Устройство для ликвидации прихватов бурового снаряда Советский патент 1991 года по МПК E21B31/107 E21B31/113 

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к устройствам для ликвидации прихватов при бурении скважины.

Целью изобретения является совер- 1 unn iH .i i полоти очботн с устройся i,nr« путем исключения операций по г/мюсу ;п чичш по внутреннем анпле и обеспечения ьочможности восстановления цирку i цич при ковочной жидкости

f фш l покачано устройство, пройти.ими рочрсч; на фиг. 2 - разрез А А на Фиг 1.

Устропс по /т/1 ч ликвидации прихватов содержит корпус 1 с наковальней 2 и пере- годником 3, коицентрично установленный в нем ипок I п бойком 5 и втулку 6, охватыпа ющ ук1 HjTOk /I и жестко связанную с копггу с ом i i 1од ртулкой В установлен поршень 1 подпружиненный относительно корпуса пружиной У Поршень 7 и переходник 3 вы- ПОЛНРНЬ окатывающими шток 4, в нижней части которого имеется седло 9 для клапана 0. Г штоке 4 нчд седлом 9 выполнены бо- КОПЫР отверстия 11, связывающие полость ) 4 с гюдпоршневой камерой 12

В полости корпуса 1 над узлом фиксации 4 относительно корпуса 1 расположена иоьсюродкч 13 с продольными отверстиями 14 Она образует вместе со стенками корпуса 1 и фикг нр/ющими элементами камеру, в полости 15 коюрой установлен обратный клапан 16 перекрывающий каналы 17, связывающие полость 15с камерой 18, сообщающейся с ззтрубным пространством через отверстия 19. В радиальных каналах корпуса 1 установлены фиксирующие элементы 20, выполненные в виде подпружиненных в ра- дитльном направлении относительно корпуса кулачков, а па штоке 4 выполнена проточка 21 ответной формы. В осевых каналах корпуса 1 размещены плунжеры 22, жестко связан- ные с поршнем 7 и перекрывающие радиальные каналы 23. Надпоршиевая камера 24 соединена с затрубным пространством каналами 25.

Устройство работает следующим образом.

Устройство может включаться в состав снаряда при бурении скважин либо спускаться к прихваченному инструменту после возникновения аварии. При этом корпус

1 механизма через переводник 3 соединяется с прихваченной (или прихватоопасной) частью снаряда, а шток 4 через переводник 26 - с бурильной колонной. Первоначально в устройстве клапан 10 отсутствует Поэтому

промывка беспрепятственно подается на забой скважины по осевому каналу штока 4 При бурении крутящий момент передается от бурильных труб на переводник 26 и через кулачки 27 - на корпус 1. В случае возникнопения прихвата клапан 10 сбрасывается в полость бурильных труб и садится в седло 9, перекрывая канал для прохода промывоч- ной жидкости Затем включают буровой насос, в подпоршневой камере 12, связанной

с полостью штока 4 боковыми отверстиями 11 в последнем, поддерживается давление определенной величины. После этого натягивают бурильную колонну, которая за счет приложенной нагрузки растягивается, нак.чпливая энергию упругой деформации. При достижении расчетной нагрузки определяемой жесткостью пружины 8 и давлением в камере 12, фиксирующие элементы 20 начинают перемещаться в радиальных каналах корпуса. Тогда плунжеры 22. размещенные в осевых каналах корпуса, вместе с поршнем 7 перемещаются вниз и открывают радиальные каналы 23, соединяя радиальные каналы с затрубным пространством.

5 Поскольку давление в радиальных каналах резко уменьшится, то фиксирующие элементы 20 выйдут из конусной протолки 21 и освободят шток 4, который за счет накопленной о бурильных трубах энергии упругой

0 деформации перемещает вверх, нанося бойком 5 мощный удар по наковальне 2. Так как в эют момент времени нижняя часть штока 4 выходит из переходника 3 то промывка поступает на забой через боковые

5 отверстия 11 и осевой канал в переходнике 3 (в случае герметичного прихвата жидкость проходит через дроссельное отверслие 28 и отверстия 19 в корпусе 1). В этот же момент

