Устройство для отворачивания труб в скважине Советский патент 1991 года по МПК E21B31/00 E21B23/00 

Изобретение относится к устройствам для отворачивания как правых, так и левых труб, и может быть применено как в эксплуатационных, так и бурящихся скважинах.

Целью изобретения является увеличение эффективности работы устройства за счет увеличения крутящего момента на его выходном валу.

На фиг.1 показано устройство, разрез; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг.4 - сечение В-В на фиг.1; на фиг.5 - муфта роликовой опоры, изометрическая проекция.

Устройство содержит полый ведущий вал 1 с присоединительной резьбой в верхней части с промывочными отверстиями а, корпус 2 с опорной втулкой 2, основной 3 и дополнительный 4 сателлиты, установленные ступенчато и находящиеся в зацеплении между собой, полый ведомый вал 5 с

присоединительной резьбой в нижней части под лоаильный узел. Сателлиты 3 и 4 расположены эксцентрично относительно продольной оси корпуса и установлены е опорной втулке 2 с возможностью вращения. Ведущий 1 и ведомый 5 валы выполне- ны соответственно с внутренними зубчатыми нарезками 6 и 7 для обеспечения передачи вращения. Сателлиты 3 и 4 расположены параллельно друг другу и находятся соответственно в зацеплениях с ведущим валом 1 и ведомым валом 5. Сателлиты 3 и 4 удерживаются в корпусе посредством разъемных верхней и нижнай муфт 8. которые жестко соединены между собой (не показано). В ведущем и ведомом валах имеются роликовые опоры, расположенные над и под сателлитами. Каждая муфта 8 выполнена с выступом 9, который имеет клиновой паз 10. У основания клинового паза 10 выполнены зубцы 11. Ниппель 12 с зубцами 13 в торцевой части находится в клиновом пазу 10 муфты 8, а другой конец ниппеля 12 с помощью гайки 14 прижат к подшипнику 15. Зубцы 11 и 13 увеличивают коэффициент сцепления между муфтами 8 и ниппелями 12 при сжимающей нагрузке, благодаря чему исключается возможность радиального перемещения корпуса 2. Конец ниппеля 12 снабжен шариком 16, который установлен с возможностью вращения, таким образом ниппели роликовых опор связаны с валами с возможностью вращения, шарик 16 прижат планкой 17 к ниппелю 12, Ведущий вал 1 и ведомый вал 5 от смещения вниз удерживаются благодари роликовым 1 опорам. Ведущий 1 и ведомый 5 валы установлены с возможностью осевого ограниченного перемещения в пределах зазора между торцом ниппеля 12 и основанием клинового паза iO. За счет такого соединения обеспечивается осевое ограниченное перемещение корпуса 2 относительно ведущего 1 и ведомого 5 валов, в предела зазо ра зубцами муфт 8 и зубцами ниппеля 12, а также вращательное движение валов 1 ii 5 относительно неподвижного корпуса 2 при осевых нагрузках,

Устройство для отворачивания труб s зависимости от применяемого давильного инструмента работает следующим образом. Устройство верхним концом присоединяется к колонне бурильных труб, а к нижнему его концу присоединяется ловильный узел (левый метчик или колокол) и опускается в скважину до соприкосновения ловиль- ного узла с верхним концом ловимого аварийного объекта. Затем на ловильный узел весом бурильных труб дают сжимающую нагрузку. При этом корпус 2 перемещается вниз относительно ведомого вала 5 в пределах зазора между элементами роликовых опор. Нижняя муфта 8 своими зубцами 11 упирается на зубцы 13 ниппеля 12. Одно- временно ведущий вал 1 опускается относительно корпуса 2 в пределах зазора между элементами роликовой опоры, где также зубцы взаимодействуют между собой, За счет большой силы и коэффициента сцепле- 0 ния зубца в роликовых опорах корпус 2 с муфтами 8 фиксируется в неподвижном положении, При этом исключается поворот корпуса 2 относительно ведущего 1 и ведомого 5 валов, После этого колонне буриль- 5 ных труб придают правое вращение. Ведущий вал 1, вращаясь вправо при помощи нарезки 6, приводит к вращению сателлит 3 вправо. Затем при правом вращении сателлита 3 сателлит 4 будет вращаться вле- 0 во. При помощи нарезки 7 левостороннее вращение сателлита 4 сообщается ведомому валу 5, который в результате передает левосторонний крутящий момент присоединенному к нему метчику или колоколу (см. 5 фиг.2, 3 и 4). При левом вращении метчике или колокола, последний соединяется с прихваченной колонной труб. По окончании закручивания метчика или колокола на ловимую аварийную трубу передается кру- 0 тящий момент, в результате чего происходит их отворачивание. После этого устройство вместе с заловленным объектом извлекают на поверхность.

