Ясс

 

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин. Цель - повышение эффективности ликвидации прихвата в процессе бурения за счет обеспечения возможности работы ясса в гидромеханическом режиме. Для этого полый ствол установлен с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с перьями 9 цанги 6 в его рабочем положении. Ствол выполнен с расположенными в его полости над цангой 6 седлом 10 с уплотнением. Цанга 6 жестко связана с корпусом 1. Ударник размещен на стволе. Ясс имеет запорный элемент, выполненный в виде бросовой пробки 11 с максимальным наружным диаметром, равным диаметру седла 10 ствола 3 для перекрытия полости последнего при взаимодействии запорного элемента с цангой 6. Пробка 11 выполнена с возможностью образования в рабочем положении перепускного кольцевого канала со стволом, сообщающим полости последнего над и под пробкой 11. Широкий диапазон изменения режима работы ясса позволяет выбрать наиболее рациональный режим для данных условий прихвата бурильной колонны. Ясс может применяться не только в процессе бурения, но и для ликвидации аварий с инструментом, не имеющим в своей компановке ясса. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (191 (11) щ) Е 21 В 31/107, 31/113

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4604657/23-03 (22) 14.10.88 (46) 23. 10.90. Бюл, ¹ 39 (75) В.Д.Куртов, В.В.Сережников, К,A.Øåâ÷åíêî и А.Ф.Коваль (53) 622.248.13 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1364692, кл. Е 21 В 31/113, 1986.

Заявка ЕПВ № 0201668, кл. Е 21 В 31/00, опублик. 1986.

2 (54) ЯСС (57) Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин. Цель — повышение эффективности ликвидации прихват а в процесс е бурения з а счет обеспечения возможности работы ясса в гид" ромеханическом режиме. Для этого полый ствол установлен с возможностью

4 осевого перемещения и взаимодействия с перьями 9 цанги 6 в его рабочем по160) 336 ложении. Ствол выполнен с расположенным в его полости над цангой 6 седлом

10 с уплотнением, Цанга б жестко связана с корпусом 1. Ударник размещен

5 на стволе. Ясс имеет запорный элемент выполненный в виде бросовой пробки 1! с максимальныи наружным диаметром, равным диаметру седла 10 ствола для перекрытия полости последнего при 10 вз аимодействии з апор ного элемента с цангой 6,. Пробка 11 выполнена с возИзобретение относится к ловильному

; инструменту, применяемому в процессе бурения нефтяных и газовых скважин, а более конкретно — к механическим яссам.

Цель изобретения — повышение эффективности ликвидации прихвата в про-25 цессе бурения за счет обеспечения возможности работы ясса в гидромеханичесЙом режиме.

На фиг. 1 изображен ясс в транспортном положении, продольный разрез, на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — ясс, в исходном положении (перед нанесением удара); на фиг. 4— то же, в рабочем положении (в момент нанесения удара ударником по наковаль35 не).

Ясс состоит (фиг. и 2) из полого корпуса 1 с наковальней 2, расположенного внутри корпуса 1 полого ствола 3 с ударником 4, навинченного на нижний 40 конец корпуса переводника 5 и замкового узла для фиксации ствола 3 относительно корпуса 4.

Замковый узел включает цангу 6, жестко соединенную с переводником 5 4 полого корпуса и размещенную в кольцевом пазу 7, выполненном в полости стволе. Цанга 6 имеет утолщенную и более жесткую головку 8 и перья, обеспечивающие йружинящие свойства цанге 6.

В верхней части.цанги 6 выполнено конусное седло 10, служащее опорой для бросовой пробки 11 замкового узла (фиг. 3) запорного элемента с наружным кольцевым выступом для посадки

его нижней частью на цангу.

Полый ствол 3 .в своей верхней части и наковальня 2. имеют некруглое сечение (фиг.2) . Полый ствол 3, корпус можностью образования в рабочем положении перепускного кольцевого канала со стволом, сообщающим полости последнего над и под пробкой 11. Широкий диапазон изменения режима работы ясса позволяет выбрать наиболее рациональный режим для данных условий при— хвата бурильной колонны. Ясс может применяться не только в процессе бурения, но и для ликйидации аварий с инструментом, не имеющим н своей компановке ясса, 4 ил.

1 и прилегающие торцы ударника 4 и наковальни 2 образуют замкнутую кольцевую к амеру 1 2, с седине иную р ади ял ьными каналами 13 с полостью 14 ствола 3.

Бросовая пробка 11 имеет наружный диаметр с(1, равный внутреннему диаметру d полости 15 ствола. В нижней час— ти бросовая пробка 11 имеет направление 16, диаметр которого меньше наименьшего диаметра седла 10 цанги 6.

Разница в диаметрах должна превышать глубину. кольцевого паза 7. Благодаря этому не оказывается дополнительного сопротивления цанге б при выходе ее из паза 7 н случае нахожде ыя н ней направления 16.

Герметичность ясса обеспечивается уплотнениями 17, В рабочем положении ясса пробка 11 образует с полым стволом 3 перепускной кольцевой канал 18 (!иг. 4) .

Ясс работает следующим образом.

Перед спуском ясс нас граивается так, чтобы отсоединение цанги 6 от полого ствола происходило при нагрузке 3 тс (может быть и другая неличина). После этого ясс включают в компоновку нижней части бурильной колонны.

