Устройство для захвата труб при спуске в скважину под давлением

 

Изобретение относится к бурению скважин. Цель - повышение надежности в эксплуатации за счет обеспечения постоянного контакта клиньев с поверхностью спускаемой трубы. Для этого устройство имеет тяги 7, толкатели 8 и дополнительный привод перемещения клиньев 4 в виде пружины 6. Последняя установлена в корпусе между ярусами клиньев 4 с возможностью взаимодействия с внутренними торцами этих клиньев, корпус выполнен в виде фланцев 1, жестко связанных штоками 2 силовых цилиндров 3. Тяги 7 выполнены с прорезями и связаны с приводными кольцами 5. Толкатели 8 установлены на корпусах цилиндров 3 и размещены в прорезях тяг 7 с возможностью перемещения в них и взаимодействия с дополнительным приводом при освобождении трубы. Силы трения между спускаемой трубой и клиньями 4 верхнего яруса отжимают их вниз, освобождая спускаемую трубу. При прекращении движения трубы пружина 6 прижимает клинья 4 к спускаемой трубе, заклинивая ее и препятствуя ее выбросу вверх под действием выталкивающих сил от давления в скважине. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11) (5)) 4 Е 21 В 19/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТ8ЕНКЫЙ КОМИТЕТ

l10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А BTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4385861/23-03 (22) 29 ° 02,88 (46) 23.12.89. Бюл. )) - 47 (72) Г.Г.Мельников, Д.В.Рымчук, Г.Е.Меерсон, Ю,Е.Ленкевич и А.В.Дитковский (53) 622.242.3 (088.8) (56) Патент США )!8 3215203, кл. 166/177, опублик. 1966.

Зайцев Ю.В. и др. Освоение и ремонт нефтяных и газовых скважин под давлением.-н.: Недра, 1982, с.33.

Иуатееы

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАХВАТА ТРУБ ПРИ

С!1УСКЕ В СКВАЖИНУ ПОД ДАВЛЕНИЕМ (57) Изобретение относится к бурению скважин. Цель — повышение надежности в эксплуатации за счет обеспечения постоянного контакта клиньев с поверхностью спускаемой трубы. Для этого устройство имеет тяги 7, толкатели 8 и дополнительный привод перемещения клиньев 4 в виде. пружины 6. Последняя установлена в корпусе между яру1530741

10

30 сами клиньев 4 с возможностью взаимодействия с внутренними торцами этих клиньев, корпус выполнен в виде фланцев 1, жестко связанных штоками 2 силовых цилиндров 3. Тяги 7 выполнены с прорезями и связаны с приводными кольцами 5. Толкатели 8 установлены на корпусах цилиндров 3 и размещены в прорезях тяг 7 с возможностью перемещения в них и взаимодействия с

Изобретение относится к средствам механизации спуско-подъемных операций при бурении скважин и может быть использовано для спуска труб в скважину, находящуюся под давлением, напри- 20 мер, при ликвидации открытого фонтана.

Цель изобретения — повышение надежности в эксплуатации за счет обеспечения постоянного контакта клиньев с поверхностью спускаемой трубы. 25

На фиг. 1 показан один комплект устройства, устанавливаемого на подвижной траверсе установки для спуска трубв скважину под давлением, на фиг. 2 — вид А на фиг. 1.

Устройство включает в себя корпус, выполненный в виде двух фланцев 1, жестко связанных штоками 2 силовых цилиндров 3. В наклонных пазах типа

"ласточкин хвост" фланцев 1 корпуса установлены клинья 4 в два яруса с возможностью перемещения для фиксации ñпускаемых труб в противоположных направлениях. В рас.точках центральных отверстий фланцев 1 размещены привод40 ные кольца 5, установленные с возможностью взаимодействия с внешними торцами клиньев 4. Привод перемещения клиньев выполнен в виде силовых цилиндров 3, кинематически связанных с при- 45 водными кольцами 5.

Дополнительный привод перемещения клиньев 4 выполнен в виде пружины 6, установленной в корпусе между ярусами клиньев 4 с возможностью взаимодейст- 50 вия с внутренними торцами последних, Тяги 7 выполнены с прорезями и связаны с приводными кольцами 5, -а толкатели 8 установлены на корпусах силовых цилиндров 3 и размещены в прорезях тяг 7 с возможностью перемещения в них и взаимодействия с дополнительным приводом (пружиной 6) при освобождении трубы. В резьбовые огверстия дополнительным приводом при освобождении трубы. Силы трения между спускаемой трубой и клиньями 4 верхнего яруса отжимают их вниз, освобождая спускаемую трубу. При прекращении движения трубы пружина 6 прижимает клинья 4 к спускаемой трубе, заклйнивая ее и препятствуя ее выбросу вверх под действием выталкивающих сил от давления в скважине. 2 ил. фланцев 1, выходящие в пазы для размещения клиньев 4, ввернуты винты 9.

Количество штоков 2 с корпусами силовых цилиндров 3 четное, например, четыре, причем половина иэ них установлена в положении, обратном другой половине, Таким образом, половина корпусов силовых цилиндров 3 с толкателями 8 кинематически связана с одним ярусом клиньев 4, а остальные с другим. Пружина 6 взаимодействует с клиньями 4 через шайбы 10. На штоках 2 имеются съемные упоры 11.

Один комплект устройства устанавливается на подвижной, а другой— на неподвижной траверсе (не показаны) установки для спуска труб под давлением (подвижное и неподвижное устройство).

Устройство для захвата труб работает следующим образом.

