Аппарат для отвинчивания обсадных труб с определенного места колонны в буровой скважине Советский патент 1933 года по МПК E21B19/16 B25B15/00 

Предлагаемый аппарат для отвинчивания обсадных винтовых труб с определенно намеченного места колонны в буровых скважинах состоит из двух отдельных штоков, причем конец верхнего штока имеет ход по резьбе в высверленном гнезде утолщенной части нижнего штока.

Последний, при посредстве конических и цилиндрических шестерен, муфты, винта, конических тел (клиньев), планок кольца фрезера, связывает отвинчиваемую колонну с последующей и создает неподвижное состояние отворачиваемой колонны ниже фрезера.

Верхний шток, при посредстве другого клина, полукруглых плашек, кулачков, кольца и конусной части, производит отвинчивание колонны с муфты выше фрезера.

Фиг. 1, 1 и 1 схематического чертежа изображают общий вид и вертикальные разрезы аппарата для отвинчивания обсадных труб; фиг. 2-поперечный разрез его по линии ЛБ на фиг. 1 и фиг. 3-поперечный разрез его по линии БГ на фиг. 1.

Аппарат состоит из трех частей: нижнего круглого штока /, имеющего в верхнем своем конце круглое утолщение а, в котором высверлена круглая дыра, имеющая правую нарезку; верхнего

круглого штока 2, имеющего в нижней части правую нарезку, которою шток 2 входит в дыру утолщения а штока / и может в нем на резьбе спускаться и подниматься; надетого свободно на шток 2 фонаря 3, в котором шток может свободно вращаться, а самый фонарь туго сидит в отвинчиваемой колонне, благодаря выдвижным фонарным планкам на сильных пружинах.

На штоке 2, над фонарем 3, имеется буртик g, от нажатия которого фонарь спускается туго в скважину. Фонарь 3 снизу соединяется шарнирными тягами через свои крючки 4 с соответствующими четырьмя крючками на четырех полукруглых плашках 5, имеющими наружную тупую нарезку для захвата обсадных винтовых труб при.их отвинчивании.

Нижний шток 7 (фиг. 1) имеет на нижнем своем конце головку б, над которой свободно на штоке помещается направляющий фонарь 7, не вращающийся при вращении штока 7, .благодаря боковым роликам на фонарных планках. Над фонарем 7 на шток 7 наглухо насажена коническая шестерня 8. Вращение штока 7 с шестерней 8 с невращающимся фонарем 7 происходит на шариках.

В сцеплении с шестерней S, с левой стороны от штока 7 в вертикальной

плоскости, находится коническая шестер;ня 9, упирающаяся на шестерню 8 и поддерживаемая скобой Ю, загнутые концы которой заходят в соответствующие концентрические канавки с обеих сторон шестерни 9, могущей вращаться при неподвижности скобь) W. Другой конец последней закреплен в перемычках // и /2, охватывающих щток 7 в его заточках. При вращении штока 7 эти перемычки не вращаются вследствие наличия на их концах, роликов, захватывающих обсадные трубы. Между перемычками // и /2 на шток / насажена наглухо цилиндрическая шестерня 75, находящаяся в сцеплении с другой цилиндрической шестерней /-# (фиг. 2), в которую насажена наглухо муфта /5, удерживаемая на своем месте вследствие того, что перемычки //и /2 охватывают ее в заточках и она может вращаться с шестерней J4 на своем месте в обхватах этих не вращающихся перемычек. Муфта /5 сн бнсена в вертикальном направлении сквозным отверстием с правой нарезкой, через которую проходит винт /б, имеющий движение вверх и вниз по означенной резьбе при вращении муфты /5 на своем месте. Конец винта J6 соединен с коническим телом 77 и при движении винта 76 вверх и вниз это коническое тело (клин) передвигается В том же направлении. С клином 77, при посредстве шипа (ласточкин хвост), соединен другой клин J8, который передвигается поступательно в горизонтальном направлении, при движении клина /7. С клином /5 соединены две планки /Р (фиг. 3), идущие по обе стороны штока 7, в расточенной части его. Планки 7Р на другом конце, при посредстве кольца 20, соединены с фрезером 27; при вращении последнего в кольце, планки 7Р не вращаются, а поступательно, в своем постоянном положении относительно штока /, двигаются с коническим телом J8 ,вперед-при вращении штоков направо и назад-при вращении штоков налево.

Фрезер 2/ проходит через коническую щестернюР на шпонке и может двигаться, вращаясь с этой шестерней, поступательно в горизонтальном направлении.

