Устройство для извлечения колонны труб из скважины Советский патент 1982 года по МПК E21B31/00 

I

Изобретение относится к устройствам для извлечения колонны труб из скважины при производстве, например, ступенчатых забоев в пластах каменной соли при ее подземном выщелачивании через буровые скважины.

Известно устройство для извлечения колонны труб из скважины, состоящее из корпуса. Корпус труболовки конический с цилиндрической частью вверху и-суженной частью внизу. В верхней части корпуса имеется трубная резьба для соединения с переводником. Для работы в осложенных условиях резьба на корпусе труболовки выполняется левой, если опускаемые трубы имеют правую резьбу, и наоборот.

Ловильные втулки имеют наружную цилиндрическую и внутреннюю конические поверхности, конусность их равна конусности корпуса труболовки. В нижней части довильной втулки имеется заходный конус, а на наружной поверхности нарезается резьба. Переводник имеет замковую резьбу для соединения с колонной труб, а в нижней - трубную для присоединения корпуса tn .

Однако труболовка, применяемая для подъема оторванных труб из скважины, и по своему роду выполняемой работы, механизму захвата и отсоеди10нения при подъеме труб в гидроаппарат, на отметку зарезки забоя в пластах каменной соли через выщелачиваемые колонны не применимы. Все они опускаются в ствол скважины на

1S бурильной колонне, посредством нажатия которой заходят по конусу в трубу и удерживаются способом заклинивания, а в случае прихвата оторванной колонны с помощью опущенной колонны поворотом ротора в левую или правую стороны они могут отсоединяться от поднимаемой прихваченной колонны, оставаясь в ко3лонне, оставляя колонну не оторванной. Известно также устройство для извлечения колонны труб из скважины состоящее из корпуса с подъемной и направляющей головками и пазами, в которых установлены на шарнирах подпружиненные лапы 2. Однако применение труболовки для подъема соосных труб в гидроаппарат на зарезку забоя на канате может привести к аварии рассолодобывающих скважин, так как опущенная труболовка должна свободно пройти по всей колонне до ловителя, нажатием на нее войти в ловительи поднять забо нзлесоосные трубы на заданнзпо высоту после чего отсоединится от ловителя и вернутся на дневную поверхность. Произвести нажатия на труболовку канатом не представляется возможным так же и отворот труболовки от лови теля канатом невозможен, а отвернутая труболовка, оставленная в ловителе, заклинит колонну на глухо. Спуск данной труболовки на специаль ной колонне в гидроаппарат не дает положительных результатов, так как отворота труболовки соосные тру бы гидроаппарата нужно для натяжки затормозить от продвижения ихОвверх по гидроаппарату, а также затормозить от кручения их в замковом узле что произвести в гидроаппарате невозможно . Цель изобретения - обеспечение надежности извлечения колонны труб при спуске устройства на канате. Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено дополнительными ловильными подпружиненны ми ляпами и подпружиненными замками для фиксации лап, а шток жестко свя зан с канатом, причем шток установлен в подъемной и направляющей голо ках на подшипниках скольжения, а над устройством на канате установле центратор. На фиг. 1.показан трубоподъемник продольный разрез , на фиг. 2 - раз;рез А-А на фиг. 1; на фиг рез Б-Б на фиг. 1 , на фиг рез В-В на фиг. 1, на фиг рез Г-Г на фиг. 1; .на фиг, ратор, продольный разрез, на фиг,7 Колонны с ловителем и трубоподъемника, находящегося в транспортном, положении по колонне сверху вниз, продольный разрез-, на фиг. 8 - то ж Б остановленном и зацепленном положении с ловителемi на фиг. 9 - то же, в рабочем положении в ловителе при подъеме труб-, на фиг. 10 - то же, в транспортном положении при выходе из ловителя по колопне в камеру выщелачивания и обратно. Трубоподъемник предназначен для подъема на забой соосных подвижных труГ- в гидроаппарат при поинтервальном выщелачивании через буровые скважины растворимых горных пород, например каменной соли. Он состоит из ребристого корпуса 1, выполненного из трех загнутых пластин 2 под углом 120 , которые установлены между собой по окружности наружными углами пластин к центру окружности, образуя между вершинами наружных углов пластин и центром окружности некоторое пространство, а между наружными сторонами соседних пластин открытые с двух противоположных коротких сторон прямоугольные пазы 3. Для прочности корпуса верхние и нижние части пластины соединены между собой на сварке косынками 4. Корпуса на сварке крепятся в уступы, фигурные верхний и нижний цилиндрические фланцы 5 из К )торых: нижний (в центре) имеет цилиндрическое отверстие для крепления подшипника 6 скольжения, а снаружи па нижнем конце - уступ, на котором нарезана резьба. На резьбу уступа внутренней резьбой навертывается направляющая головка 7, имеющая в центре глухое цилиндрическое отверстие 8 для хода штока. Нижний конец головки заполуовален и предназначен для гладкого прохода тpyбoп(JД)eмникa вниз по колонне, а нерхний фланец в центре имеет звездообразное отверстие 9, предназначенное для прохода через него звездообразного выступа подвижного штока и крепления и нем подшипника 10скольжения несущего по наружи для захода в отверстие фланца звездообразную форму, имеющую в верхней части три выступа с отверстиями для крепления подшипника к фланп,евым 11отверстиям по рез1,бс. По нерхией внутренней части фланца нарезана резьба, в которую ввернута по резьбе направляющая опорноподъемная головка 12, несущая по наружи верхнего конца конусную форму.

