Устройство для ликвидации прихвата Советский патент 1993 года по МПК E21B31/03 

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин.

Цель изобретения - повышение надежности работы устрейства за счет возможности создания управляемой депрессии в скважине при осевых и радиальных перемещениях устройства.

Положительный эффект от использования устройства связан с повышением эффективности работ за счет создания управляемой депрессии в скважине, при одновременном воздействии на прихваченный инструмент осевыми и радиальными усилиями.

Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве для ликвидации прихвата, включающем полый корпус с радиальными отверстиями, нижним и верхним упорами, полый шток, помещенный телескопически в полости корпуса, связанный с ним срезными элементами и выполненный с буртом между нижними и верхними упора- ми, корпус и шток по наружной поверхности выполнены с дисками, имеющими осевые отверстия и установленными с возможностью взаимодействия дисков между собой и взаимном перекрытии их осевых отверстий при осевых и радиальных перемещениях штока, при этом корпус под нижним упором выполнен с циркуляционными отверстиями. между нижними и верхними упорлми - с осевыми пазами и кольцевыми хам--пклми. а

1

ю о чэ ю ел

бурт штока выполнен с кулачками и срезными элементами с возможностью их взаимодействия с пазами и кольцевыми канавками корпуса,

Существенными отличительными признаками изобретения являются:

- корпус и шток устройства по наружной поверхности выполнены с дисками, имеющими осевые отверстия и установленными с возможностью взаимодействия дисков между собой и. взаимном перекрытии их осевых отверстий при осевых и радиальных перемещениях штока;

- корпус и шток под нижним упором выполнен с циркуляционными отверстиями, а между нижним и верхним упорами - с осевыми пазами и кольцевыми канавками;

- бурт штока выполнен с кулачками и срезными элементами с возможностью их взаимодействия с пазами и кольцевыми канавками корпуса.

, На фиг. 1 изображено устройство для ликвидации прихвата; на фиг. 2 - сечение А-Анафиг. 1; на фиг. 3-сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 1; на фиг. 5 - сечение Д-Д на фиг. 6; на фиг. 6 -устройство в транспортном положении.

Устройство для ликвидации прихвата включает полый корпус 1 с радиальными отверстиями 2, нижним 3 и верхним 4 упорами, полый шток 5, помещенный телескопически в полости корпуса 1, связанный с ним срезными элементами 6 и выполненный с буртом 7 между нижним 3 и верхним 4 упорами. Корпус 1 и шток 5 по наружной поверхности выполнены с дисками 8 и 9 имеющими осевые отверстия 10, 11 и установленными с возможностью взаимодействия дисков 8 и 9 между собой и взаимного перекрытия их осевых отверстий 10 и 11 при осевых и радиальных перемещениях штока 5. Корпус 1 под нижним упором 3 выполнен с циркуляционными отверстиями 12, а между нижним 3 и верхним 4 упорами - с осевыми пазами 13 и кольцевыми канавками 14, Бурт 7 штока 5 выполнен с кулачками 15 и срезными элементами 16 с возможностью .их взаимодействия с пазами 13 и кольцевыми канавками 14 корпуса 1.

Устройство работает следующим образом..

После отворота в выбранном месте части неприхваченных труб в скважину на бурильных трубах спускают устройство.

Во время спуска шток 5 зафиксирован срезными элементами 6 (см. фиг. 6), отверстия 10 и 11 в дисках 8 и 9 остаются открытыми.

Соединение корпуса 1 с оставшимся в скважине инструментом производят путем

вращения инструмента вправо, передавая при этом крутящий момент штоком 5 на корпус 1 срезными элементами 6.

Да/iee,подсоединив на поверхности к бурильной колонне запорное устройство, обеспечивающее регулирование скорости истечения жидкости, создают промывку скважины через радиальные отверстия 12 в корпусе 1 и отверстия 10 и 11 в дисках 8 и 9,

0

а также кольцевое пространство между дисками 8 и 9 и стенкой скважины. Вводят в трубное пространство расчетное количество тюлимерной композиции с расчетным значением предельного напряжения сдвига

5 (в дальнейшем полимерная композиция) и производят продавливание ее к устройству жидкостью меньшей плотности, чем плотность находящегося в скважине бурового раствора. Продавочную жидкость по плот0 ности выбирают в зависимости от требуемой величины создания депрессии. Продавив полимерную композицию через отверстия 2 в корпусе 1 и отверстия 10 и 11 ,в дисках 8 и 9 выше устройства, спуском

5 бурильной колонны вниз срезают срезные элементы 6 и смещают шток 5 до упора 3. После этого проворотом инструмента вправо смещают срезные элементы 16 бурта 7 в кольцевые канавки 14 корпуса 1, при этом

0 вошедшие в соприкосновение диски 8 и 9 закрывают отверстия 10 и 11.

Далее производят натяжение (на величину не более, чем вес оставшегося в сква- жине инструмента, так как срезные

5 элементы 16 штока 5 подбираются из условия и-х срезания весом освободившегося инструмента) или разгрузочную инструмента на заданную величину и производят регулируемый запорным устройством выпуск про0 давочной жидкости из бурильной колонны. При этом полимерная композиция перекрывает кольцевое пространство между дисками 8 и 9 и стенкой скважины, вследствие чего прекращается действие на прихвачен5 ный инструмент гидростатического давления бурового раствора, находящегося в затрубном пространстве. На прихваченный инструмент через отверстия 12 в корпусе 1 начинает действовать гидростатическое

0 давление продавочной жидкости, находящейся в трубном пространстве, и усилия, создаваемые разгрузкой или натяжкой спущенного инструмента, и°прихваченный инструмент освобождается от прихвата.