Над перемычками 7/ и 72 на шток надет свободно направляющий фонарь 22

(фиг. 1) такой же конструкции, как и нижний фонарь 7. Над фонарем 22 шток 7 переходит в круглую утолщенную часть а, сверху которой на ползушках установлены два полукруглых диска 23, которые при свободном положении под действием пружин 24 уходят от центра утолщенной части.

Верхний круглый шток 2, в нижней своей части, имеет ступенчатый вид с наружной правой нарезкой, причем нижняя часть 25 и утолщенная часть 26 ВХОДИТ в соответствующую дыру на резьбе в утолщенной части а штока 7.

Выше по щтоку 2 сделана расточка, на которой надет круглый диск 27, не вращающийся со штоком 2, вследствие наличия концевых роликов на пружинах, упирающихся в обсадные винтовые трубы. Над диском 27 шток 2 снабжен конусным утолщением 28 с наружнойконусной левой нарезкой. Дальше шток 2 имеет одинаковое круглое сечение, через которое проходит верхний фонарь 5 (фиг. 1) и в котором шток 2 свободно вращается. На шток 2, выше утолщения 28, свободно надет конусный четырехугольный клин 29, поддерживаемый на штоке двумя буртиками б и в. По сторонам клина 29 расположены четыре полукруглые плашки 5, не вращающиеся при вращении щтоков 7 и 2 и связанные с клином 29 шипом (ласточкин хвост). При подъеме и спуске штока 2 клин 29 может ходить вверх и вниз между плашками 5 и соответственно их распирать, прижимая к обсадным винтовым трубам, или отодвигать от них. Над утолщенной частью 28 на щток 2 свободно надето цилиндрическое кольцо 30, имеющее внутреннюю конусную левую нарезку, соответственно нарезке утолщенной части 28, и поддерживаемое четырьмя болтами. 57 на пружинах, укрепленных в диске 27. От плашек 5 идут четыре загнутых кулачка 52, которые своими круглыми концами плотно заходят в соответствующие наружные дыры цилиндрического кольца 30 и могут двигаться в них соответственно движению плашек 5.

При работе с предлагаемым аппаратом его спускают в скважину на толстых штангах и, останавливая на желаемой глубине, начинают вращать направо над устьем скважины.

Нижние выступы утолщенной част 26 (фиг. 1) штока 2 сидят в канавках, сделанных на поверхности полукруглых дисков 23, вследствие чего нижний конец штока 2 не может двигаться вниз в дыре утолшенной части а штока 7 и потому оба штока 7 и 2 вращаются вместе направо.

Вращение двух штоков передается непосредственно через конические шестерни 8 и 9 (фиг. 1).3 также через цилиндрические шестерни 75 и 7, через муфту 75, винт 76, конические тела 77 и 8, через планки J9 и кольцо 20 фрезеру 27, который, вращаясь очень медленно с шестернейР, подвигается к стенке отворачиваемой колонны и фрезерует двухдюймовую дыру в отвертываемой колонне, проходит дальше до следующей колонны труб, зацепляется за эту колонну и входит в стенку этой колонны на два миллиметра. Фрезер 27 представляет собою цельное тело, причем пустого места от конца зубьев всего 10 миллиметров. Профрезерованная щайба отворачиваемой колонны займет в фрезере 8 миллиметров, следовательно, в последующую колонну фрезер может войти только на 2 миллиметра и, при дальнейшем вращении аппарата, фрезер 27 не может итти дальше.

Таким образом, отворачиваемая колонна труб, при посредстве фрезера 27, связывается с последующей колонной, и в этом месте создается неподвижное состояние при отвинчивании верхней части колонны. При вращении штоков 7 и 2 направо вращается также храповик J., собачка же 34 соскакивает с зубцов храповика. При вращении же штоков налево собачка 34 захватывает за зубец храповика 33 и предупреждает обратное движение штоков 7 и 2 налево.

Когда фрезер 27 доходит до следующей колонны и врезается в нее, работа штока 7 останавливается и собачка 34 захватывает за зубец храповика 33. Начинают вращать шток 2 налево. Шток 2 в нижней части 25 и 26 (фиг. 1) начинает отвертываться и подниматься кверху. В это самое время освобождаются дваполукруглых диска 23, которые, под действием пружины 24, отходят от центра утолщенной части а назад. Благодаря буртикам б и в на штоке 2,

со штоком 2 начинает подниматься клин 29, которым распираются четыре полукруглые плашки 5, прижимаемые к обсадным винтовым , отвинчиваемым трубам. В это самое время конусное утолщение 28 на штоке 2 начинает входить на резьбе в конусное кольцо 30. Когда часть 28 заходит в кольцо 30, клин 29 прижимает плашки 5 к винтовым трубам и, при дальнейшем вращении штока, связанные со штоком 2 обсадчые трубы, через полукруглые плашки 5, кулачки 32, кольцо 30 и часть 28 штока 2, начинают отвинчиваться с муфты 35. Когда вся резьба муфты отвернулась, канат 36, связанный с круглым диском 27 и с собачкой 34 вследствие подъема диска 27, растягивается, тянет собачку 34 кверху, поднимая и выводя ее из связи с храповиком 33, и тогда становится возможным вращение штока 7 налево.

