Механический ясс Советский патент 1991 года по МПК E21B31/107 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к ударным устройствам для ликвидации прихватов при бурении скважин.

Цель изобретения - повышение надежности работы ясса и эффективности ликвидации прихвата путем обеспечения возможности свободного перемещения штока на всей длине хода.

На фиг. 1 изображен механический ясс, общий вид с продольным четвертым вырезом; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1; на фиг. 3 - участок нижней втулки с отверстием под фиксатор и с направляющим пазом под хвостовик фиксатора; на фиг, 4 - фиксатор.

Механический ясс состоит из корпуса 1 с наковальней 2 и установленного в корпусе 1 с возможностью ограниченного осевого перемещения штока 3 с бойком 4. Шток 3 имеет на своей наружной поверхности винтовую нарезку 5 с углом наклона, превышающим угол трения. Кроме того, ясс имеет узел расцепления в виде двух втулок G и 7, имеющих для взаимодействия одна с другой торцовые выступы 8 и 9. Верхняя втулка 6 имеет для взаимодействия с винтовой нарезкой 5 штока 3 ответную ей внутреннюю винтовую нарезку 10. Нижняя втулка 7 зафиксирована от проворота относительно корпуса 1 шлицевым соединением 11 и подпружинена в осевом направлении пружиной 12, усилие которой регулируется гайками 13. В нижней части корпуса 1 установлен подпружиненный в радиальном направлении относительно корпуса 1 фиксатор 14 с хвостовиком 15. В нижней части нижней втулки 7 выполнено отверстие 16 с упором 19 под фиксатор 14 и направляющий паз 17 под хвостовик 15 фиксатора 14 для фиксации нижней втулки 7 в ее крайнем нижнем положении. В нижней части штока 3 выполнен кольцевой выступ 18 для перевода фиксатора 14 в исходное положение при крайнем нижнем положении штока 3.

В винтовых канавках 5 и 10 штока 3 и верхней втулки 6 установлены шары 20, а винтовая канавка 5 на штоке 3 выполнена на всей длине его рабочего хода.

Полость между корпусом 1 и штоком 3

герметизирована поплавками 21 и 22 и заполнена маслом. На штоке 3 закреплен переводник 23 для соединения с бурильными трубами.

Узел передачи крутящего момента от штока 3 к корпусу 1 состоит из подпружиненной относительно корпуса восевом направлении втулки 24, которая имеет торцовые выступы 25. Шток 3 и втулка 24

имеют между собой шлицевое соединение 26, а переводник 27 корпуса 1 имеет торцовые выступы 28, ответные торцовым выступам 25 втулки 24.

Механический ясс работает следующим

образом.

Проверяют наличие масла, залитого между корпусом 1 и шпинделем 3 по всей длине полости между поплавками 21 и 22, которое при работе в скважине позволяет

уравнивать давление в зтой полости с гидростатическим давлением в скважине.

Устройство посредством переводника 23 присоединяют к трубам, опускаемым в скважину при помощи талевого блока буровой вышки (не показана). Спуск производят до тех пор, пока корпус 1 своей нижней резьбовой частью не упирается в резьбу муфты на колонне прихваченных труб. Начинают вращать опускаемую колонну труб с

устройством. Вращение через переводник 23, шпиндель 3, шлицы 26, зубья 25 и 28 передается корпусу 1, который свинчивает- сяс колонной прихваченных труб до тех пор, пока крутящий момент свинчивания не превышает крутящий момент, на который настроек узел втулки 24 и пружина 12 втулки 7, Происходит расцепление полумуфт 6 и 7 и зубьев 25 и 28, и вращение корпуса 1 прекращается. Устройство свинчено с колонной прихваченных труб. Останавливают вращение шпинделя 3 и осуществляют его подъем. вытягивая из корпуса 1 посредством талевой системы вышки. Шпиндель 3, удерживаемый от вращения относительно корпуса 1 втулкой 24, может перемещаться только вдоль корпуса 1. Но для того, чтобы переместиться, ему необходимо преодолеть сопротивление шариков 20 втулки 6, взаимодействующих с винтовой канавкой 5, а это возможно только в том случае, если полумуфта 6, установленная в корпусе 1, вращается относительно последнего. В зависимости от угла наклона витков винтовых канавок 5 и 10, усилие необходимое для перемещения шпинделя 3 (вращения полу- муфты 6), может быть различным. Чем больше угол подъема витков канавок 5 и 10, тем легче переместить шпиндель 3, но угол подъема витков канавок 5 и 10 не должен быть самотормозящим, так как перемещение становится невозможным.