5 Освободившийся инструмент срезает своим.весом срезные элементы 16 и смещает вниз корпус 1 совместно с диском 8, открывая отверстия 10 и 11. Полимерная композиция под действием гидростатического давления столба бурового раствора

разрушается в отверстиях 10 и 11 дисков 8 и 9 и смещается через отверстие 12 в трубное пространство, восстановив тем самым действие и-э все затрубное пространство гидравлического давления бурового раствора. После этого регулируемым выпуском продавочной жидкости из трубного пространства при одновременной закачке бурового раствора в затрубное пространство вымывают полимерную композицию на поверхность.

Устройство позволяет производить работы по освобождению прихваченного инструмента путем воздействия на него управляемой (мгновенной равномерной) депрессией при одновременном приложении к прихваченному инструменту заданных по скорости (мгновенных равномерных) и по величине усилий разгрузкой бурильным инструментом. Для этого при нахождении бурта 7 штока 5 в соприкосновении с верхним упором 4 корпуса 1 полимерную композицию в затрубном пространстве продавливают на расчетную высоту о т диска 9 и производят выпускание из трубного пространства продавочной жидкости со скоростью, обеспечиваю.щей заданное по времени перекрытие полимерной композицией затрубного пространства. При этом одновременно производят спуск инструмента с заданной скоростью (плавно или с нанесением удара) до упора бурта 7 штока 5 в нижний упор 3 корпуса 1 и последующую разгрузку его с заданной скоростью на определенную величину. (В этом случае используют устройство, в котором, отверстия

10 выполнены в диске 8 на таком расстоянии от центра по отношению к отверстиям

11 в диске 9. что при смещении штока 5 до упора 3 отверстия 10 в диске 8 закрываются сплошной поверхностью диска 9, а отверстия 11 в диске 9 - сплошной поверхностью диска 8).

В случае если бурильный инструмент не освобождается дополнительным натяжением вверх спущенного инструмента, срезают срезные элементы 16 бурта 7 и поднимают шток 5 совместно с диском 9 до верхнего упора 4, открывая при этом отверстия 10 и 11 в дисках 8 и 9.

Отсоединение (в случае необходимости) корпуса 1 от прихваченного инструмента производят путем вращения инструмента

влево, передавая при этом крутящий момент штоком 5 на корпус 1 через кулачки 15. Полимерную композицию по величине предельного напряжения сдвига и высоте столба в затрубном пространстве и размер отверстий 10 и 11 в дисках 8 и 9 подбирают из условий, чтобы полимерная композиция под действием разности гидростатических давлений бурового раствора, находящегося в затрубном пространстве, и продавочной жидкости, находящейся в трубном пространстве, не разрушилась в кольцевом пространстве между дисками 8 и 9 и стенкой скважины и разрушилась под действием то- го же давления в отверстиях 10 и 11 дисков 8 и 9.

В качестве полимерной.композиции может быть использована композиция на основе акриловых полимеров, например. гидролизованного полиакрилнитрила.

Максимально возможный наружный диаметр диска 8 определяют из условия спуске устройства в компоновке бурильного инструмента на заданную глубину без проведе- ния дополнительных работ в стволе скважины.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Устройство для ликвидации прихвата,

включающее полый корпус с радиальными отверстиями, нижним и верхним упорами полый шток, помещенный телескопически в полости корпуса, связанный с ним срезными элементами и выполненный с буртом

между нижним и верхним упорами, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства за счет возможности создания управляемой депрессии в Скважине при осевых и радиальных

перемещениях устройства, корпус и шток по наружной поверхности выполнены с дисками, имеющими осевые отверстия и установленными с возможностью взаимодействия дисков между собой и взаимном перекрытип их осевых отверстий при осевых и радиальных перемещениях штока, при этом корпус под нижним упором выполнен с циркуляционными отверстиями, между нижними и верхними упорами - с осевыми пазами

и кольцевыми канавками, а бурт штока выполнен с кулачками и срезными элементами с возможностью их взаимодействия с пазами и кольцевыми канавками корпуса.

.2

Б-6

Использование: при ликвидации прихватов в скважинах. Цель - повышение надежности работы устройства за счет возможности создания управляемой депрессии в скважине при осевых и радиальных перемещениях устройства. Сущность изобретения: устройство включает полый корпус с радиальными отверстиями, нижним и верхним упорами, В полости корпуса помещен полый шток. Он установлен в корпусе телескопически. Полый шнек связан с корпусом срезными элементами. Он выполнен с буртом. Бурт выполнен между нижним и верхним упорами корпуса. По наружной поверхности корпус и шток выполнены с дисками. Диски имеют калиброванные осевые отверстия. Диски установлены с возможностью взаимодействия между собой и взаимном перекрытии их осевых отверстий. Это обеспечивается при осевых и радиальных перемещениях штока. Корпус под нижним упором выполнен с циркуляционными отверстиями. Между нижними и верхними упорами он выполнен с кулачками и срезными элементами. Это выполнено с возможностью взаимодействия кулачков и срезных элементов с пазами корпуса. 6 ил. (Л С

9W3

Фиг5

Редактор

Фигб

Составитель С.Кулакова Техред М.Моргентал

Корректор С.Патрушева