Ясс Советский патент 1990 года по МПК E21B31/107 E21B31/113 

(21)4604657/23-03

(22)14.10.88 . ,

(46 23.10.90. Бюл. № 39

(75) В.Д.Куртов, В.В.Сережников,

К.А.Шевченко и А.Ф.Коваль

(53) 622.248.13 (088.8)

(56) Авторское свидетельство СССР

1364692, кл. Е 21 В 31/113, 1986.

Заявка ЕПВ № 0201668, кл. Е 21 В 31/00, опублик. 1986.

(54) ЯСС

.(57) Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин. Цель - по- вьпде1ие эффективности ликвидации прихвата В процессе бурения за счет обеспечения ВОЗМОЖНОСТИ работы ясса в гидромеханическом режиме. Для этого по- лыи СТВОЛ установлен с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с перьями 9 цанга 6 в его рабочем по

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин. Цель - повышение эффективности ликвидации прихвата в процессе бурения за счет обеспечения возможности работы ясса в гидромеханическом режиме. Для этого полый ствол установлен с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с перьями 9 цанги 6 в его рабочем положении. Ствол выполнен с расположенными в его полости над цангой 6 седлом 10 с уплотнением. Цанга 6 жестко связана с корпусом 1. Ударник размещен на стволе. Ясс имеет запорный элемент, выполненный в виде бросовой пробки 11 с максимальным наружным диаметром, равным диаметру седла 10 ствола 3 для перекрытия полости последнего при взаимодействии запорного элемента с цангой 6. Пробка 11 выполнена с возможностью образования в рабочем положении перепускного кольцевого канала со стволом, сообщающим полости последнего над и под пробкой 11. Широкий диапазон изменения режима работы ясса позволяет выбрать наиболее рациональный режим для данных условий прихвата бурильной колонны. Ясс может применяться не только в процессе бурения, но и для ликвидации аварий с инструментом, не имеющим в своей компановке ясса. 4 ил.

сл

00

СО

О5

tff.J

ложении. Ствол выполнен с расположенным в его полости над цангой 6 седлом 10 с уплотнением. Цанга 6 жестко связана с корпусом 1. УДарник размещен

: на стволе. Ясс имеет запорный элемент выполненнь1й в виде бросовой пробки 1 1 с максимальнын наружным диаметром, равным диаметру седла 10 ствола для перекрытия полости последнего при взаимодействии запорного элемента с

; цангой 6, Пробка И выполнена с возj Изобретение относится к довильному инструменту, применяемому в процессе (бурения нефтяных и газовых скважин, а более конкретно - к механическим Яссам,

; Цель изобретения - повышение эффективности ликвидации прихвата в процессе бурения за счет обеспечения возможности работы ясса в гидромеханичес- feoM режиме.

На фиг. 1 изображен ясс в транспортном положении, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. I; на фиг, 3 - ЯСС, в исходном положении (перед нанесением удара); на фиг. 4 - то же, в рабочем положении (в момент нанесения удара ударником по наковальне),

Ясс состоит (фиг. 1 и 2) из полого корпуса 1 с наковальней 2, расположенного внутри корпуса 1 полого ствола 3 с ударником 4, навинченного на нижний конец корпуса 1 переводника 5 и замкового узла для фиксации ствола 3 относительно корпуса 4.

Замковый узел включает цангу 6, жестко соединенную с переводником 5 полого корпуса и размещенную в кольцевом пазу 7, выполненном в полости ствола. Цанга 6 имеет утолщенную и более жесткую головку 8 и перья, обеспечивающие пружинящие свойства цанге 6. В верхней части.цанга 6 выполнено конусное седло 10, служащее опорой для бросовой пробки 11 замкового узла (фиг, 3) - запорного элемента с наружным кольцевым н 1ступом для посадки его нижней частью на цангу.

Полый ствол 3 в своей верхней части и наковальня 2 имеют некруглое сечение (фиг.2). Полый ствол 3, корпус

можностью образования в рабочем положении перещ скного кольцевого канала со стволом, сообщающим полости последнего над и под пробкой 11. Широкий диапазон изменения режима работы леса позволяет выбрать наиболее рациональный режим 7ШЯ данных условий прихвата бурильной колонны. Ясс может применяться не только в процессе бурения, но и для ликйидации авар ий с инструментом, не имеющим в своей компановке леса, 4 ил.

