Устройство для освобождения прихваченной в скважине колонны труб Советский патент 1978 года по МПК E21B31/107 E21B31/113 E21B28/00 

Изобретение относится к буровой технике, применяемой при ликвидации аварий, а именно к устройствам для ликвидации пр1Г.ватов бурильной колонны труб.

Известно устройство для ликвидации пр-нхватов бурильной колонны, содержащее корпус, полый шток и узел разъединения корпуса со штоком в виде зубчатого зацепления f 1.

Недостатком этого устройства является малая .эффективность при ликвидации прихватов, возникающих под действием перепада давления в скважине.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для освобождения прихваченной в скважине колонны труб, включающее корпус с наковальней в верхней части, внутри которого размещен полый шток с ударным буртиком, узел разъединения корпуса со штоком и механизм возбуждения гидравлических импульсов с клапаном 2.

Данное устройство обеспечивает одновременное воздействие на прихваченную колонну упругими волнами разрежения, возбуждаемыми в колонне труб и в заполняющей ее жидкости, однако механические и

гидравлические импульсы, возбуждаемые в колонне труб, работают в разных фазах, что снижает эффективность его работы.

Целью изобретения является повышение эффективности устройства путем совмещения по фазе механических и гидравлических импульсов с возможностью регулировки их величины.

Цель достигается тем, что клапан механизма возбуждения гидравлических импульсов установлен на нижнем конце штока, при этом затвор клапана зафиксирован в исходном положении над седлом посредством стержня, размещенного в центральном канале клапана и закрепленного в корпусе с возможностью осевого перемещения, например посредством винтовой пары.

На чертеже изображено устройство, общий вид в разрезе.

Устройство состоит из цилиндрического корпуса 1, полого штока 2, узла их разъединения 3, например, в виде зубчатого зацепления, клапана 4 и центрального стержня 5, закрепленного в-корпусе 1 посредством крестовины 6. Корпус 1 выполнен с наковальней 7, а шток 2 с ответным ударным буртиком 8. На нижнем конце корпуса 1 имеется ниппель 9 с замковой резьбой для соедине5НИИ устройства с прихваченной частью колонны. Шток 2 имеет на верхнем конце раструб 10 с замковой резьбой для соединения с колонной бурильных труб. Между корпусом и штоком 2 установлены уплотнения 11 и 12. Клапан состоит из седла 13 и затвора 14, выполненного, например в виде шара, тарелки или поворотной заслонки. Соединение центрального стержня 5 с крестовиной 6 или крестовины 6 с корпусом 1 выполнено с возможностью регулирования положения затвора 14 относительно седла 13. Для этого имеются регулятор 15, выполненный, например в виде винтовой пары и фиксатор 16, например в виде контргайки. Работает устройство следующим образом. Устройство соединяют раструбом 10 с бурильной трубой, а ниппелем 9 с ловильным приспособлением и спускают в скважину до головы прихваченной части колонны. После соединения с прихваченной частью колонны заряжают узел разъединения 3. В положении, когда узел разъединения 3 заряжен, устройство позволяет производить промывку скважины, установку жидкостной ванны в зоне прихвата и т. п. При этом центральный стержень 5 выступает над седлом 13 и удерживает над йим затвор 14, не давая клапану 4 закрыться. Затем дают натяжку инструмента. Если узел разъединения 3 выполнен в виде зубчатого зацепления, перед натяжкой инструмента его предварительно закручивают на несколько оборотов. Количество оборотов выбирают в зависимости от величины натяжения, при котором необходима обработка узла разъединения 3. Величина натяжения задается исходя из прочности устройства, инструмента и грузоподъемного оборудования буровой установки. Как только натяжение инструмента достигнет заданной величины, узел разъединения 3 срабатывает, мгновенно рассоединяя зацепление штока 2 с корпусом 1. Перед срабатыванием узла разъединения 3 целесообразно прекратить циркуляцию жидкости в скважине для снижения гидродинамического давления в зоне прихвата инструмента. После срабатывания узла разъединения бурильная колонна, подобно растянутой пружине, сокраш,ается в длине, перемешая шток 2 вверх с большой скоростью. При этом седло 13,.перемещаясь вверх, вместе со штоком 2 снимается с центрального стержня 5, давая возможность затвору 14 закрыть клапан 4. В момент закрытия клапана шток 2 наносит резкий удар по столбу жидкости внутри колонны бурильных труб, отрьшая его от жидкости, заполняющей прихваченные трубы. В зоне прихвата происходит резкое снижение внутреннего давления и уменьшение силы прижатия прихваченных труб к стенкам скважины. При дальнейшем движении штока 2 вверх его ударный буртик 8 наносит удар по наковальне 7 корпуса 1, а следовательно, и по прихваченному инструменту. На прихваченный инструмент после удара воздействует остаточное натяжение колонны бурильных труб. Регулируя положение центрального стержня 5 относительно корпуса 1, можно изменить соотношение между уровнями гидродинамического, ударного и силового воздействия на прихваченный инструмент, что позволяет повысить эффективность работы предложенного устройства. Этому же способствует возможность воздействия на прихваченную колонну труб ударами, наносимыми с большой частотой в одной фазе. Формула изобретения 1.Устройство для освобожден я прихваченной в скважине колонны труб, включающее корпус с наковальней в верхней части, внутри которого размещен полый щток с ударным буртиком, узел разъединения корпуса со штоком и механизм возбуждения гидравлических импульсов с клапаном, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности путем совмещения по фазе механических и гидравлических импульсов, клапан механизма возбуждения гидравлических импульсов установлен на нижнем конце штока, при этом затвор клапана зафиксирован в исходном положении над седлом посредством стержня, размещенного в центральном канале клапана и закрепленного в корпусе. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что для регулирования величины создаваемого гидравлического импульса путем изменения расстояния между затвором и седлом, стержень закреплен в корпусе с возможностью осевого перемещения, например посредством винтовой пары. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР № 496360, кл. Е 21 В 23/00, 1973. 2.Заявка № 2098450, кл. Е 21 В 23/00, 1975, по которой принятб рещение о выдаче авторского свидетельства.