Устройство для отворачивания бурильных труб в скважине

 

Изобретение относится к области бурения скважин и позволяет повысить надежность работы устр-ва за .счет упрощения конструкции и увеличить его КПД за счет исключения холостого хода, создания и передачи бурильным трубам большего крутящего момента. Б корпусе (К) 1 устр-ва установлены концентрично полые шпиндель (Ш) 11 и ш.ток 6. Он соединен с верхним ..концом бурильных труб и имеет снаружи 15 f4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕаЪБЛИН (дц 4 Е 21 В 31/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ - =..

t1

t8

tÓ

21

211

22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4004014/22-03 (22) 07,01,86 (46) 07,06.87. Бюл, Ф 21 (7l) Всесоюзный научно-исследовательский институт буровой техники (72) В В, Грачев, А В, Зимин, А,И. Канторович, В.Д. Круглов и Н,M. Хлебников (53) 622.248.13(088.8) (56) Патент США 11 3912014, кл. 166-315, опублик, 1975, Авторское свидетельство СССР

Ф 794185, кл. Е 21 В 31/00, 1978.

„„SU„„13155 9 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТВОРАЧИВАНИЯ

БУРИЛЬНЫХ ТРУБ В СКВАЖИНЕ (57) Изобретение относится к облас— ти бурения скважин и позволяет повысить надежность работы устр-ва за счет упрощения конструкции и увеличить его КПД за счет исключения холостого хода, создания и передачи бурильным трубам большего крутяшего момента, В корпусе (К) 1 устр — ва установлены концентричнополые шпиндель (Ш) 11 и шток 6. Он соединен с верхним концом бурильных труб и имеет снаружи

1315599 винтовые выступы 12, 13 в виде неполных витков правой и левой многоэаходной резьб, Между ними размещены шары

10 преобразователя возвратно-поступательного перемещения штока 6 в осевое вращение Ш 11, В теле Ш 11 выполнены сквозные отверстия 19 под шары 10, а в К 1 — кольцевая проточка 18. Причем Ш 11 соединен с К 1 через обгонную муфту 20, а в верхней части К 1 установлен якорь с герметизированной полостью, гидравлически связанной с полостью штока 6. Расстояние от крайних верхних точек рабочих поверхностей (РП) 15 выступов 13 левых витков до РП 14 выступов 12 правых витков и расстояние от крайних нижних точек РП 14 выступов !2

Изобретение относится к бурению скважин и предназначается для ведения ловильных работ в скважине при ликвидации аварий с бурильными трубами.

Целью изобретения является повышение надежности работы за счет упрощения конструкции и увеличение КПД устройства за счет исключения холостого хода, создания и передачи расположенным ниже устройства бурильным трубам большего крутящего момента, На фиг,1 показано устройство для отворачивания бурильных труб в скважине в сомкнутом состоянии, разрез; на фиг,2 — развертка части наружной поверхности штока с винтовыми выступами; на фиг ° 3 — сечение А-А на фиг, 1; . на фиг. 4 — верхняя часть шпинделя, изометрическая проекция; на фиг.5 часть корпуса, взаимодействующая с шарами, 1

Устройство содержит трубчатый корпус 1, в верхней части которого имеется якорь, Якорь смонтирован в камере герметизырованной уплотнениями 2 и 3 и состоит из эластичных элементов 4 и колодок 5, установленных в окнах корпуса 1, В корпусе 1 концентрично расположен полый шток 6, имеющий в верхней правых витков до РП 15 выступов 13 левых витков не менее диаметра шара

10. После фиксации устр-ва в обсадной колонне штоку 6 сообщают возвратнопоступательное движение, При его перемещении вверх шары 10 вращаются вместе со Ш 11 влево и перекатываются в проточке 18, Вращение Ш 11 передается переводнику 24 и трубам. В конце хода штока 6 вверх Ш 1! бло- кируется муфтой 20 от вращения впра.— во, При ходе штока 6 вниз Ш 11 вращается влево, В итоге резьба разворачивается полностью. Снижение давления внутри устр-ва приводит к его разьякориванию. Трубы извлекают на поверхность, 5 ил °

2 части,присоединительную резьбу, В, штоке имеются сквозные отверстия 7 для передачи давления в камеру якоря, Шток 6 соединен с корпусом 1 посредством шлицевого соединения, состоящего из шлицевых пазов 8 штока 6 и шлицевых выступов 9 в корпусе 1„

Преобразователь возвратно-поступательного движения состоит из што1О ка 6, корпуса 1, шаров 10 и шпинделя 11, На штоке 6 имеются правые 12 и левые 13 винтовые выступы, Рабочими поверхностями выступов правых витков являются поверхности 14, а рабо-!

5 чими поверхностями выступов левых витков — поверхности 15.

Часть развертки наружной поверхности штока 6, содержащая выступы, показана на фиг.2, Выступы правых и

26 левых витков расположены так, что расстояние от крайних верхних точек рабочих поверхностей выступов левых витков до рабочих поверхностей выступов правых витков и расстояние от крайних нижних точек рабочих поверхностей выступов правых витков до рабочих поверхностей выступов левых витков, не менее диаметра шара, а крайние верхние точки рабочих поверхностей. выступов правых витков смещены относительно крайних верхних то.1315599 чек рабочих поверхностей выступов левых витков и крайние нижние точки рабочих поверхностей выступов левых витков смещены относительно крайних нижних точек рабочих поверхностей вы- 5 ступов правых витков по окружности против часовой стрелки на расстояния, не меньше диаметра шара °

В корпусе 1 имеется кольцевая проточка 18, показанная на фиг,5, про- 10 филем которой является часть окружности с диаметром, равным диаметру шара, В шпинделе 11 имеются сквозные отверстия 19, показанные на фиг,4, В шпиндель 11 устанавливаются шары 10 так, чтобы они одновременно взаимодействовали с кольцевой проточкой в корпусе 1 и находились между выступами 12 и 13 ° 20

Шпиндель 11 соединен с корпусом

1 через обгонную муфту ?О с кулачками свободно прокручивающуюся при левом вращении шпинделя и блокирующей его правое вращение.