0

5

0

5

0

5

0

5

1 и прилегающие торцы ударника 4 и наковальни 2 образуют замкнутую кольцевую камеру 12, соединенную радиальными каналами 13 с полостью 14 ствола 3.

Бросовая пробка 11 имеет наружный диаметр rfi равный внутреннему диггмет- ру da полости 15 ствапа. В нижней части бросовая пробка 11 имеет направление 16, диаметр которого меньше наименьшего диаметра седла 10 цанги 6. Разница в диаметрах должна превышать глубину, кольцевого паза 7. Благодаря этому не оказывается дополнительного сопротивления цанге 6 при выходе ее из паза 7 в случае нахождешш Б ней напр ав.ле НИН 16.

Герметичность ясса обеспечивается уплотнениями 17. .

В рабочем положении ясса пробка 11 образует с палым стволом 3 перепускной кольцевой канал 18 (. 4). Ясс работает следующим образом. Перед спуском ясс настраивается так, чтобы отсоединение цанги 6 от полого ствола происходило при нагрузке 3 тс (может быть и другая величина). После этого ясс включают в компоновку нижней части бурильной колонны. В зависимости от условий и способа бурения ЯСС устанавливают либо над долотом, или над трубобуром, или в тяжелый низ (в разрыве УБТ, например если в бурильной колонне 100 м УБТ, то ЯСС могут поставить после спуска 30 м УБТ). Такую компановку с яссом спускают до забоя и производят бурение. В данном лесе передача крутящего момента обеспечттвается его некруглым сечением (фиг. 2). Передача осевой нагрузки обеспечивается всем сечением ясса, т.е. корпусом 1 и полым

10

51601336

стволом 3tчерез переводник 5 и далее подсоединенному ниже долоту не пока-, зано). Это обеспечивает надежную работу ясса в процессе бурения независимо, .от осевой нагрузки на долото,

В случае возникновения прихвата в процессе бурения, наращивания или спуско-объемных операций в колонну бурильных, труб забрасывается пробка 11, которая, дойдя до седла 10, перекрывает полость ствола (4иг. 3). Внутри колонны бурильных труб (т.е. и ясса) создается нужное давление, например 50 кгс/см , которое обеспечивает до- под нительное осевое усилие в 3 тс, .. прижимающее за счет конусного сочленения седла 10 с бросовой пробкой 11 ствол 3 к переводнику 5. За счет этого увеличивается жесткость цанги 6. В результате рас4иксации ствола 3 с корпусом 1,(т.е. выход цанги 6 из кольцевого паза 7 ствола) происходит не при 3 тс, а при 5 тс (для применяемого

Если прихват не ликвидирован, то буровые насосы выключают , колонну бурильных труб вместе с полым, стволом 3 опускают вниз и вводят цангу 6 до соединения с кЪльцевым пазом 7. Вновь создают повьппеннбё давление, например 100 кгс/см . При таком давлении рассоединение цанги ПРОИСХОДИТ пои натяжении бурильной колонны с усилием 13 тс. За счет дополнительного увеличения жесткости цанги ее рассоединени произойдет только при 10 тс,

Если прихват не ликвидирован, то повторяют все операции, но уже при друщх давлениях. Максимальное давление, Создаваемое в колонне бурильных труб, определяется их прочностью. Как правило, оно не превышает 300 кгс 2Q /см , При этом давлении необходимая величина натяжения бурильных труб составляет 33 тс. Таким образом, величина натяжения бурильной колонны, а значит и усилие срабатывания ясса.

15

размера ясса, испытанного в стендовых 25 колеблется от 3 до 33 тс, Одновременусловиях).

Производят натяжение колонны бурильных труб с усилием, превышающим гидравлическую нагрузку (3 тс), и усилием срабатывания замкового узла (5 тс), т.е. усилие натяжения, превышает 8 тс. При этом цанга 6 выходит из кольцевого паза 7 палого ствола и он начинает двигаться вверх относительно корпуса 1, При этом бросовая пробка 11, прижатая силой давления в 50 кгс/см(3 тс) к седлу 10, остает- ся на месте. Как только суженная .часть полости 15 ствола поднимается выше бросовой пробки 11, полость 14 Ствола соединяется через кольцевой канал 18 с каналом переводника 5 и далее с прихваченной частью бурильной

. колонны (фиг. 4), Восстанавливается циркуляция и давление резко падает. В этот момент наносится удар ударником 4 по нижнему торцу наковальни 2, В результате, кроме ударного воздействия, резкое сбрасывание давления вызывает поперечные и продольные колебания в стенке прихваченных труб. Буровой раствор, выходящий им- пульсно из полости бурильной колонны, долота в затрубное пространство,

шламовую пробку, глинистую .

