Устройство для ликвидации прихвата Советский патент 1991 года по МПК E21B31/113 

Изобретение относится к бурению скважин, а именно к ударным средствам для ликвидации прихватов гидравлического действия, и может быть использовано для ликвидации прихватов бурильных, насосно- компрессорных труб или инструмента скважин.

Целью изобретения является повышение эффективности работы устройства за счет снижения потерь энергии рабочего агента.

На фиг. 1 изображено устройство для ликвидации прихватов, верхняя часть; на фиг. 2 - то же, нижняя часть.

Устройство содержит корпус 1, в котором размещены наковальня 2, служащая для соединения верхней и нижней частей корпуса и контактирующая с ударником, состоящим из верхней 3 и нижней 4 частей, размещенных соответственно над и под наковальней 2 и снабженных соответственно хвостовиками 5 и 6. Корпус 1 имеет верхний 7 и нижний 8 переходники. Основной 9 и дополнительный 10 цилиндры прикреплены к хвостовикам 5 и б ударника и основному 11 и дополнительному 12 распределителям соответственно, которые закреплены в корпусе 1 с помощью верхней крышки 13 и нижнего переходника 8. В наковальне 2. основном 11 и дополнительном 12 распределителях выполнены нагнетательные«дна- лы 14 и 15, соединяющие между гобой напорную полость 16. полость 17 высокого давления и нагнетательные полости 18 и 19, причем полость 18 отделена от проходной полости 20 заглушкой 21. Проходным полость 20 связана со сливным каналом 22 и перепускным клапаном 23, который через кольцевую проточку 24 соединен с дренажными каналами 25. Аналогично в основном распределителе 11 сливной канал 26 через кольцевую проточку 27 соединен с дренажным отверстием 28. В рабочих камерах, образуемых основным и дополнительным цилиндрами 9 и 10 соответственно, торцами хвостовиков ударника 5 и 6 и основным 11 и дополнительным 12 распределителями соответственно, размещены клапанные группы, состоящие из впускных клапанов 29 и 30, размещенных в седлах 31 и 32. На осях 33 и 34 установлены хвостовики 35 и 36

выпускных клапанов 37 и 38, в которых выполнены перепускные пазы 39 и каналы 40. В заданном положении клапанная группа удерживается буртиками 41 и 42, гайками 43

и 44, а люфты выбираются пружинами 45- 48, причем состояние клапанных групп определяется положением основного 9 и дополнительного 10 цилиндров соответственно относительно основного и дополнигельного распределителей 11 и 12 соответственно и устанавливаются регулировочными гайками 49 и 50. положение которых может изменяться, например, за счет перемещения по резьбе цилиндров. Уплотнение

сопрягаемых поверхностей распределителей и цилиндров осуществляется манжетами 51 и 52, а поверхности между верхним переходником 7 и крышкой 13 - манжетами 53. Нижний переходник оснащен ниппелем

54 с замковой резьбой, причем ниппель выполнен полым с некруглым отверстием 55, которое может быть использовано при сборке устройства

Верхний переходник 7 на скользящей

посадке размещен в некруглом, например овальном, отверстии, на фиг. 1 показана поверхность 56 соприкосновения направляющей скольжения верхней крышки 13, в которой размещен хвостовик 57 переходника 7. Такое размещение деталей позволяет достичь возможности передачи крутящего момента от верхнего переходника к корпусным деталям при одновременном их осевом перемещении одна относительно другой.

Соединение верхнрй 3 и нижней 4 частей образующих ударник и его центрирование относительно корпуса осуществляется с помощью хвостовика 58.

Устройство для ликвидации прихвата

работает следующим образом.

С помощью резьбы хвостовика 57 верхнего переходника 7 предлагаемое устройство присоединяется к свободному участку колонны труб, на которой спускается в скважину и соединяется с головной частью прихваченного участка при помощи резьбы ниппеля 54 или ловильного инструмента. После соединения предлагаемого устройства с прихваченным участком производится

натяжение всей колонны труб талевой системой или иным способом, например гидравлическими домкратами, на величину, превышающую вес колонны труб, величина натяжения определяется режимом работы предлагаемого устройства. Величина натяжения колонны труб задается исходя из прочности освобождаемой колонны, предлагаемого устройства, инструмента и грузоподъемного оборудования, имеющегося в наличии на скважине. При натяжении часть участка колонны труб, находящихся в прихваченном состоянии, и весь свободный участок колонны труб оказываются подобно пружине в растянутом состоянии, верхний переходник 7, перемещаясь в направляющих крышки корпуса 13. устанавливается в верхнем положении, опираясь на буртик последней.

Под действием собственного веса ударник, состоящий из верхней 3 и нижней 4 частей и соединенных с ними основного 9 и дополнительного 10 цилиндров, занимает крайнее нижнее положение, вследствие чего выпускной клапан 37 под действием гайки 49 на хвостовик 35 отводится от торца основного распределителя 11, открывая выпускной канал 26, и, воздействуя через пружину 46, закрывает впускной клапан 29. Дополнительный цилиндр 10 и регулировочная гайка 50 занимают крайнее нижнее положение и, сжимая пружину 47, перекрывают канал 22 выпускным клапаном 38, который, нажимая на буртик 42 оси 33, открывает впускной клапан 30.