5 90721

предназначенную для гладкого выхода трубоподьемника из камеры выщелачивания вверх в колонну. Внутри головка имеет цилиндрический уступ, в котором вставлена цилиндрическая 5 пружина 13, работающая на сжатие и одетая на подвижный подъемный шток 14, имеющий на конце уступ, по которому нарезана резьба, соединяющая шток с внутренней резь- бой канатного замка 15 с заделанным в нем подъемном канате 16 на нижнем конце подъемного штока имеется цилиндрический выступ 17, предназначенный для сжатия пружины.15

Шток расположен в центре корпуса между наружными углами пластин 2 так, что имеющийся в центре штока заполуоваленный выступ, свободно ходит выступающими ребрами по обра- 20 зованным между пластинами трем пазам. В верхней и нижней части шток движется в подшипниках скольжения и предназначен при движе ши его по корпусу вверх посредством ребер 25 звездообразного выступа закрывать в верхнем круговом пазу ловителя 1 8 ловильшле лапы 19,которые размещены и крепятся ri пазах корпуса шарнирно на осях между стенками пластины. М

Наружная часть нижних кондов лап имеет полуовал, служащий для гладкого прохода лап внутри колонны 20 сверху вниз в разжатом состоянии, а внутренний верхний конец лап имеет 35 замковый уступ, на который замками закрываются лапы в ловителе гидроаппарата так, что заполуоваленная часть наружного нижнего конца не выступает за наружную часть пластин 40 корпуса. Лапы служат для автоматической остановки трубоподъемника в ловителе в верхнем круговом пазу при его спуске вниз по колонне посредством завода каждой лапы двумя 45 пружинами 21 кручения, расположенными на боковых сторонах. Выше лап в пазах корпуса смонтированы подпружиненные замки 22, на хвостовой части которых одеты цилиндрические пружины JQ 13, и регулировочные гайки пружин. Размежены замки в гнездах поперечных пластин 23 и предназначаются для закрывания ловильных лап на замковые уступы при сложенном их состояНИИ в пазы корпуса.

Для подьема соосных труб в гидроаппарате в нижней части пазов кор96

пуса трубоподъемника смонтированы шарнирно на осях и подпружинены пружинами кручения лапы 24, которые за счет посторонней приданной на них нагрузки от руки могут складываться в верхнее положение паза трубоподъемника, при этом закручивая пружины, а при опускании раскладьшаются под действием пружин в нижнее положение паза. Для соосного расположения подъемного каната трубоподъемника внутри колонны на канат выше трубоподьемника одевается центратор 25, состоящий из двух полукруглых по поперечному сечению половинок, имеюпщх для гладкого захода, прохода и выхода по колонне по своим концам ко- . нусную форму, а по центральной части Плоскостей полукруглые долевые пазы для укладки подъемного троса и резиновые уплотнители 26 залитые в половинках в замок. Для соединения обеих половинок болтами на подъемном тросе по краям половинок имеются: на одном - резьбовые, а на другом проходные отверстия 27.

Устройство работает следующим образом.

На нару-жную часть колонны 20 в устья скважины устан-звлинлется ролик со счетчиком метров. Ловильные лапы 19 поворотом их от руки во внутрь пазов корпуса трубоподъемника закрываются на замки 22. .Папы 24 от руки из нижнего положенил своих пазов поворачиваются в верхнее положение паза и трубоподъемника, с установленным канатом на ролик, вставляется в колонну 20 до захода в нее ловильнь1х лап 19, после чего открываем замки 22 лапы 19 и 24 под действием пружины 21 кручения упираются во внутренние стенки колонны. Опускаем по счетчику метров электролебедкой трубоподъемник в колонну на глубину 20-25 м и при закрытом устье колонны одевается на канат 16 центратор 25, после чего трубоподъемник опускается в колонну до ловителя по счетчику метров .

