины, неподвижное устройство может быть переведено в такой режим работы, при котором одновременно выводятся из за5 цепления с спускаемой трубой клинья 4 как верхнего, так и нижнего ярусов. В этом режиме спускаемые трубы удерживаются от неожиданного выброса клиньями 4 верхнего яруса, а от падения

на забой скважины - клиньями 4 нижнего яруса подвижного устройства:при ходе вверх подвижного устройства, когда выведены из зацепления со спускаемыми трубами клинья 4 его обоих яру5 сов, колонна спускаемых труб удерживается клиньями 4 обоих ярусов неподвижного устройства.

Для смены изношенных клиньев 4 удаляются упоры 11, в силовые цилинд0 ры 3 подается давление, и их корпусы перемещаются на большую, чем при работе, величину, а именно - до упора в торец фланца 1. При этом пружина 6 сжимается на большую величину и позволяет клиньям 4 полностью выйти из пазов фланца. Изношенные клинья 4 удаляют, а взамен их вводят вручную в пазы фланца 1 новые клинья 4 и зажимают их винтами 9 для предотвращения

5

ного веса. Затем реверсируют силовые цилиндры 3, освобождая пружину 6. Шайба 10 доходит до внутренних торцов кли- Ньев 4,упирается в них и останавливает ся.Вывинчивают винты 9,освобождая кли50

55

нья 4. Шайба 10 под действием пружины 6 движется дальше и перемещает клинья 4 в рабочее положение.

Формула изобретения

Устройство для захвата труб при спуске в скважину под давлением, содержащее корпус с пазами, клинья, установленные в пазах в два яруса с возможностью перемещения для фиксации спускаемых труб в противоположных направлениях, приводные кольца, установленные с возможностью взаимодейст5

ВИЯ с внешними торцами клиньев, и привод перемещения клиньев, выполненный в виде силовых цилиндров, кинематически связанных с приводными кольцами, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности в эксплуатации за счет обеспечения постоянного контакта клиньев с поверхностью спускаемой трубы, оно снабжено тяга- Q ми, толкателями и дополнительным приводом перемещения клиньев, выполненным в виде пружины, установленной в корпу

се между ярусами клиньев е возможностью взаимодействия с внутренними торцами последних, корпус вьтолнен в виде двух фланцев, жестко связанных штоками силовых цилиндров, тяги выполнены с прорезями и связаны с приводными кольцами, а толкатели установлены на корпусах силовых цилиндров и разме- .щены в прорезях тяг с возможностью перемещения в них и взаимодействия с дополнительным приводом при освобождении трубы.