Так как втулка 6 удерживается втулкой 7, то перемещение шпинделя 3 становится невозможным до тех пор, пока усилие расцепления втулок 6 и 7 не превышает усилия настройки пружины 12. Во время удержания от вращения втулки 6 втулкой 7 и натяжения колонны труб полисластной системой вышки происходит растяжение колонны, как пружины. После расцепления втулок 6 и 7 втулка 6 резко начинает вращаться, не имея сопротивления со стороны втулки 7, за счет перемещения шпинделя 3. Скорость ее вращения увеличивается по мере увеличения скорости перемещения шпинделя 3. Одновременно с перемещением шпинделя 3 подпружиненный фиксатор 14 сходит с кольцевого выступа 18, а так как втулка 7 отжата по шлицевым направляющим 11 корпуса 1 и отверстие 16 перемещается под фиксатор 14, то последний западает в отверстие 16 и не дает возможности втулке 7 вновь сцепиться с втулкой 6. Втулка 6 без большого сопротивления вращается, и шпиндель 3 с ускорением перемещается относительно корпуса 1 до тех пор, пока боек 4 не ударяет по наковальне 2. Происходит удар вдоль оси прихваченной колонны труб. Причем во время удара бойком 4 по наковальне 2 втулка 6, набравшая достаточную скорость, из-за остановки

шпинделя 3 резко останавливается и запасенную энергию вращения передзет через шарики 20 и шпиндель 3 бойку 4, усилив величину удара. Если освобождение колонны труб от прихвата не происходит, то

шпиндель 3 опускают вниз. В это время втулка 6 свободно вращается.

Свободный спуск шпинделя 3 происходит до тех пор, пока он своим кольцевым выступом 18 не нажимает на пружинный

фиксатор 14. Последний выходит из зацепления с отверстием 16 через паз 17 и опу- екает втулку 7, которая сцепляется с втулкой 6. Затем можно вновь производить удар осевым перемещением шпинделя 3 вверх.

После устранения прихвата колонны труб устройство вместе с освобожденной частью труб поднимается из скважины.

Формула изобретения

Механический ясс, включающий корпус

с наковальней, установленный в нем с возможностью ограниченного осевого перемещения шток с бойком и винтовой нарезкой на его наружной поверхности с углом наклона, превышающим угол трения, узел распределения в виде двух втулок, имеющих для взаимодействия одна с другой торцовые выступы, верхняя из которых имеет для взаимодействия с винтовой нарезкой штока

ответную ей внутреннюю винтовую нарезку, а нижняя зафиксирована от проворота и подпружинена относительно корпуса в осевом направлении, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы

ясса и эффективности ликвидации прихвата путем обеспечения возможности свободного перемещения штока на всей длине хода, он снабжен установленным в корпусе и подпружиненным в радиальном направлении

фиксатором с хвостовиком, в нижней части нижней втулки выполнено отверстие под фиксатор и направляющий паз под хвостовик фиксатора для фиксации нижней втулки в ее крайнем нижнем положении, а в нижней части штока выполнен кольцевой выступ для перевода фиксатора в исходное положение при крайнем нижнем положении штока, шток имеет шары, установленные в винтовых нарезках штока и верхней втулки,

при этом винтовая нарезка штока выполнена на всей длине его рабочего хода.

Јгпф

Li

Изобретение относится к нефтегазодобывающей пром-сти и предназначено для ликвидации прихватов при бурении. Цель изобретения - повышение надежности работы ясса и эффективности ликвидации прихвата путем обеспечения возможности свободного перемещения штока на всей длине хода. Ясс состоит из корпуса (К) 1 и установленного в нем штока (Ш) 3. Узел расцепления Ш 3 и К 1 состоит из верхней б и нижней втулок, имеющих торцовые выступы и находящиеся в зацеплении. Нижняя втулка подпружинена относительно К 1, На Ш 3 и втулке б выполнены винтовые канавки.

SZSZ89L

ш

Фиг А