Буровой предохранительный переходник

 

БУРОВОЙ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЙ ПЕРЕХОДНИК, включающий корпус, ниттпель с кулачками, шл1{цевой вал, на котором установлена подпружиненная шлицевая втулка с кулачками, и предохранительный элемент, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности его работы путем обеспечения возможности обратного выбуривания и упрощения процесса отсоединения от прихваченного инструмента, он снабжен дополнительным ниппелем с кулачками на торцовой и внетренней поверхностях, а втулка выполнена с дополнительными кулачками для взаимодействия с кулачками торцовой поверхности дополнительного ниппеля, причем предохранительнь1й элемент выполнен в виде втулки с левой резьбой, установленной между дополнительным нидпелем и шлицевым валом и связанной через кулачки с нижележащей разрезной втулкой, которая своей внутренней конусной поверхностью опирается на конусное i кольцо, причем на боковой поверхности разрезной втулки размещены (/} кулачки для взаимодействия с кулачками , выполненными на внутренней поверхности дополнительного ниппеля .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (191 (11) 1 А

ЗШ Е 21 В 17 06

Г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3523782/22-03 (22) 21.12.82 (46) 23.03.84. Бюл. 9 11 (72 ) А;Б.Мержеевский и Н.И.Иванников (71) Забайкальский комплексный научно-исследовательский институт (53) 622.24.053(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 582376, кл. E 21 В 17/06, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

В 589361, кл. E 21 В 17/06 (прототип (54)(57) БУРОВОЙ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЬ1Й

ПЕРЕХОДНИК, включающий корпус, ниппель с кулачками, шлИцевой вал, на котором установлена подпружиненная шлицевая втулка с кулачками, и предохранительный элемент, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности его работы путем обеспечения воэможности обратного выбуривания и упрощения процесса отсоединения от прихваченного инструмента, он снабжен дополнительным ниппелем с кулачками на торцовой и внетренней поверхностях, а втулка выполнена с дополнительными кулачками для взаимодействия с кулачками торцовой поверхности дополнительного ниппеля, причем предохранительный элемент выполнен в виде втулки с левой резьбой, установленной между дополнительным ниппелем и шлицевым валом и связанной через кулачки с нижележащей разрезной втулкой, которая своей внутренней конусной поверхностью опирается на конусное кольцо, причем на боковой поверхС2 ности разрезной .втулки размещены кулачки для взаимодействия с кулачками, выполненными на внутренней поверхности дополнительного нип- С пеля.

1081332

Предохранительный переходник работает следующим образом.

В процессе бурения крутящий момент, приложенный к корпусу 1 переходника, передается шлицевым валом 2 буровому инструменту через кулачковое

Изобретение относится к буровоЙ технике, а более конкретно к устройствам, служащим для ограничения крутящего момента при бурении и для отсоединения колонны бурильных труб от прихваченного инструмента.

Известно устройство для отсоединения колонны бурильных труб or прихваченного инструмента, включаю щее корпус с ниппелями на верхнем и нижнем. концах, первый из которых соединен с корпусом при помощи резьбы, а второй — посредством шлицев и втулки с левой резьбой.

Внутри корпуса размещен шпиндель, зафиксированный в исходном положе- 15 нии срезным элементом и смещенный в осевом направлении от втулки, причем их торцы, обращенные один к другому, выполнены кулачками для взаимодействия после разрушения 20 срезного элемента (1) .

Однако такое устроиство имеет низкую эффективность работы, так как используемый в его конструкции срезнбй элемент рассчитан на передачу определенной осевой нагрузки и крутящего момента. Незначительное же превышение этих параметров может привести к разрушению этого элемента.

Кроме того, разрушаемый элемент в процессе бурения подвергается знакопеременным нагрузкам, поэтому расчетная прочность и выносливость в процессе работы его уменьшается и может произойти преждевременный выход его из строя. A из-за широкого вариьрования геолого-технических условий очень трудно рассчитать на прочность эту разрушаемую деталь для передачи необходимых рабочих нагрузок. Использование устройства в качестве выбивного механизма позволяет устранять прихват бурового инструмента, но при этом работоспособность переходника нарушается и для дальнейшего бурения скважины необходима установ- 45 ка нового срезного элемента.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является буровой предохранительный переходник, вклю- 50 чающий корпус, ниппель с кулачками, шлицевой вал, на котором установлена подпружиненная шлицевая втулка с кулачками, и предохранительный элемент (21 . 55

Недостатком известного устройства является малая эффективность работы.

Во-первых, для отсоединения переходника от прихваченного инструмента производится срез разрушаемого эле- 60 мента путем натяжки бурильных труб, для чего необходимо оснащать буровую установку талевой системой или,использовать домкрат. Во-вторых,.в . случае прихвата бурового инструмента 65 переходником нельзя произвести обратное выбуривание, так как при этом необходигло к инструменту прикладывать крутящий момент несколько выше расчетного.

