Захватное устройство скважинного оборудования Советский патент 1982 года по МПК E21B31/18 E21B25/02 

(5) ЗАХВАТНОЕ УСТРОЙСТВО СКВАЖИННОГО ОБОРУДОВАНИЯ

. Изобретение относится к бурению |сква)кин, а именно к техническим сред ствам для захвата спускаемых в скважину и устанавливаемых в ней устройств. Известно захватное устройство скважинного оборудования, в частности съемного керноприемника, включающее захватный узел с подпружиненными захватными защелками, установленный на съемном керноприемнике, и соединенный с захватным узлом овершот l. Известно также захватное устройство скважинного оборудования, включающее захватный узел с подпружиненными захватными защелками и соединенный с захватным узлом овершот, состоящий из связанных между собой стержней разного диаметра, нижний из кotopыx выполнен с захватной конической головкой, и из концентрично установленной на нижнем стержне фигурной втулки с конической головкой в нижней части, диаметр которой равен диаметру захват НОИ конической головки нижнего стержня 2. Недостатками известных захватных устройств являются невозможность отсоединения овершота от аахватного узла в любой необходимый момент времени, а также большие динамические нагрузки на овершот при установке его в рабочее положение. Целью изобретения является обеспечение возможности отсоединения овершота от захватного узла в необходимый момент времени, а также снижение динамических нагрузок на овершот. Указанная цель достигается тем, что стержни жестко соединены между собой , а втулка закреплена несхватывающейся вязкой консистентной смесью на нижнем стержне, причем конусность нижнего торца (1)игурной втулки равна конусности верхнего торца захватной головки. Кроме того, устройство снабжено демпфирующим кольцам, а корпус захват39ного узла выполнен с цилиндрическим каналом, причем кольцо зафиксировано в цилиндрическом канале с возможность осевого перемещения. На чертеже изображено предлагаемое устройство, продольный разрез. Захватное устройство состоит из овершота I (детали- l-t), захватного узла fl (дет. ) и гасящего узла С) 1дет. 11-14). Овершот состоит из двух стержней разного диаметра, соединенных на резь бе. Верхний стержень 1 .большего диаметра, выполняющий роль утяжелителя, Соединен со стальным канатом 2. На f ижнeм стержне 3, имеющем конусную з ахватную головку, размещена фигурная втулка 4. Наружная поверхность втулйи представляет собой цилиндр с коническим переходом вцилиндр большего диаметра. Нижнему торцу цилиндра большег диаметра придана коническая форма. Захватный узел состоит из корпуса 5 соединенного с тягой 6 приводимого устройства (например с штоком погружного поршневого насоса). В верх ней части корпуса 5 на осях 7 установ лены захватные защелки 8. Захватные защелки подпружинены пластинчатыми пружинами 9,закрепленными к корпусу и защелкам 8 винтами 10. .. U in Гасящее устройство состоит из коль ца 1 1 с наружной кольцевой проточкой, размещенного в цилиндрической полости корпуса 5 и смонтированного в боковой стенке корпуса фиксирующего устройства, представляющего собой ШТИФТ. 12(с круглой головкой и буртиком) и цилиндрическую пружину 13, под жимаемую винтом Н. Трубчатый корпус, внутри которого размещен захватный узел с гасящим уст ройством, состоит из трубы 15 и соеди ненных с нею двух переходников: верхнего 16 -и нижнего 17. Трубчатый корпус с размещенным а нем захватным узлом и гасящим устройством в составе колонкового снаряда опускается в скважину. Затем внутри бурильных труб 18 на стальном канате 2 .в скважину опускают Овершот, оснащенный захватной головкой. Перед спуском овершота в сква жину фигурную втулку k устанавливают в верхней части нижнего стержня 3 вплотную к торцуверхнего стержня утяжелителя 1 и слабо фиксируют из способов: путем насадки на густую смазку, на несхватывающуюся вязкую 8 консистентную смесь, путем плотного надевания верхней части втулки на полую расширяющуюся верхнюю часть нижнего стержня и т.д. При ударе захватная головка рэаздвигает подпружиненные захватные защелки 8, которые под воздействием пластинчатых пружин 9 закрываются, плотно охватывая нижний стержень 3 {это положение изображено на чертеже). Верхняя часть защелок выполнена с уклоном внутрь, что улучшает условия попадания и прохождения головки в захватный узел. Продолжая двигаться вниз во внутренней цилиндрической полости корпуса 5, заполненной жидкостью, захватная головка овершота ударяется о кольцо 11, при этом штифт 12 утапливаетсяу сжимая пружину 13. Овершот вместе |с освободившимся кольцом 11, внутрен)няя конусная расточка которого плотно прилегает к захватной головке, имеющей с ней близкую или одинаковую конусность, замедляет движение. В данном случае кольцо 11, установленное в полости корпуса 5 с небольшим зазором, будучи плотно сочлененным с конусной захватной головкой, представ-.ляет собой своеобразный поршень, который гасит скорость движения овершота.. После удара захватной головки о захватный узел подачу стального каната 2 прекращают и делают натяжку вверх. Захватная головка захватывается защелками 8. После этого можно производить расхаживание с поверхности приводного устройства (например погружного поршневого насоса, в котором рабочий ход осуществляется усилием вверх, передаваемым с поверхности посредством стального каната 2, а возврат поршня обеспечивается усилием сжатой при ходе вверх пружины). После подъема овершота вверх до захвата головки защелками кольцо 11, имея открытой внутреннюю полость, без особых препятствий опускается вниз, на дно внутренней полости корпуса 5. Для того, чтобы в нужный момент (по окончании рейса, цикла и т.п.) освободить овершот и поднять его на поверхность осуществляют следующее, Овершот резко опускают вниз, Не имея ограничения хода в виде кольца (оно находится в нижней части), овершот падает вниз, при этом фигурная втулка k, установленная на нижнем стержне 3 конусной частью ударяется о захватные защелки 8, раскрывая их, и оказывается захваченной защелками 8 в части, имеющей меньший диаметр. После этого начинают извлекать стальной канат с овершотом. Нижний стержень движется вверх внутри фигурной втулки, захваченной защелками. Фиксация втулки в верхней части нижнего стержня делается достаточной для того j чтобы во время спуска OBepmota внутри бурильных труб обеспечить ее удержание в месте установки. Однако силы сцепления между втулкой и стерж- 15

