Механический ясс

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей пром-сти и предназначено для ликвидации прихватов при бурении. Цель изобретения - повышение надежности работы ясса и эффективности ликвидации прихвата путем обеспечения возможности свободного перемещения штока на всей длине хода. Ясс состоит из корпуса (К) 1 и установленного в нем штока (Ш) 3. Узел расцепления Ш 3 и К 1 состоит из верхней б и нижней втулок, имеющих торцовые выступы и находящиеся в зацеплении. Нижняя втулка подпружинена относительно К 1, На Ш 3 и втулке б выполнены винтовые канавки.

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ()Щ (11) (э1)э Е 21 В 31/107

ГОСУДАРСТВЕН.ЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 27

Ж

20

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4714905/03 (22) 06.07.89 (46) 07,10.91. Бюл. М 37 (71) Специальное проектно-констрчкторское бюро автоматизации глубокого разведочного бурения Научнопроизводственного объединения

"Геотехника" (72) Г.Л.Рыбаков, А.А.Александров и А.Н.Денисов (53) 622.248.13(088 ) (56) Патент США М 3208541, кл. 175-299, опублик. 1965.

Авторское свидетельство СССР

М 1530746, кл. Е 21 В 31/107, 09.02,88, (54) МЕХАНИЧЕСКИЙ ЯСС (57) Изобретение относится к нефтегазодобывающей пром-сти и предназначено для ликвидации прихватов при бурении. Цель .изобретения — повышение надежности работы ясса и эффективности ликвидации прихвата путем обеспечения воэможности свободного перемещения штока на всей длине хода. Ясс состоит из корпуса (К) 1 и установленного в нем штока (Ш) 3. Узел расцепления Ш 3 и К 1 состоит из верхней 6 и нижней втулок, имеющих торцовые выступы и находящиеся в зацеплении. Нижняя втулка подпружинена относительно К 1. На Ш 3 и втулке 6 выполнены винтовые канавки, 1682525 заполненные шарами. Нижняя втулка подпружинвна относительно К 1. В нижней части К 1 установлен фиксатор с хвостовиком для удержания нижней втулки в крайнем нижнем положении. На ULI 3 выполнен кольцевой выступ для перевода фиксатора в исходное положение при крайнем нижнем положении Ш 3. После возникновения прихвата к яссу прикладывают усилие растяжения. При усилии, превышающем усилие, Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к ударным устройствам для ликвидации прихватов при бурении скважин.

Цель изобретения — повышение надежности работы ясса и эффективности ликвидации и рихвата путем обеспечения воэможности свободного перемещения штока на всей длине хода.

На фиг. 1 изображен механический ясс, общий вид с продольным четвертым вырезом; на фиг. 2 — узел I на фиг. 1; на фиг. 3— участок нижней втулки с отверстием под фиксатор и с направляющим пазом под хвостовик фиксатора, на фиг. 4 — фиксатор.

Механический ясс состоит из корпуса 1 с наковальней 2 и установленного в корпусе

1 с возможностью ограниченного осевого перемещения штока 3 с бойком 4. Шток 3 имеет на своей наружной поверхности винтовую нарезку 5 с углом наклона, превышающим угол трения. Кроме того, ясс имеет узел расцепления l3 виде двух втулок 6 и 7, имеющих для взаимодействия одна с другой торцовые выступы 8 и 9. Верхняя втулка 6 имеет для взаимодействия с винтовой нарезкой 5 штока 3 ответную ей внутреннюю винтовую нарезку 10. Нижняя втулка 7 зафиксирована от проворота относительно корпуса 1 шлицевым соединением 11 и подпружинена в осевом направлении пружиной 12, усилие которой регулируется гайками 13. В нижней части корпуса 1 установлен подпружиненный в радиальном направлении относительно корпуса 1 фиксатор 14 с хвостовиком 15. В нижней части нижней втулки 7 выполнено отверстие

16 с упором 19 под фиксатор 14 и направляющий паз 17 под хвостовик 15 фиксатора 14 для фиксации нижней втулки 7 в ее крайнем нижнем положении. В нижней части штока

3 выполнен кольцевой выступ 18 для перевода фиксатора I4 в исходное положение при крайнем нижнем положении штока 3.

40.удерживающее верхнюю втулку, она начинает вращаться. Нижняя втулка перемещается в крайнее нижнее положение, з Ш 3 перемещается вверх. Фиксатор фиксирует нижнюю втулку и Ш 3 свободно перемещается вверх до удара по наковальне. Верхняя втулка-6 резко останавливается, создавая дополнительное ударное воздействие на Ш

3. Зарядка ясса производится перемещением Ш 3 до смыкания с К 1. 4 ил.

В винтовых канавках 5 и 10 штока 3 и верхней втулки 6 установлены шары 20, а винтовая канавка 5 на штоке 3 выполнена на всей длине его рабочего хода, Полость между корпусом 1 и штоком 3 герметизирована поплавками 21 и 22 и заполнена маслом, На штоке 3 закреплен переводник 23 для соединения с бурильными трубами.

Узел передачи крутящего момента от штока 3 к корпусу 1 состоит из подпружиненной r-.íoñèòåëüíî корпуса в осевом направлении втулки 24, которая имеет торцовые выступы 25. Шток 3 и втулка 24 имеют между собой шлицевое соединение

26, а переводник 27 корпуса 1 имеет торцовые выступы 28, ответные торцовым выступам 25 втулки 24, Механический ясс работает следующим образом.