времени поршень 7 под действием пружины 8 перемещается вверх, перекрывая плунжерами 22 радиальные каналы 23. Для повторного нанесения удара бурильная колонна опускается, шток 4 занимает исходное положение (при этом боек 5 упирается в пере- городку 13, фиксирующие элементы перемещаются в сторону проточки 21 за счет возвращения поршня 7 и плунжеров 22 в исходную позицию). Дальнейшее перемещение фиксаторов 20 происходит за счет пружин, установленных в радиальных каналах корпуса 1. При этом радиальные каналы заполняются жидкостью, поступающей из камеры 18 через каналы 17, открываемые обратным клапаном 16, полость 15 и каналы 14. После того, как фиксаторы 20 войдут в проточку 21, производят натяжение бурильной колонны и цикл работы механизма noli горяется. Под действием ударных нагрузок снаряд освобождается от прихвата.

Если же после нанесения удара вверх необходимо произвести удар вниз, то колонна сбрасывается и, двигаясь под действием собственного веса, ударяет бойком 5 по втулке 6. В процессе работы в надпорш- невой камере 24 поддерживается низкое давление, поскольку она связана с затруб- ным пространством каналами 25 помимо этой функции, препятствуют ооз никновению гидравлической гюдутки поршнем 7.

Регулирование силы при кптпр-i;- ппо- пгходпт размыкание Фиксаторов ч процс о1 ликвидации аварии, осущесп;ляе сч путем изменения дапленич в полости 12 ifа м .-м минимальный порог срабатывания опоедр льется жесткостью пружины 8 (L этом г,, чае насос отключен) Поэтому ьдьим HJ nvrf регулирования силы размыкания N,ovanii3- ма может быть подбор и усггзносжа г, полости 12 пружин различной жесткости В связи с этим возможен вариант работы, когда нет необходимости в регулировании силы размыкания, тогда пружина 8 устанавливается достаточно большой жест кости клапан 1C г. этом случае не опускается в б/рильные трубы При этом начало пере

мещения поршня 7 определяется только характеристикой пружины 8, а промывочный агент в этом случае беспрепятственно проходит на забой через полость штока 4. 5При спуске устройства к прихваченному

снаряду сначала производится интенсивная промывка скважины, а затем оносоединяет- ся с аварийным инструментом при помощи переводника 3. В дальнейшем его работа не

0 отличается от описанного случая.

Формула изобретения Устройство для ликвидации прихватов бурового снаряда, включающее корпус, установленные в нем с возможностью ограни5 ченного осевого перемещения полый шток и подпружиненный относительно корпуса поршень, узел фиксации штока относительно корпуса в виде расположенных в радиальных направляющих корпуса

0 фиксирующих элементов, размещенных в ответных пазах штока, и бросовый клапан, отличающееся тем. что, с целью совершенствования технологии работы с устройством путем исключения операций по

5 сбросу давления во внутреннем канале и обеспечения возможности восстановления циркуляции промывочной жидкости в полости корпуса над узлом фиксации штока относительно корпуса, оно снабжено

O ш:ргггродной с продольными отверстиями обр чующей в начпоршнегюй полости ьор г.уга со стенками последнего и фиксгрую- щим1 члемонтами i-амеру при этом .ормус имеет ибратный клапан, размешенный в /т, /О С ВОЗМОЖНОС П Ю ,1Н1Я Версгип перегородки п исходном положении причем в стенке корпуса выполнены радиальные, отверстия, а поршень установлен с возможностью перекрытия последнил в ис0 годном положении, фиксирующие ялемен- 1ы RKполнены в виде подпружиненны в радиальном направлении относительно корпуса кулачков, при этом в нижней части штика пнполнено седло под бросовой кла5 пан, а в стенке штока над седлом вигюлне- ны радиальные отверстия с возможностью сообщения полого штока с полпоршчевой полостью корпуса на всей длине ода штока

13

21

20

Изобретение относится к нефтяной промышленности и предназначено для ликвидации прихватов при бурении скважин. Цель изобретения - совершенствование технологии работы с устройством путем исключения операций по сбросу давления во внутреннем канале и обеспечения возможности восстановления циркуляции промывочной жидкости Устройство содержит корпус (К) 1, шток (Ш) 4 с бойком 5 и втулку 6, охватывающую Ш 4 и жестко связанную с К 1 В нижней части Ш 4 выполнено седло под шар 10 Над седлом выполнены отверстия 11, связывающие полость 12 и внутренний канал Ш 4 На Ш 4 установлен

Фиг. 2