При использовании труболовки во вре- o мя ловильных работ его спускают в скважину до верхнего конца аварийных труб, затем груболовку постепенно заводят вовнутрь этих труб или их накрывают. После этого колонне труб дают натяг. Ведущий вал 1 j перемещается вверх в пределах зазора между элементами роликовой опоры. Верхний и нижний ниппели 12 заклиниваются в соответствующих клиновых пазах 10 муфт 8. При этом происходит торможение корпуса 5 2, После фиксации корпуса 2 правое вращение колонны бурильных труб реверсируется а левое вращение ведомого вала 5 с ловиль- ным узлом. После отворачивания аварийных труб производят подъем устройства на 0 поверхности

При необходимости отворачивания аварийных прихваченных труб с левой нарезкой резьбы производится поворот устройства на 180°.

5 Такое исполнение устройства позволяет повысить надежность его работы за счет значительного увеличения крутящего момента с помощью увеличения диаметрй промежуточных шестерней и их расположений. Кроме того, из-за отсутствия связи корпуса

устройства со стенкой скважины его можно использовать как в обсаженной, так и в не- .обсаженной скважине.

Преимуществом предлагаемого устройства по сравнению с известными является возможность его использования для отворачивания труб как правого, так и левого направления резьбы одним и тем же устройством.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Устройство для отворачивания труб в скважине, включающее полый корпус с опорной втулкой, установленной в полости, размещенную в верхней части корпуса с возможностью вращения, полый ведущий вал с зубчатой нарезкой, расположенный в опорной втулке корпуса эксцентрично егр оси сателлит, связанный его зубцами с зубчатой нарезкой ведущего вала и установленный в нижней части корпуса с возможностью вращения полый ведомый вал с внутренней зубчатой нарезкой, связанный в его нижней части с ловильным узлом, отличающееся тем, что, с целью увеличения эффективности работы устрой- ства за счет увеличения крутящего момента на его ведомом валу, оно снабжено двумя

роликовыми опорами и дополнительным сателлитом, расположенным с возможностью вращения в опорной втулке корпуса эксцентрично оси последнего и связанным его зубцами с зубцами основного сателлита и зубцами ведомого вала, при этом зубчатая нарезка ведущего вала выполнена на его внутренней поверхности, а основной сателлит размещен в его полости, ведущий и ведомый валы установлены в корпусе с возможностью ограниченного осевого перемещения и связаны посредством размещенных в них над и под сателлитами роликовых опор, причем каждая из последних выполнена в виде муфты и установленного в ней с возможностью вращения и ограниченного осевого перемещения ниппеля, связанного свободным концом с возможностью вращения с соответствующим валом, при этом муфты роликовых опор.сво- бодными концами обращены одна к другой и жестко связаны между собой, на обращенных одна к другой торцевых поверхностях муфты и ниппеля каждой из роликовых опор выполнены ответные друг другу зубцы для образования в сомкнутом положении муфты и ниппеля жесткого соединения.

Изобретение относится к устройствам для отворачивания как правых, так и левых труб, и может быть применено как в эксплуатационных, так и в бурящихся скважинах. Целью изобретения является увеличение эффективности работы устройства за счет увеличения крутящего момента на его выходном валу, Для этого устройство, содержащее корпус с ведущим, ведомым валами и сателлитом, содержит дополнительный сателлит и роликовые опоры, расположенные над и под сателлитами в ведущем и ведомом валах. Ведущий и ведомый валы установлены в корпусе с возможностью вращения и ограниченного осевого перемещения, а роликовые опоры выполнены в виде ниппелей, установленных с возможностью вращения в ведущем и ведомом валах, и муфт, жестко связанных между собой и образующих с ниппелями в сомкнутом положении жесткое соединение. При передаче на устройство осевой нагрузки для соединения его с отворачиваемыми трубами ниппели и муфты роликовых опор смыкаются и стопорят ведущий и ведомый валы относительно корпуса. После соединения с отворачиваемой колонной труб производят натяжение и передачу вращения на устройство, происходит отворот труб. Зубчатая нарезка выполнена на внутренней поверхности ведущего и ведомого валов, сателлиты образуют между собой зубчатое зацепление, а каждый из них - с одним из валов. Такое выполнение позволяет использовать устройство для отворота труб как правого, так и левого направления резьбы поворотом устройства на 180°. бил. сл с о 00 fc 4 О

А-А

Фиг. 2

Фм.З

сригЛ