В известном устройстве кулачковая муфта в случае обратного выбуривания будет постоянно отключаться, так как пружина в ней рассчитана для передачи крутящего момента, необХодимого для нормального процесса бурения.

Целью изобретения является повышение эффективности работы бурового предохранительного переходника путем обеспечения возможности обратного выбуривания и упрощения процесса отсоединения от прихваченного инструмента.

Поставленная цель достигается тем, что буровой предохранительный переходник, включающий корпус, ниппель с кулачками, шлицевой вал, на котором установлена подпружиненная шлицевая втулка с кулачками, и предохранительный элемент, снабжен дополнительным ниппелем с кулачками на торцовой и внутренней поверхностях, а втулка выполнена с дополнительными кулачками для взаимодействия с кулачками торцовой поверхности дополнительного ниппеля, причем предохранительный элемент выполнен в виде втулки с левой резьбой, установленной между дополнительным ниппелЕм и шлицевым валом и связанной через кулачки с нижележащей разрезной втулкой, которая своей внутренней конусной поверхностью опирается на конусное кольцо, причем на боковой поверхности разрезной втулки размещены кулачки для взаимодействия с кулачками, выполненными на внутренней поверхности дополнительного ниппеля.

На иг. 1 изображен предлагаемый буровой предохранительный переходник; на фиг. 2 — сечение A-А на фиг. 1; на фиг. 3 — сечение Б-Б на фиг. 1, на фиг. 4 — сечение В-В на фиг. 1.

Переходник имеет корпус 1, внутри которого размещен шлицевой вал 2.

С корпусом 1 с помощью резьбы соединенЫ дополнительный верхний 3 и нижний 4 ниппели,.снабженные на торцовых поверхностях кулачками, имеющими скосы на боковых поверхностях.

На валу 2 установлена шлицевая втулка 5 с кулачками на нижней и верхней торцовых поверхностях, пружина б, конусное кольцо 7 и втулки: разрезная 8 и с левой резьбой 9.

1081332 зацепление верхнего ниппеля 3 и шлицевой втулки 5. В случае возрастания крутящего момента выше расчетного происходит относительное смещение кулачков и сжатие пружины 6, после чего кулачки выходят из зацепления, предохраняя бури ные трубы от скручивания, а б>усвой.инструмент от разрушающих моментных нагрузок.

При возникновении прихвата бурового инструмента к переходнику прикладывают растягивающую осевую нагрузку, а так как вал 2 с инструментом удерживается на забое прихваченный породой, то корпус 1 поднимается вверх, сжимая пружину 6, при этом размыкаются кулачки верхнего ниппеля 3 и шлицевой втулки 5. Усилие от сжимаемой пружины 6 передается на втулку

5, конусное кольцо 7 и разрезную втулку 8. По мере дальнейшего подъема корпуса 1 предохранителя кулачки нижнего ниппеля 4 будут сближаться с кулачками, расположенными на нижней торцовой поверхности шлицевой.втулки 5, а разрезная втулка 8 под воздействием на нее конусного .кольца 7 будет стремиться раздвинуться в радиальном направлении и своими боковыми кулачками войдет в зацепление с кулачками верхнего ниппеля 3. В этом случае кулачки ниппеля 3 и втулки 8 сомкнутся под действием осевой силы, создаваемой гидравликой станка, следовательно, / инструменту можно передать кратковременный крутящий момент выше расчетного, чтобы произвести обратное выбуривание. Если это не приведет к освобождению прихваченного инструмента, тогда осуществляют разъединение кулачков втулки 5 и нижнего ниппеля 4 путем;снятия осевой нагрузки. При опускании корпуса 1 предохранителя в нижнее положение кулачковое зацепление шлицевой втулки 5 и ниппеля 4 прерывается, но при этом в зацепление входят кулачки разрезной втулки 8 и верхнего ниппеля 3, а также кулачки на верхней торцовой поверхности разрезной втулки с леной резьбой 9. При передаче правого вращения предохранителю про15 исходит отвинчивание втулки 9. Связь вала 2 и ниппеля 3 прерывается, чем обеспечивается свободное извлечение из скважины всех эяементов переходника, оставляя на забое вал 2 с прихваченным буровым инструментом.

Преимущество предлагаемого бурового предохранителя заключается в том, что применение его при бурении геологоразведочных скважин обеспе25 чивает, защиту бурильных труб от скручивания, а бурового инструмента от поломок. Освобождение бурового инструмента от прихвата обратным выбуриванием.исключает необходимость

30 оснащения буровой установки дополнительной талевой системой, а для случая отсоединения прихваченного инструмента от предохранителя отпадает необходимость в натяжке бурильных труб, которая отрицательно влияет на долговечность и их работоспособность.

10S1332

4-4

Фиг.Z

Б-ф фиаЗ

8-8

Фиг!

Составитель Т. Войтух

Редактор В,. Иванова Техред A.Бабинец Корректор A. Тяско

Заказ 1499/29, Тираж 564 Подписное

ВНКИПИ Государственного комитета СССР

>по делам изобретений и открытий

113б35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 т

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4