В. транспортном положении с дневной поверхности (сверху вниз) по колонне 20 до пазов ловителя 18. Ло.вильные лапы 19 открыты замками 22 и нижними наружными заполуоваленньми концами скользят по .колонне 20 в прижатом положении к стенкам колонны,, а лапы 24 находятся в верх7нем положении своих пазов и свободно скользят по стенкам колонны. Дойдя до пазов ловителя 18 лапы 24 свободно по ходу Проходят верхний опорный круговой паз ловителя и заходят в нижний его круговой паз, где одновременно ловильные лапы 19 и лапы 24, под действием пружин 21 кручения, разжимаются в пазах ловителя, тем самым ловильные лапы 19 уперлись в верхний круговой паз ловителя в его уступ и остановили дальнейшее продвижение вниз трубоподъемника. Произошел захват ловителя с трубоподьемником, после чего приступае к подъему трубоподъемника лебедкой через посредство троса 16, который на участке от трубоподъемника до центратора 25 в колонне 20 центратором установлен соосно. При подъем трубоподъемника свободно скользит своими лапами 5-7 см .по свободному ходу пазов ловителя и упирается лапами 24 в верхний торец нижнего упорного кругового паза ловителя. Начинается подьем соосных труб гидроаппарата на высоту зарезки забоя. На канат 16 и корпус I прилагается дополнительная нагрузка роднимаемых труб, при которой одновремен но постепенно пружина 13 на штоке 14 будет сжиматься, шток 14 по основанию корпуса 1 будет двигаться вверх, увлекая за собой его нижнюю часть выступа 17. При полном сжатии пружины 13 начнут подниматься соосные трубы, а подвижный шток 14 своим звездообразньп«1 выступом зайдет между верхними внутренними концами ловильных лап 19, нажмет на них, свободно повернет их на осях, тем самьм закроет их на замки 22. При данном положении трубоподъемника со ос ные трубы гидроаппарата поднимем на отметку забоя, где они в гидроап парате зафиксируются в висячем положении. Цикл зарезки забоя заверше Производим спуск труб.оподъемника вниз по колонне в камеру вьпцелачива ния. При снятии дополнительной нагрузки поднимаемых труб с трубоподъ eiiHUKa пружина 13 разо: мется, шток 14 передвинется пружиной вниз, звез дообразный выступ штока 17 выйдет из верхних концов ловильных лап 19 в нижнее их положение, оставив лапы закрытыми на замки 22. Трубоподъем 8ник под своим будет опускаться вниз по ловителю в колонне 20. Лапы 24 расположенные под углом по ходу движения трубоподъемника свободно выйдут из лови1еля, а лапы 19 в сложенном положении не будут препятствовать его проходу. При выходе из колонны 20 в камеру вьпцелачивания лапы 24, под действием пружин 21 кручения, перекинутся в нижние пазы, а лапы 19 останутся закрытыми на замки. Трубоподъемник готов к подъему на дневную поверхность, оставляя на поднятой отметке забойные соосные трубы гидроаппарата. Применение предлагаемого изобретения полностью ликвидирует при зарезках забоев спуско-подъемные операции эксплуатационных колонн, монтаж и демонтаж подъемного фонаря. Цикл зарезок забоев будет производиться за 2-3 ч вместо расходуемых в данное время 5-6 сут, за счет быстрых зарезок забоев резко повысится производительность скважин. Отпадает тяжелый труд рабочих на спуско-подъемных операциях эксплуатационных колонн при зарезках забоев. Формула изобретения 1.Устройство для извлечения колонны труб из скважипрз, состоящее из корпуса с подьемной и направляющей головками и пазами, в которых установлены на шарнирах подпружиненные лапы,отличающееся тем, что, с целью обеспечения надежности извлечения колонны труб при спуске устройства на канате, оно снабжено дополнительными ловильными подпружиненными лапами и подпружиненньми замками,для фиксации лап, а шток жестко связан с канатом. 2.Устройство по п.1, о т л и чающееся тем, что шч-ок установлен в подъемной и напраиляющей головках на подп1ипниках скольжения, а над устройством на канате установлен центратор. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Коломоец А.В., Ветров А.К. Современные методы предупреждения и ликвидации аварий в разведочном бурении. Недра, 1977, с. 69-70. 2.ABtopcKoe свидетельство СССР №135053, кл. Е 21 В 23/00, 1960 (прототип).

.15

П

/

г

Г-Г

«KS

йJ9

У

13

(0IJФий.)