Когда колонна отвинтилась с муфты 35 и собачка 34 выведена из связи с храповиком J5, выход нижней части штока 2 из дыры утолщенной части а штока 7 приостанавливается и, при дальнейшем вращении аппарата налево, оба штока начинают вращаться вместе налево. При таком вращении фрезер 27 выходит из своего места тем же путем, каким он фрезеровал колонну труб. Когда фрезер 27 займет свое первоначальное положение, поднимают отвернутую колонну вместе с аппаратом. Для упрощения работы можно отвинчиваемую колонну вытащить, оставив 20 метров и отвинчивание производить на этих 20 метрах.

Задержка движения нижнего конца штока 2 в резьбе утолщенной части а штока 7 происходит следующим образом. В штоке 7 от основания сверленного места ж в утолщенной части а сверлится дыра вниз в центре его. Затем по обе стороны этой части штока 7 под углом в 180 делаются сквозные прорезы 37. В нижнем конце штока 2 устроен на шариках прутик 38 с головкой, проходящий вниз в сверленую часть штока 7. В нижнем конце прутика 38 сидит неподвижно клин 39, концы которого выступают через прорезы 37. При вращении штока 2 налево прутик 38 не вращается, .так как не вращается и шток 7. Вращение штока 2 налево происходит

свободно и не передается на прутик 38, вследствие шарикового соединения под головкой прутика. Когда шток 2, при вращении налево, поднимется кверху, нижний конец его тянет за собой прутик 38, и когда клин 39, поднимаясь с прутиком 38 по прорезам 37, своими концами доходит до конца прорезов, собственное движение штока 2 останавливается и начинают вращаться налево оба штока / и 2. ,При этом вращении фрезер 21 выходит из своего места и, как было сказано выше, отвернутая колонна с аппаратом поднимается из скважины.

Этим заканчивается вся работа аппарата.

При конструктировании предлагаемого аппарата предусмотрен тот случай (чего по расчету не должно бытьХ когда при вращении налево шток 2 поднялся и клином 2Р. распер полукруглые плашки 5, прижав их к обсадным трубам, но при дальнейшем вращении налево колонна не отворачивается с резьбы муфты 35. Во время подъема штока 2 полукруглые диски 23 освобождаются и отходят от центра утолщенной части а шток 7, под действием пружин 24. Тогда вращение штока 2 налево останавливают и начинают вращать его направо. При этом часть 26 штока 2 заходит на резьбе в соответствующее место в утолщенной части а щтока 7. Конец штока 2, часть 25, спускается в соответствующей дыре ниже; спускается также прутик 38 с клином 39. Последний нажимает на надетый на шток 7 круглый диск 40, связанный цепью, перекинутой через звездочку 41, с собачкой 34. От нажатия клина 39 на диск 40, последний спускается

по штоку 7, и собачка 34 освобождается и теряет связь с храповиком J5. Клин5Р,. спускаясь ниже по прорезам 57, заходит в замок 42 и тут задерживается. В это время вращение аппарата направо останавливают и начинают вращать его налево.

Вследствие задержки клина 55 в замке 42 при вращении аппарата налево, оба штока 7 и 2 вращаются вместе, фрезер 27 выходит тем же путем обратно,. каким путем он фрезеровал трубы, принимая свое пе,рвоначальное положение, и аппарат вынимается из скважины. В таких случаях, в этих скважинах, при вторичном спуске аппарата для отворачивания колонны, следует пробовать отворачивать колонну со следующей муфты.

Предмет изобретения.

Аппарат для отвинчивания обсадных труб с определенно намеченного места колонны в буровой скважине, отличающийся тем, что он состоит из двух отдельных штоков 7 и 2, из коих шток 7 служит для скрепления нижней части отвинчиваемой трубы с предшествующей обсадной трубой фрезером 27, приводимым в движение при вращении штока 7 через посредство передач 5, 9, 13... 20, а шток 2, нижний конец которого имеет ход по резьбе в высверленном гнезде расширенной верхней части а штока 7, служит для самозакрепления в отвинчиваем9Й колонне посредством клина 29, полукруглых плашек 5, кулачков 32, кольца 30 и конусной части 28 штока 2 и для отвинчивания колонны-на левой-резьбе с муфты 35 выше фрезера.