При подаче энергоносителя (в качестве энергоносителя могут использоваться вода, буровой раствор, промывочная жидкость и т.п.) в полость 16 и далее через каналы 15, полость 17, каналы 14 и 15 в полость 18, а затем через открытый впускной клапан 30 в рабочую камеру дополнительного цилиндра 10 ударник и все связанные с ним эпементы под воздействием направленного вверх усилия перемещаются вверх. При этом выпускной клапан 39 удерживается в закрытом положении.

На подходе к верхней мертвой точке ударник с помощью закрепленной в нем регулировочной гайки 50, воздействуя на хвостовик 36, открывает клапан 38 и закрывает впускной клапан 30. В тот же момент ударник, нажимая на хвостовик 35 клапана 37 и гайку 43, преодолевает усилие, удерживающее впускной клапан 29, закрывает выпускной клапан 37 и открывает впускной клапан 29. При таком положении клапанных групп рабочая камера нижнего цилиндра через выпускные каналы связана с областью низкого давления (с затрубным пространством через перепускной клапан 23 или, если не нарушена циркуляция в прихваченном участке колонны труб, через полости 20 и 55 и внутреннюю полость прихваченного участка колонны труб с затрубным про5 странством), а верхняя - с напорной полостью, т.е. на ударник действует направленное вниз усилие, вследствие чего ударник перемещается вниз и цикл повторяется. При движении ударник ударяется о наковальню 2, жестко связанную через нижнюю часть корпуса 1 и переходник с прихваченным участком колонны труб, тем самым передавая последней запасенную кинетическую энергию в виде ударных импульсов.

Регулируя рабочие параметры нагнетательного насоса, можно управлять частотой и силой вибрации предлагаемого устройства, а следовательно, и степенью воздействия на объект (например, на прихваченный уча0 сток колонны труб). При этом импульсное воздействие, направленное вверх, почти полностью передается объекту, что достигается за счет размещения хвостовика 57 верхнего переходника на скользящей посадке

5 в крышке 13 корпуса.

Формула изобретения 1. Устройство для ликвидации прихвата, включающее полый корпус с верхним и нижним переходниками, установленную в поло0 сти корпуса наковальню, ударник, установленный в полости корпуса с возможностью осевого перемещения и выполненный в виде двух частей, расположенных над и под наковальней, жестко связанных одна

5 с другой хвостовиком, расположенным в осевом отверстии наковальни, распределитель с осевым отверстием, нагнетательным и сливным каналами, телескопически связанный с ним и установленный в верхней

0 части ударника цилиндр с обратным клапаном для перекрытия в исходном положении осевого отверстия распределителя, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы устройства за счет

5 снижения потерь энергии рабочего агента, оно снабжено дополнительными распределителем и цилиндром с обратным клапаном, дополнительный распределитель расположен в нижней части корпуса и телескопиче0 ски связан с дополнительным цилиндром, последний жестко связан с нижней частью ударника, в распределителе выполнены сливной канал, гидравлически связывающий полость корпуса с нагнетательной по5 лостью, при этом дополнительный распределитель имеет осевой канал в верхней части для связи в исходном положении нагнетательной полости с полостью дополнительного цилиндра, клапан последнего располо0 жен в осевом отверстии дополнительного распределителя с возможностью перекрытия его осевого отверстия в рабочем положении, полости корпуса цад и под наковальней гидравлически связаны между собой.

2. Устройство по п. 1, отличающее- с я тем, что верхний переходник установлен в корпусе с возможностью ограниченного осевого перемещения и передачи крутящего момента.

3.Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем. что в дополнительном распределителе выполнен канал с перепускным клапаном для сообщения сливного канала упомянутого распределителя с эатрубмым пространством.

4.Устройство по пп. 1-3, отличающееся тем, что оно снабжено средством регулирования хода основного и дополнительного цилиндров.

Изобретение относится к бурению скважин. Цель - повышение эффективности ус тройства в работе за счет снижения потерь энергии рабочего агента. Для этого дополнительный распределитель 12 расположен в нижней части корпуса 1 и телескопически связан с дополнительным цилиндром 10. Последний жестко связан с нижней частью ударника. В основном распределителе выполнен сливной канал 22, гидравлически связывающий полость корпуса 1 с нагнетательной полостью. При этом распределитель 12 имеет осевой канал в верхней части для связи в исходном положении нагнетательной полости с полостью цилиндра 10. Последний имеет клапан, расположенный в осевом отверстии распределителя 12с возможностью перекрытия его осевого отверстия в рабочем положении. Полости корпуса 1 над и под наковальней 2 гидравлически связаны между собой. При движении ударник ударяется о наковальню 2, жестко связанную через нижнюю часть корпуса 1, и fe