Механический ясс

 

МЕХАНИЧЕСКИЙ ЯСС, включающий корпус, в котором подвижно в осевом направлении установлен шпиндель, и расположенный между корпусом и шпинделем ряд стопорны.х шаров, отличающийся тем, что, с целью увеличения ресурса работы стопорны.х элементов и снижения усилия зарядки ясса, он снабжен дополнительным рядом шаров, установленных с возможностью взаимодействия с основным, а корпус и шпиндель выполнены с кольцевыми ироточками , образующими полость для размеш.ения шаров, причем кольцевые проточки корпуса и шпинделя имеют наклонный в сторону полости торец соответственно в нижней и верхней частях, а между торцами в одной из проточек установлена упругая втулка для взаимодействия с шарами. (Л Ю 05 ел 60 00 N5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1265282

Е 21 В 23/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1:

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ фиг. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3887558/22-03 (22) 18.04.85 (46) 23.10.86. Бюл. № 39 (71) Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт буровой техники (72) А. Н. Скорик, Ю. Г. Арутюнов, Я. В. Кунцяк и М. Я. Гельфгат (53) 622.248.13 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 881295, кл. E 21 В 23/00, 1979.

Патент США № 3834471, кл. Е 21 В 1/10, 1974. (54) (57) МЕХАНИЧЕСКИЛ ЯСС, включающий корпус, в котором подвижно в осевом направлении установлен шпиндель, и расположенный между корпусом и шпинделем ряд стопорных шаров, отличающийся тем, что, с целью увеличения ресурса работы стопорных элементов и снижения усилия зарядки ясса, он снабжен дополнительным рядом шаров, установленных с возможностью взаимодействия с основным, а корпус и шпиндель выполнены с кольцевыми проточками, образующими полость для размещения шаров, причем кольцевые проточки корпуса и шпинделя имеют наклонный в сторону полости торец соответственно в нижней и верхней частях, а между торцами в одной из проточек установлена упругая втулка для взаимодействия с шарами.!

265282

1О

55

Изобретение относится к буровой технике, а именно к устройствам для ликвидации прихватов бурильного инструмента в скважине.

Целью изобретения является повышение эффективности работы ясса за счет увеличения ресурса работы стопорных элементов и снижения усилия зарядки ясса.

На фиг. 1 изображен механический ясс, продольный разрез; на фиг. 2 — сечение

А — А на фиг. 1, а на фиг. 3 — 9 — — последовательность зарядки и срабатывания стопорных элементов ясса.

Механический ясс состоит (фиг. 1) из корпуса 1, в котором подвижно в осевом направлении установлен шпиндель 2 с бойком 3. Корпус и шпиндель от взаимного проворота имеют квадратное сечение или шлицы на участке их контакта 4. В корпусе 1 выполнена кольцевая проточка 5 с наклонным нижним торцом 6, а на шпинделе 2 выполнена кольцевая проточка 7 с наклонным верхним торцом 8. В одной из проточек (например, как показано на фиг. 1 — 9, в проточке 7 шпинделя 2) с зазором 9 (фиг. 1—

3, 5 — 9) установлена разрезная упругая втулка 10. Проточки 5 и 7 с установленной в них втулок 10 образуют кольцевую полость, в которой размещены два ряда шаров !1, основной и дополнительный наклон торцов 6 и 8 выполнен в сторону полости. Упругая втулка 10 увеличивает радиальный размер кольцевой полости в процессе аккумуляции усилия удара (рис. 4). Радиальный размер г полости (фиг. 1 — 3, 5 — 9) в исходном положении (при разжатой втулке) больше одного и меньше двух диаметров шара, 2d)r >d. Задаваемый радиальный размер полости в зависимости от диаметра помещаемых в нее шаров определяет размещение коаксиальных рядов шаров на разных диаметрах в разных уровнях с обеспечением частичного перекрытия ими друг друга в осевом и радиальном направлениях (фиг. 1).