B зависимости от условий и способа бурения ясс устанавливают либо над долотом, или над трубобуром, или в тяжелый низ (н разрыве УБТ, например е ли в бурильной колонне 100 м УБТ, то ясс могут поставить после спуска

30 м УБТ). Такую компановку с яссом спускают до забоя и производят бурение. В данном яссе передача крутящего момента обеспечтгвается его некруглым сечением (фиг, 2), Передача осевой нагрузки обеспечивается всем сечением ясса, т,е, корпусом 1 и полым

1601 336 6

Если прихват не ликвидирован, то буровые насосы выключают, колонну бурильных труб вместе с полым стволом

3 опускают вниз и вводят цангу 6 до соединения с кольцевым пазом 7. Вновь создают повышейное давление, например

100 кгс/см . Прй таком давлении рассоединение цанги происходит пои.натяжении бурильной колонны с усилиеМ"

13 тс. 3а счет дополнительного увеличения жесткости цанги ее рассоединение произойдет только при 10 тс.

Если прихват не ликвидирован, то повторяют все операции, но уже при других давлениях. Максимальное давление, создаваемое в колонне бурильных труб, определяется их прочностью.

Как правило, оно не превышает 300 кгс/

/см . При этом давлении необходимая и величина натяжения бурильных труб составляет 33 тс, Таким образом, величина натяжения бурильной колонны, а значит и усилие срабатывания ясса, колеблется QT 3 до 33 Тс. Одновременно изменяется и гидродинамическое воздействие от резкого сбрасывания давления, равного 50-300 кгс/см

Широкий диапазон изменения режима работы ясса (как его ударной нагрузки, так и гидродинамических характеристик) позволяет выбрать наиболее рациональный режим для данных условий прихвата бурильной колонны. Это повышает эффективность ликвидации прихва35 тов при различных геологических условиях и снизит затраты времени и средств на бурение скважин.

Ясс может применяться не только в процессе бурения, то и, как известные . 40 яссы,,для ликвидации аварий с инструментом, не имеющим в своей компоновке ясса. стволом 3tчерез переводник 5 и далее подсоединенному ниже долоту (не пока .зано), Это обеспечивает надежную раб ту ясса в процессе бурения независим .от осевой нагрузки на долото, 3 случае возникновения Прихвата в процессе бурения, наращивания или спуско-объемных операций в колонну б рильных труб. забрасывается пробка 1! которая, дойдя до седла 10, перекрывает полость ствола (фиг. 3). Внутри колонны бурильных труб (т.е. и ясса) создается нужное давление, например

50 кгс/см, которое обеспечивает до2 по нительное осевое усилие в 3 тс, прижимающее за счет конусного сочленения седла 10 с бросовой пробкой

11 ствол 3 к переводнику.5. 3а счет этого увеличивается жесткость цанги

6. В результате расфиксации ствола 3 с корпусом 1. (т.е. выход цанги 6 иэ кольцевого паза 7 ствола) происходит не при 3 тс, а при 5 тс (для применяемог размера ясса, испытанного в стендовы условиях).

Производят натяжение колонны бурильных труб с усилием, превышающим гидравлическую нагрузку (3 тс), и усилием срабатывания замкового узла (5 тс), т. е. усилие натяжения, превы шает 8 тс. При этом цаига 6 выходит из кольцевого паза 7 полого ствола и он начинает двигаться вверх относительно корпуса 1 ° При этом бросовая пробка 11, прижатая силой давления в

50 кгс/см (3 тс) к седлу 10, остается на месте, Как только суженная часть полости 15 ствол а поднимается выше бросовой пробки 11, полость 4 ствола соединяется через кольцевой канал 18 с каналом переводника 5 и далее с прихваченной частью бурильнои колонны (фиг. 4) ° Восстанавливается циркуляция и давление резко падает. В этот момент наносится удар ч ударником 4 по нижнему торцу наковапь ни 2. В результате, кроме ударного воздействия, резкое сбрасывание давления вызывает поперечные и продольные колебания в стенке прихваченных труб. Буровой раствор, выходящий импульсно из полости бурильной колонны, долота в затрубное пространство, размывает шламовую пробку, глинистую, корку. Совместное приложение ударной нагрузки и гидродинамического воздействия улучшает условия ликвидации прихват а.

Формула изобретения

Ясс, включающий Полый корпус с наковальней, размещенный в нем полый ствол с внутренним кольцевым пазом, ударник и замковый узел в виде цанги, 50 установленной в полости корпуса с воэможностью размещения ее перьев в исходном положении во внутреннем кольцевом пазу полого ствола, и запорного элемента с наружным кольцевым высту55 пом для взаимодействия нижней части . последнего с перьями цанги, о т л и ч ающи и с я тем, что, с целью повышения эффективности ликвидации прихвата в процессе бурения за счет обес1601336

17 дог.2 печения возможности работы ясса в гидромеханическом режиме, полый ствол установлен с воэможностью осевого перейещения и взаимодействия с перьями цаиги,в его рабочем положении и выполнен с расположенным в его .полости над царюгой седлом с уплотнением, цанга жестко связана с корпусом, а ударник размещен на полом стволе, причем запойный элемент выполнен в виде бросовой пробки с максимальным наружным диаметром,, равным диаметру седла полого ствола для перекрытия полости

5 последнего нри взаимодействии запорного элемента с цангой, при этом бросовая пробка выполнена с возможностью образования в рабочем положении перепускного кольцевого канала с полым стволом, сообщающим полости последнего над и под бросовой пробкой, .

60 336

Составитель И.Левкоева

Техред Л.Сердюкова

Корректор М.Шароши

Редактор В. Бугренкова

Заказ 3257 Тираж 47! Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101