корку. Совместное приложение ударной

,нaгpyзки и гидродинамического воздействия улучшает условия ликвидации прихвата.

30

но изменяется и гидродинамическое воз действие от резкого сбрасывания давления, равного 50-300 кгс/см.

Широкий диапазон изменения режима работы ясса (как его ударной нагруз1ш так и гидродинамических характеристик) позволяет выбрать наиболее рациональный режим для данных условий прихвата бурильной колонны. Это повышает эффективность ликвидации прихва- 35 тов при различных геологических условиях и снизит затраты времени и средств на бурение скважин,

Ясс может применяться не только в процессе бурения, то и, как известные ЯССЫ,:для ликвидации аварий с инструментом, не им ею1цим в своей компоновке ясса.

40

45

Ф

ормула изобретения

Ясс, включающий йолый корпус с наковальней, размещенный в нем полый ствол с внутренним кольцевым пазом, ударник и замковый узел в виде цанги,

50 установленной в полости корпуса с возможностью размещения ее перьев в исходном положе ши во внутреннем кольцевом пазу полого ствола, и запорного элемента с наружным кольцевым высту55 пом для взаимодействия нижней части . последнего с перьями цанги, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности ликвидации прихвата в процессе бурения за счет обес0

Если прихват не ликвидирован, то буровые насосы выключают , колонну бурильных труб вместе с полым, стволом 3 опускают вниз и вводят цангу 6 до соединения с кЪльцевым пазом 7. Вновь создают повьппеннбё давление, например 100 кгс/см . При таком давлении рассоединение цанги ПРОИСХОДИТ пои натяжении бурильной колонны с усилием 13 тс. За счет дополнительного увеличения жесткости цанги ее рассоединение произойдет только при 10 тс,

Если прихват не ликвидирован, то повторяют все операции, но уже при друщх давлениях. Максимальное давление, Создаваемое в колонне бурильных труб, определяется их прочностью. Как правило, оно не превышает 300 кгс/ Q /см , При этом давлении необходимая величина натяжения бурильных труб составляет 33 тс. Таким образом, величина натяжения бурильной колонны, а значит и усилие срабатывания ясса.

5

0

но изменяется и гидродинамическое воздействие от резкого сбрасывания давления, равного 50-300 кгс/см.

Широкий диапазон изменения режима работы ясса (как его ударной нагруз1ш, так и гидродинамических характеристик) позволяет выбрать наиболее рациональный режим для данных условий прихвата бурильной колонны. Это повышает эффективность ликвидации прихва- 5 тов при различных геологических условиях и снизит затраты времени и средств на бурение скважин,

Ясс может применяться не только в процессе бурения, то и, как известные ЯССЫ,:для ликвидации аварий с инструментом, не им ею1цим в своей компоновке ясса.

0

45

Ф

ормула изобретения

Ясс, включающий йолый корпус с наковальней, размещенный в нем полый ствол с внутренним кольцевым пазом, ударник и замковый узел в виде цанги,

50 установленной в полости корпуса с возможностью размещения ее перьев в исходном положе ши во внутреннем кольцевом пазу полого ствола, и запорного элемента с наружным кольцевым высту55 пом для взаимодействия нижней части . последнего с перьями цанги, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности ликвидации прихвата в процессе бурения за счет обеспечения возможности работы ясса в гидромеханическом режиме, полый ствол yct.aHOBfleH с возможностью осевого пе- рейещения и взаимодействия с перьями цайги.в его рабочем положении и выпол- ией с расположенным в его .полости над ца1(1гой седпом с уплотнением, цанга же|:тко связана с корпусом, а ударник размещен на полом стволе, причем за- элемент выполнен в виде броФиг.1

совой пробки с макси 1альным наружным диаметром,.равным диаметру седла полого ствола для перекрытия полости последне.го при взаимодействии запорного элемента с цанх ой, при этом бросовая пробка выполнена с возможностью образования в рабочем положении перепускного кольцевого канала с полым стволом, сообщающим полости доследне- го над и под бросовой пробкой.

Фиг. 2

ФагЛ