Устройство для ликвидации прихватов колонны бурильных труб

 

Использование: для ликвидации прихватов бурильной колонны при бурении скважин. Сущность изобретения: устройство включает корпус и установленное в его полости упругое седло под бросовый рабочий орган. Упругое седло выполнено в виде жестко закрепленных в корпусе наклонно к оси устройства направляющих и подвижно установленных на них подпружиненных упоров. Бросовый рабочий орган имеет осевой канал с насадкой и выступ в верхней части для взаимодействия при движении вверх с подпружиненными упорами седла. Корпус над упругим седлом имеет дополнительное седло под сбрасываемый вибратор. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к бурению и эксплуатации скважин, а точнее к ликвидации прихватов труб.

Известна большая группа ударных устройств для ликвидации прихватов ГУМ, ВУК и. т.п. и ясс [1], работающие за счет либо натяжения колонны труб для ударов снизу вверх, либо за счет ее сжатия для ударов сверху вниз.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство [2], в котором для создания ударов используется сила натяжения колонны труб, а усилие разъединения двух элементов устройства регулируется цангой и бросовой пробкой.

Недостатком этих устройств является то, что в них для нанесения ударов используется усилие растяжения или сжатия колонны труб, которое при больших глубинах скважин ограничивается прочностью колонны труб у устья скважины и грузоподъемностью подъемной установки, а также однофакторное или двухфакторное воздействие на прихват.

Целью изобретения является повышение эффективности работ по ликвидации прихватов и сокращение затрат времени на проведение таких работ.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемое устройство, встраиваемое в колонну труб и имеющее привод от гидроимпульса, имеет составное подпружиненное седло, пропускающее бросовый боек сверху вниз и создающее жесткий упор при движении бойка снизу вверх, благодаря чему на прихват оказывается одновременное многофакторное воздействие: за счет гидроимпульса возбуждается волна разгрузки в материале колонны труб, боек осуществляет механический удар по колонне труб снизу вверх, при ударе бойка благодаря почти полному перекрытию переточных каналов имеет место регулируемый по величине гидравлический удар, а за счет перепада давления над и под бойком на колонну труб действует выталкивающая сила, действующая снизу вверх. Дополнительно перед гидроимпульсом на прихват может быть оказано вибровоздействие сбрасываемым шаровым вибратором.

На чертеже представлено предлагаемое устройство.

Устройство состоит из корпуса 1, в котором установлен диск 2 с тремя наклонными направляющими 3, на которых установлены пружины 4 и упоры 5. Верхние концы направляющих 3 опираются на ограничитель 6. Вся система фиксируется переводником 7, с седлом под сбрасываемый шаровой вибратор. Ниже упоров 5 находится сбрасываемый боек 8 с осевым отверстием и насадкой 9, фиксируемой пружинным кольцом 10 (боек 8 показан в положении нанесения удара). Под устройством устанавливаются одна или несколько труб УБТ 11, под которыми находится задерживающий переводник 12, а затем УБТ, забойный двигатель, если бурение ведется забойным двигателем, и долото.

В колонну труб устройство устанавливают над тяжелым низом или несколько выше места предполагаемого прихвата. Устройство оставляет открытым центральный канал колонны труб.

При возникновении прихвата отвинчивается ведущая труба (квадрат) и трубы сбрасывается боек с насадкой, имеющей проходное отверстие, обеспечивающее оптимальную величину гидравлического удара, после чего навинчивается наголовник и ведущая труба. Производится закачка бурового раствора, а затем расчетное количество легкой жидкости, при этом происходит транспортировка бойка к устройству. Боек, дойдя до упоров 5 устройства, перекрывает почти полностью проточный канал, давление над ним повышается и он давит на упоры 5, которые, скользя по направляющим 3, сжимают пружины 4 и расходятся к периферии, пропуская боек вниз. После прохождения бойка через упоры 5 они под действием пружин 4 возвращаются в исходное положение, а боек доходит до задерживающего переводника 12 и останавливается. По окончании закачки легкой жидкости с помощью наголовника производится гидроимпульс, в результате чего возникает волна разгрузки в материале колонны труб, боек 8 подхватывается потоком промывочной жидкости, движущимся в колонне труб, стремительно движется вверх и наносит удар по упорам 5, который через ограничитель 6 и переводник передается колонне труб (механический удар). При этом резко останавливается движение промывочной жидкости (гидравлический удар). Сила гидравлического удара регулируется размером отверстия в насадке 9 бойка 8. Так как в верхнем положении бойка 8 давление под ним больше, чем над ним, на колонну труб действует сила, стремящаяся вытолкнуть ее вверх. Если после первого воздействия прихват не ликвидирован, то для повторного воздействия достаточно закачать в трубы небольшое количество жидкости, достаточное для опускания бойка 8 в задерживающий переводник 12, и вновь произвести гидроимпульс.

Если после ряда таких воздействий в сочетании с расхаживанием колонны труб прихват не удается ликвидировать, то в колонну труб сбрасывается шаровой вибратор 13, который садится на коническую расточку переводника 7 и при прокачке жидкости через который создаются вибрации (вибрационное воздействие). Если после вибраций и последующих ударов не удается освободить колонну труб, так как благодаря вибрациям и ударам будет ослаблена резьба, находящаяся в этом месте, то неприхваченная часть колонны труб легко может быть отвинчена и поднята на поверхность.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛИКВИДАЦИИ ПРИХВАТОВ КОЛОННЫ БУРИЛЬНЫХ ТРУБ, включающее корпус с присоединительными резьбами для связи с элементами бурильной колонны и установленное в корпусе упругое седло под бросовый рабочий орган со ступенчатой наружной поверхностью, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы, упругое седло выполнено в виде жестко закрепленных в корпусе наклонно к оси устройства направляющих и подвижно установленных на них подпружиненных упоров, а бросовый рабочий орган имеет осевой канал с насадкой и выступ в верхней части для взаимодействия при движении вверх с подпружиненными упорами седла.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус над упругим седлом имеет дополнительное седло под сбрасываемый вибратор.

РИСУНКИ

Рисунок 1