нем оказываются недостаточными при натяжении стержня вверх и при захвё-. те втулки захватными защелками.

Нижний стержень движется внутри втулки до тех пор, пока захват.ная часть головки войдет -в плотное соприкосновение с конусным торцом фигурной втулки, так как конусть их одинакова. При дальнейшем движении овершота вверх конусной переходной поверхнос-. тью втулки 4 раскрываются защелки 8. Овершот освобождается и его поднимают на поверхность. Длина нижнего стержня 3 овершота, высата корпуса 5 захватного узла (соответственно и глубина внутренней цилиндрической полости .в нем), размеры и масса верхнего стержня - утяжелителя 1 выбираются такими, набранная при падении овершота кинетическая энергия была достаточной для проталкивания фигурной втулки i и захвата ее защелками. Подготовка захватного устройства к следующему рейсу ( циклу работы ) заключается в фиксации кольца. 11 внут ри корпуса 5 штифтом 12 и в фиксации фигурной втулки 4 в верхней части нижнего стержня 3 одним из описанных способов. Предлагаемое захватное устройство .может быть применено не только для привода погружных поршневых насосов, но и для спуска и поДъема сменнь1Х керноприемников, для привода устройст 9

стержне фигурной втулки с конической головкой в нижней части, диаметр кото,рой равен диаметру захватной конической головки нижнего стержня, о т л и20 чающеес я тем, что, с цел.ью обеспечения возможности отсоединения овершота от захватного узла в необходимый момент времени, стержни жестко соединены между собой, а втулка за86 . для отбора проб жидкостей и газов из заданных интервалов скважин и т.п. Формула изобретения 1. Захватное устройство скважинного оборудования, включающее захватный узел с подпружиненными захватными защелками, соединяемый с захватным узлом овершот, состоящий из связанных между собой стержней разного диаметра, нижний из которых выполнен с захватной конической головкой,и из концентрично установленной на нижнем креплена несхватывающейся вязкой консистентнои смесью на нижнем стержне, причем конусность нижнего торца фигурной втулки равна конуснос.ти верхнего торца захватной головки. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью снижения динамических нагрузок на овершот, оно снабжено демпфирующим кольцом, а корпус захватного узла выполнен с цилиндрическим каналом, причем кольцо зафиксировано в цилиндрическом канале с возможностью осевого перемещения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Исаев М.И. и др. Зарубежные колонковые наборы для бурения со съемными керноприемниками. М., Недра, 1973, с. 35-39. 2. Проспект фирмы Atlas Сорео . Reg. code АНВ 57-05, 1975-06, Mut. Printed Matter No. 15255 a (прототип).