Высота полости (фиг. 8) равна двум диаметрам шара, h=2d. Корпус 1 имеет воспринимающий удары снизу кольцевой внутренний выступ 12, а для нанесения по нему ударов сверху шпиндель в своей выступающей над корпусом части имеет расширенные размеры с ударным торцом 13.

Механический ясс работает следующим образом (фиг. 3 — 9, на которых шары основного ряда обозначены А, а дополнительного ряда — Б) .

Ясс располагают между прихваченной частью бурильного инструмента и свободной от прихвата частью.

Колонну бурильных труб разгружают и шпиндель 2 достигает своего крайне нижнего положения в корпусе 1, при этом шары а и Б устанавливаются в исходном положении (фиг. 3). Например, шары А располага30

2 ются в проточке 7, а шары Б располагаются в проточке 5.

Затем создают натяжение колонны труб, и шпиндель ясса начинает перемешаться вверх. При осевом перемещении шпинделя относительно своего корпуса снизу вверх происходит самозаклинка шаров А и Б (фиг. 4). Перемещению шаров А препятствуют шары Б, нижний торец проточки 7 и разрезная упругая втулка 10, а перемещению шаров Б препятствуют стенки проточки 5 и шары А. При полном заклинивании шаров шпиндель останавливается и происходит растяжение колонны бурильных труб, расположенных выше ясса. В процессе вытяжки инструмента шары А сжимают разрезную упругую втулку 10 (фиг. 4), радиальный размер полости увеличивается и шары А незначительно перемещаются относительно шаров Б. При достижении критического значения приложенной к инструменту нагрузки, когда втулка 10 сжимается до увеличения радиального размера полости, при котором происходит совмещение обоих рядов шаров в одной горизонтальной плоскости, шары проскакивают и происходит их расцепление. В момент расцепления шаров освобождается конец растянутых бурильных труб, оснащенный шпинделем с бойком 3.

Механическая сила, удерживающая трубы в растянутом состоянии, исчезает, и под действием упругих сил колонны, противодействующих и равных усилию растяжения, колонна труб резко сжимается. а свободный конец резко перемещается вверх вместе с шпинделем и ударяет бойком 3 по выступу 12 корпуса 1 (рис. 1). Удар через корпус передается прихваченной части бурильной колонны. Шары А при этом остаются в проточке 7 шпинделя, а шары Б остаются в проточке 5 корпуса (фиг. 5).

Для следующего удара необходимо зарядить ясс, для чего бурильную колонну, а следовательно, и шпиндель подают вниз.

При движении шпинделя вниз вместе с ним перемешаются вниз шары А и при достижении ими шаров Б зависают на них (рис. 6). Как только нижний торец проточки 7 оказывается ниже торца 6 проточки 5 (рис. 7), шары Б по наклону торца 6 скатываются в проточку 7 (рис. 8), а после того как шпиндель займет крайнее нижнее положение в корпусе, шары А за счет смещения их центров тяжести относительно опоры шара в сторону проточки 5 под действием наклонного верхнего торца 8 проточки 7 перемешаются в проточку 5 и занимают первоначальное положение шаров Б (фиг. 9).

Происходит зарядка ясса.

Натяжкой бурильной колонны проводят следующий удар и цикл работ повторяется.

Устройство ясса после удара вверх позволяет наносить удары и сверху вниз без дополнительной переборки.

1265282!

О фиг.2

Фиг.5

Для нанесения удара сверху вниз проводят вытяжку бурильного инструмента. Далее колонну резко разгружают, при этом торец 13 (фиг. 1) шпинделя 2 наносит удар по корпусу 1, который передается прихваченной части бурильного инструмента.

Для, нанесения повторного удара вниз разряжают ясс ударом вверх.

Предлагаемый ясс может работать включенным в компоновку либо использоваться отдельно как техническое средство для ликвидации прихватов.