Проверяют наличие масла, залитого между корпусом 1 и шпинделем 3 по всей длине полости между поплавками 21 и 22, которое при работе в скважине позволяет уравнивать давление в этой полости с гидростатическим давлением в скважине, Устройство посредством переводника

23 присоединяют к трубам, опускаемым в скважину при помощи талевого блока буровой вышки (не показана). Спуск производят до тех пор, пока корпус 1 своей нижней резьбовой частью не упираемся в резьбу муфты на колонне прихваченных труб. Начинают вращать опускаемую колонну труб с устройством. Вращение через переводник

23, шпиндель 3, ылицы 26, зубья 25 и 28 передается корпусу 1, который свинчивается с колонной прихваченных труб до тех пор, пока крутящий момент свинчивания не превышает крутящий момент, на который настроен узел втулки 24 и пружина 12 втулки

7. Происходит рзсцепление полумуфт 6 и 7 и зубьев 25 и 28, и вращение корпуса 1 прекращается. Устройство свинчено с ко1682525 лонной прихваченных труб. Останавливают вращение шпинделя 3 и осуществляют его подъем, вытягивал иэ корпуса 1 посредством талевой системы вышки. Шпиндель 3, удерживаемый от вращения относительно корпуса 1 втулкой 24, может перемещаться только вдоль корпуса 1. Но для того, чтобы переместиться, ему необходимо преодолеть сопротивление шариков 20 втулки 6, взаимодействующих с винтовой канавкой 5, а это возможно только в том случае, если

55 полумуфта 6, установленная в корпусе 1, вращается относительно последнего. В зависимости от угла наклона витков винтовых канавок 5 и 10, усилие необходимое для перемещения шпинделя 3 (вращения полумуфты б), может быть различным. Чем больше угол подъема витков канавок 5 и 10, тем легче переместить шпиндель 3, но угол подьема витков канавок 5 и 10 не должен быть самотормозящим, так как перемеще- 5 ние становится невозможным.

Так как втулка б удерживается втулкой

7, то перемещение шпинделя 3 становится невозможным до тех пор, пока усилие расцепления втулок б и 7 не превышает усилия 10 настройки пружины 12, Во время удержания от вращения втулки б втулкой 7 и натяжения колонны труб полиспастной системой вышки происходит растяжение колонны, как пружины. После расцепления 15 втулок б и 7 втулка б резко начинает вращаться, не имея сопротивления со стороны втулки 7, эа счет перемещения шпинделя 3.

Скорость ее вращения увеличивается по мере увеличения скорости перемещения 20 шпинделя 3. Одновременно с перемещением шпинделя 3 подпружиненный фиксатор

14 сходит с кольцевого выступа 18, а так как втулка 7 отжата по шлицевым направляю-. щим 11 корпуса 1 и отверстие 16 перемеща- 25 ется под фиксатор 14, то последний западает в отверстие 16 и не дает возможности втулке 7 вновь сцепиться с втулкой 6.

Втулка 6 без большого сопротивления вращается, и шпиндель 3 с ускорением переме- 30 щается относительно корпуса 1 до тех пор, пока боек 4 не ударяет по наковальне 2.

Происходит удар вдоль оси прихваченной колонны труб. Причем во время удара бойком 4 по наковальне 2 втулка 6, набравшая достаточную скорость, из-эа остановки шпинделя 3 резко останавливается и запасенную энергию вращения передает через шарики 20 и шпиндель 3 бойку 4, усилив величину удара. Если освобождение колонны труб от прихвата не происходит, то шпиндель 3 опускают вниз. В это время втулка 6 свободно вращается.

Свободный спуск шпинделя 3 происходит до тех пор, пока он своим кольцевым выступом 18 не нажимает на пружинный фиксатор 14. Последний выходит из зацепления с отверстием 16 через паз 17 и опускает втулку 7, которая сцепляется с втулкой б. Затем можно вновь производить удар осевым перемещением шпинделя 3 вверх.

После устранения прихвата колонны труб устройство вместе с освобожденной частью труб поднимается из скважины.

Формула изобретения

Механический ясс, включающий корпус с наковальней, установленный в нем с возможностью ограниченного осевого перемещения шток с бойком и винтовой нарезкой на его наружной поверхности с углом наклона, превышающим угол трения, узел распределения в ниде двух втулок, имеющих для взаимодействич одна с другой торцовые выступы, верхняя из которы имеет для взаимодействия с винтовой нарезкой штока ответную ей внутреннюю винтовую нарезку, а нижняя зафиксирована от проворота и подпружинена относительно корпуса в осевом направлении, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы ясса и эффективности ликвидации прихвата путем обеспечения возможности свободного перемещения штока на всей длине хода, он снабжен установленным в корпусе и подпружиненным в радиальном направлении фиксатором с хвостовиком, в нижней части нижней втулки выполнено отверстие под фиксатор и направляющий паэ под хвостовик фиксатора для фиксации нижней втулки в ее крайнем нижнем положении, а в нижней части штока выполнен кольцевой выступ для перевода фиксатора в исходное положение при крайнем нижнем положении штока, шток имеет шары, установленные в винтовых нарезках штока и верхней втулки, при этом винтовая нарезка штока выполнена на всей длине его рабочего хода.

1682525

1682525

Составитель А. Канторович

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор C. Шевкун

Редактор И. Дербак

Заказ 3389 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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