При нижнем положении подвижного устройства подается давление жидкости в полости силовых цилиндров 3 и их корпусы перемещаются bio штокам 2 до контакта с упорами 11. При этом толкатели 8, перемещаясь в прорезях тяг 7, проходят некоторое расстояние и нажимают на шайбы 10, а последние воздействуют на пружину 6, заставляя ее сжиматься. Клинья 4 верхнего яруса, лишенные опоры, под действием собственного веса скользят по пазам во фланце 1. Одновременно перемещаются толкатели 8 нижнего яруса клиньев 4, также сжимая пружину 6 в направлении снизу вверх. Когда толкатели 8 нижнего яруса переместятся до концов пазов в тягах 7,они,продолжая движение,увлекают за собой тяги 7 и вместе с ними приводное кольцо 5. Последнее, двигаясь вверх, воздействует на внешние торцы клиньев 4 и увлекает их

1530741

Подвижное устройство подается вверх по спускаемой трубе, после чего аналогичным образом также зажимает спускаемую трубу.

После этого подается давление в силовые цилиндры 3 нижнего яруса неподвижного устройства. Расходятся, освобождая спускаемую трубу, клинья

4 нижнего яруса. Подвижное устройство перемещается вниз и заставляет перемещаться с собой спускаемую трубу.

Силы трения между спускаемой трубой и клиньями 4 верхнего яруса неподвиж40 ного устройства отжимают последние вниз, освобождая спускаемую трубу.

Как только движение вниз спускаемой трубы прекращается, пружина 6 дополнительного привода через шайбу 10 сно. ва прижимает клинья 4 к спускаемой трубе, заклинивая ее и препятствуя ее выбросу вверх под действием выталкивающих сил от давления в скважине.

Когда до клиньев 4 верхнего яруса неподвижного устройства доходит муфта спускаемой трубы, имеющая диаметр больше, чем диаметр трубы, устройство срабатывает точно так же, с той лишь разницей, что клинья 4, расходятся на

55 большую величину. Затем подвижное устройство освобождает спускаемую трубу, движется вдоль нее вверх, и цикл повторяется. вверх, заставляя скользить по пазам в нижнем фланце 1.

Таким образом, клинья 4 как верхнего, так и нижнего ярусов в силу наклонного расположения пазов во флан5 цах 1 расходятся, увеличивая проходной диаметр устройства. Через оба устройства пропускается первая спускаемая труба-.

Давление рабочей жидкости подается в противоположные полости силовых цилиндров 3 неподвижного устройства.

Корпусы силовых цилиндров 3 перемещаются по штокам 2 в противоположных описанным направлениях, освобождая приводные кольца 5 с тягами 7 и шайбы 10. Пружина 6, разжимаясь, через шайбы 10 воздействует на внутренние торцы клиньев 4 и перемещает их по 20 пазам фланцев 1. Клинья 4 сходятся в направлении к центральной оси устройства и зажимают спускаемую трубу.

Одновременно клинья 4 возвращают в исходное положение приводные кольца 5 25 с тягами 7. !

Таким образом, на самом опасном (начальном) участке спуска труб устройство независимо от системы управления автоматически пропускает слускаемые трубы в нужном направлении и не допускает произвольного выброса спускаемых труб из скважины.

Когда вес колонны спускаемых труб становится равным силам, выталкивающим спускаемые трубы из скважины, неподвижное устройство может быть переведено в такой режим работы, при котором одновременно выводятся иэ зацепления с спускаемой трубой клинья 4 как верхнего, так и нижнего ярусов.

В этом режиме спускаемые трубы удерживаются от неожиданного выброса клиньями 4 верхнего яруса, а от падения на забой скважины — клиньями 4 нижнего яруса подвижного устройства:при ходе вверх подвижного устройства, когда выведены из зацепления со спускаемыми трубами клинья 4 его обоих ярусов, колонна спускаемых труб удерживается клиньями 4 обоих ярусов неподвижного устройства.

Для смены изношенных клиньев 4 удаляются упоры 11, в силовые цилиндры 3 подается давление, и их корпусы перемещаются на большую, чем при работе, величину, а именно — до упора в торец фланца 1. При этом пружина 6 сжимается на большую величину и позволяет клиньям 4 полностью выйти из пазов фланца. Изношенные клинья 4 удаляют, а взамен их вводят вручную в пазы фланца 1 новые клинья 4 и зажимают их винтами 9 для предотвращения их выпадания под действием собствен— ного веса. Затем реверсируют силовые цилиндры 3, освобождая пружину 6. Шайба 10 доходит до внутренних торцов клиньев 4,упирается в них и останавливается.Вывинчивают винты 9,освобождая клинья 4. Шайба 10 под действием пружины

6 движется дальше и перемещает клинья

4 в рабочее положение.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Устройство для захвата труб при спуске в скважину под давлением, содержащее корпус с пазами, клинья, установленные в пазах в два яруса с возможностью перемещения для фиксации спускаемых труб в противоположных направлениях, приводные кольца, установленные с воэможностью вэаимо е д.т1530741

Составитель А.Меньшиков

Техред М.Ходанич

Корректор М.Васильева

Редактор Н.Яцола

Заказ 7873/32 Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 вия с внешними торцами клиньев, и привод перемещения клиньев, выполненный в виде силовых цилиндров, кинематически связанных с приводными кольца5 ми, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности в эксплуатации за счет обеспечения постоянного контакта клиньев с поверхностью спускаемой трубы, оно снабжено тягами, толкателями и дополнительным приводом перемещения клиньев, выполненным в виде пружины, установленной в корпусе между ярусами клиньев ñ возможностью взаимодействия с внутренними торцами последних, корпус выполнен в вйде двух фланцев, жестко связанных штоками силовых цилиндров, тяги выполнены с прорезями и связаны с приводными кольцами, а толкатели установлены на корпусах силовых цилиндров и размещены в прорезях тяг с возможностью перемещения в них и взаимодействия с дополнительным приводом при освобождении трубы.