Разъединитель колонны труб Советский патент 1982 года по МПК E21B23/00 

(5) РАЗЪЕДИНИТЕЛЬ КОЛОННЫ ТРУБ

1

Изобретение относится к бурению глубоких нефтяных скважин, а именно к устройствам, с помощью которых осуществляется разъединение бурильной колонны в месте их установки-.

Известен разъединитель бурильной колонны, содержащий корпус, ниппель, соединенные между собой левой резьбой, и узел фиксации разворота левой резьбы

Недостатком является необходимость передачи на устройство при его разъединении значительного крутящего момента, что при бурении глубоких и сверхглубоких скважин вызывает затруднения из-за наличия больших сил трения колонны о стенки скважины.

Известен гидравлический разъединитель колонны труб, содержащий корпус и шпиндель (ниппель),соединенные между собой телескопически, с элементами для передачи крутящего момента и размещенным во внутренней полости

корпусаузлом фиксации, включающем сухари, взаимодействующие с подпружиненным поршнем, патрубком и корпусом. Известное устройство разъединяется без вращения колонны путем сбрасывания с поверхности шара и подачи промывочной жидкости, что приводит к сработке узла фиксации и освобождению корпуса разъединителя от шпинделя,

,{, соединенных между собой телескопически через шестигранные элементы L JНедостатком этого разъединителя является низкая долговечность его работы, поскольку в нем конструктивно

)5 заложены осевые и окружные люфты между шпинделем и корпусом. Компоновка низа бурильной колонны со встроенным разъединителем испытывает а процессе бурения значительные по величине зна20 копеременныеосевые и крутящие нагрузки.

Целью изобретения является повышение долговечности работы разъедини- . теля за счет исключения осевых и ра- , диальных люфтов в элементах разъединителя., Указанная цель достигается тем, что в разъединителе колонны труб пат рубок в верхней части снабжен нажим ной гайкой, взаимодействующей со шпинделем, а на нижнем конце патрубка по наружной поверхности выполнены кольцевые конусные выступы,.причем сухари имеют ответные им впадины. При этом элементы для передачи крутящего момента от шпинделя к корпусу выполнены в виде трапецеидальны кулачков, расположенных на их торцах На фиг. 1 показан разъединитель, общий вид; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1; на фиг. 3 сечение А-А на фиг. 2. Разъединитель состоит из телескоп чески связанных корпуса 1 и шпинделя Корпус 1 связан с переводником 3. На близлежащих торцах шпинделя 2 и корпуса 1 выполнены для передачи крутящ го момента трапецеидальные кулачки k через которые корпус и шпиндель стягиваются между собой размещенным во внутренней полости корпуса узлом их фиксации, включающим патрубок 5 и гайку.6, на нижнем конце патрубка на наружной поверхности выполнены упорные конусные кольцевые выступы 7, взаимодействующие с ответными кольце выми впадинами 8 разрезных сухарей 9 размещенных по внутренней конусной поверхности 10, и поршень 11. Сухари 9 фиксируются от радиального перемещения поршнем 11 с помощью пружины 1 Верхние торцы сухарей упираются в кольцевой бурт 13 корпуса 1. В цилин рической проточке поршня размещено седло 14 под бросовый шар 15, на боковой поверхности седла выполнены проходные отверстия 16. Верхняя част седла Т размещена с возможностью ограниченного перемацения до фиксирующего кольца 17 внутри нижнего кон ца полого стержня. Уплотнения 18 гер метизируют внутритрубное пространство, уплотнения 19 и 20 обеспечивают перепад давления на поршень 11, после установки шара 15 в седле И. В верхней части корпуса выполнена аварийная резьба 21 для соединения бурильной колонны с оставленным в скважине инструментом, с целью производства дальнейших аварийных работ Шпиндель 2 и нижний переводник 3 снабжены соответственно резьбами 22 и 23 для встраивания разъединителя в компоновку низа бурильной колонны. 8нижней части поршня 11 выполнен канал 2k для прохода жидкости при крайнем нижнем положении поршня. Для предупреждения выпадания сухарей 9в проходной канал инструмента, после удаления из устройства стержня 5 с шаром 15 и седлом 16, в сухарях просверлены отверстия 25 для пропуска через них пружинного кольца 26. Разъединитель работает следующим образом. При сборке разъединителя перед спуском в скважину с помощью полого стержня 5 и гайки 6 стягивают шпиндель 2 и корпус 1 с усилием, превышающим динамические нагрузки, возникающие в бурильной колонне при бурений, исключая тем самым осевые люфты и неизбежный износ деталей устройства, Трапецеидальные кулачки k исключают возникновение окружных люфтов при передаче крутящего момента от шпинделя 2 к короусу 1 в процессе бурения. Разъединитель через резьбы 22 и 23 устанавливается в компоновку низа бурильной колонны и участвует в процессе бурения скважины. В случае возникновения аварийной ситуации, когда необходимо разъединить бурильную колонну с поверхностью, вместе с потоком промывочной жидкости сбрасывается шар 15, который, дойдя до седла 1, перекрывает проходное отверстие в нем, и возникшее давление жидкости, действуя на площадь поршня 11, перемещает его вниз, сжимая пружину 12. В начальный момент поршень 11 перемещается вниз вместе с седлом k и на них действует сила, определяемая ПОЛНОЙ площадью по.диаметру d . Седло И клапана, пройдя некоторое расстояние , останавливается ограничительным кольцом 17, а поршень под действием давления на площадь, ограниченную . диаметрами dj и d, продолжает движение вниз до тех пор, пока не открывается проход промывочной жидкости через отверстия 16 в седле 1 и канал 2Ц в поршне 11. В этот момент перепад давления снижается, что отмечается на манометре буровой и свидетельствует о сработке узла фиксации разъединителя. Оператор, не включая промывку, натяжением бурильной колонны передает осевое усилие через итиндель 2, гайку 6, полый стержень 5 и конусные кольцевые выступы 7 на нем сухарям 9 которые расходятся, освобождая полый стержень 5 Таким образом, не сообщая вращение колонне, освобождают неприхваченну|б часть бурильной колонны вместе со шпинделем, полым стержнем и седлом с шаром, поднимая затем их на поверхность. Технико-экойомическая эффективность заключается в значительном повышении долговечности устройства, что достигается за смет исключения осевых и окружных люфтов, вызывающих интенсивный износ элементов разъединителя Формула изобретения 1. Разъединитель колонны труб, содержащий телескопически связанные корпус и шпиндель с элементами для передачи крутящего момента и размещенным во внутренней полости корпуса узлом их фиксации, включающим сухари взаимодействующие с подпружиненным s z .6 поршнем, патрубком и корпусом, о тличающийся тем, что, с целью повышения его долговечности за счет исключения осевых и радиальных люфтов, патрубок в верхней части снабжен нажимной гайкой, взаимодействующей со шпинделем, а на нижнем конце патрубка по наружной поверхности выполнены кольцевые конусные выступы, причем сухари имеют ответные им впа2. Разъединитель по п. 1, о т л ичающийся т, что элементы для передачи крутящего момента от шпинделя к корпусу выполнены в виде трапецеидальных кулачков, расположенных на их торцах. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1 Авторское свидетельство СССР ИГ 570693, кл. Е 21 В 23/00, 1975. 2. Ветров А. К. Аварии при колонковом бурении и способы борьбы с ними, М.,Госгеолтехиздат, 19бЗ, с. 110, рис. 56.