Обгонная муфта 20 сопряжена с корпусом 1 шлицевым соединением 2.1 и имеет торцовые кулачки, входящие в зацепление с ответными кулачками шпинделя, Прижатие обгонной муфты 20 к шпинделю осуществляется пружи-. ной 22, 1

Шпиндель 11 в нижней части сопряжен посредством шлицевого соединения

23 с переводником 24 и уплотнен относительно корпуса уплотнением 25, Переводник 24 имеет возможность осевого перемещения относительно шпинделя

11, На конце переводника 24 имеется 40 присоединительная левая замковая резьба, Расстояние между торцами 26 и 27 выбирается таким, чтобы оно обеспечивало полное заворачивание ловильного инструмента и последующее 45 отворачивание оставленных в скважине труб, Кольцевое пространство между уплотнениями 3, 25 и 28 заполнено маслом, В колодках 5 имеются отверстия 29 для подачи жидкости в камеру якоря °

Устройство работает следующим образом.

На переводник 24 навинчивают необходимый левый ловильный инструмент, а к штоку 6 присоединяют бурильные трубы и на них устройство спускают в скважину. Перед соединением с оставленными в скважине трубами осуществляют промывку скважины. По-сле соединения ленья вращением с верхней оставленной в скважине трубой (устройство находится в сомкнутом состоянии) устройство растягивают на величину его хода вверх плюс расстояние между торцами 26 и 27 так, что торец 26 упирается в торец 27, Затем устройство опускают на расстояние, равное примерно половине расстояния между торцами 26 и 27 ° После этого внутри устройства создают давление промывочной жидкости, под действием которого эластично армированные элементы 4 выдвигаются из корпуса 1 и фиксируют устройство в обсадной колонне, I

Периодически натягивая талями и опуская бурильную колонну в скважину, сообщают штоку 6 возвратно †поступательное движение ° При движении штока 6 вверх он взаимодействует поверхностями 15 выступов 13 с шарами

10, заставляя шары вместе со шпинделем 11 вращаться влево, Одновременно шары 10 перекатываются в кольцевой канавке 18 корпуса 1, исключая осевое перемещение шпинделя 11, Реактивный момент воспринимается через шлицы корпуса 1 и через якорь стенками скважины. Вращение шпинделя 11 через шлицы передается переводнику 24 и через него отворачиваемым трубам. В конце хода штока 6 вверх шары 10 будут взаимодействовать с нижней частью поверхностей 15, и шпиндель 11 будет блокирован муфтой 20 от правого вращения, Затем меняют направление движения штока 6, При ходе вниз шары 10 будут взаимодействовать с поверхностями 14 выступов 12, сообщая шпинделю 11 левое вращение, Таким образом, сообщают штоку 6 возвратно-поступательное движение до полного отворачивания раскрепленной резьбы, Затем снижают давление промывочной жидкости внутри устройства, что приводит к его разъякориванию, После этого отвернутые трубы вместе с устройством извлекаются на поверхность.

В случае невозможности отвернуть трубы в скважине стравливают давление бурового раствора в трубах, т.е. раэъякоривают устройство, и бурильная колонна вращается вправо, отсоединяясь от прихваченных труб по левой резьбе ловильного инструмента.

1315599.

Формула изобретения

Устройство для отворачивания бурильных труб в скважине, содержащее корпус, установленные в нем концентрично друг другу полые шпиндель и шток, соединенный верхним концом с колонной бурильных труб и выполненный по своей наружной поверхности с винтовыми выступами, преобразователь возвратно-поступательного перемещения штока в осевое вращение шпинделя, установленный в верхней части корпуса якорь с герметизированной полостью, гидравлически связанной с полостью штока, и подпружиненную обгонную муфту, о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства за счет упрощения конструкции и увеличения его КПД за счет исключения холостого хода, создания и передачи расположенным ниже устройства бурильным трубам большего крутящего момента, преобразователь возвратнопоступательного перемещения штока в осевое..вращение шпинделя выполнен с. шарами, при этом винтовые выступы шпинделя выполнены в виде неполных витков правой и левой многозаходных резьб, можду которыми размещены шары„ причем под последние в теле шпинделя выполнены сквозные отверстия, а в корпусе — кольцевая проточка, при этом расстояние от крайних верхних точек рабочих поверхностей выступов

10 левых витков до рабочих поверхностей выступов правых витков и расстояние от крайних нижних точек рабочих по- верхностей выступов правых витков до рабочих поверхностей выступов левых витков не менее диаметра шара, а крайние верхние точки рабочих поверхностей выступов правых витков смещены относительно крайних верхних точек рабочих поверхностей выступов левых

Z0 витков и крайние нижние точки рабочих поверхностей выступов левых витков смещены относительно крайних нижних точек рабочих поверхностей выступов правых витков по окружности против часовой стрелки на расстояния, не менее диаметра ша ра.

1315599

Составитель И, Левкоева

Техред Л.Олийнык КоРРектоР Т, Колб

Редактор Г, Гербер

Заказ 2327/32 Тираж 532 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д,4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4