Гидравлический отсоединитель

 

Использование: для ликвидации аварий путем эффективного размыва шламовой пробки и гарантированного разъединения неприхваченной части инструмента от прихваченной. Сущность изобретения: разъединение корпуса с переходником осуществляют по левой резьбе после разблокировки путем осевого смещения узла передачи крутящего момента, выполненного в виде совмещенных эксцентричных каналов корпуса и переходника, и эксцентричного выступа подвижного в осевом направлении штока, соединенного в исходном положении с корпусом пружинным фиксатором. Размыв шламовой пробки осуществляется через совмещенные радиальные каналы штока и переходника, выведенные на коническую поверхность переходника и перекрытые в исходном положении штоком. 3 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к противоаварийному инструменту, предназначенному для отсоединения колонны бурильных труб от прихваченного в скважине снаряда, например забойного двигателя.

Известен гидравлический отсоединитель [1] содержащий муфту и ниппель, соединенные левой резьбой и жестко зафиксированные штифтами, взаимодействующими с выталкивателем, который при осевом перемещении производит разблокировку левого резьбового соединения.

К недостаткам данного устройства относятся сложность конструкции и, как следствие этого, малая надежность в работе, а также значительная его стоимость.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является гидравлический отсоединитель [2] содержащий корпус, радиальные сливные каналы, перекрытые в исходном положении, переходник, закрепленный с корпусом посредством узла соединения с предохранителем от проворота и размещенный в полости корпуса, подвижный в осевом направлении шток с фиксатором перемещения, проточками на наружной поверхности и седлом под бросовый клапан.

К недостатку прототипа следует отнести, в первую очередь, малую надежность в работе, связанную со сложностью и возможностью деформации элементов узла передачи крутящего момента из-за их ограниченных размеров, что может исключить разъединение устройства. Другим существенным недостатком устройства является необходимость вращения колонны влево с целью освобождения свободной части колонны от прихваченной, что далеко не всегда приводит к разъединению колонны в заданном месте. К недостаткам известного устройства относится также неэффективное использование радиальных каналов, которые служат только для слива промывочной жидкости, что не позволяет повысить эффективность освобождения бурового инструмента в целом.

Задачей изобретения является повышение надежности работы отсоединителя, упрощение конструкции и технологии его эксплуатации, а также повышение эффективности его работы за счет обеспечения возможности размыва шламовых пробок.

Поставленная задача решается тем, что в гидравлическом отсоединителе, содержащем корпус, радиальные сливные каналы, перекрытые в исходном положении, переходник, закрепленный с корпусом посредством узла соединения с предохранителем от проворота, и размещенный в полости корпуса подвижный в осевом направлении шток с проточками на наружной поверхности, седлом под бросовый клапан и фиксатором перемещения, согласно изобретению корпус и переходник выполнены с эксцентричными каналами в виде левой резьбы, шток с эксцентричным выступом на наружном поверхности, а предохранитель от проворота в виде эксцентричного соединения, образованного эксцентричными каналами корпуса и переходника, совмещенными в зоне расположения левой резьбы с эксцентричным выступом штока.

Решению поставленной задачи способствует также выполнение переходника в верхней части с конической поверхностью, на которой расположены выходные части радиальных каналов и выполнены фрезерованные зубья, армированные твердым сплавом, причем радиальные каналы выполнены в штоке и переходнике, смещены в исходном положении и сообщены в крайнем нижнем положении штока, при этом седло под клапан в штоке выполнено ниже его радиальных каналов.

Использование в предложенном переходнике левой резьбы гарантирует разъединение колонны точно в заданном месте, а выполнение узла блокировки в виде эксцентричного соединения повышает надежность работы отсоединителя при одновременном упрощении его конструкции.

Оснащение переходника зубьями на верхнем торце и схема размещения радиальных каналов позволяют наиболее эффективно разрушать шламовую пробку и тем самым освободить всю колонну труб от прихвата.

На чертеже изображен отсоединитель, продольный разрез.

Отсоединитель включает корпус 1, переходник 2, соединенный с корпусом 1 левой резьбой 3 с предохранителем от проворота, и подвижный в осевом направлении шток 4 с радиальными каналами 5, установленный в полости корпуса 1 с возможностью их перекрытия в исходном положении. Переходник 2 в верхней части выполнен со сливными радиальными каналами 6 и 6а и с конической поверхностью 7, на которой расположены выходные части радиальных каналов 6. Коническая поверхность 7 выполнена с фрезерованными зубьями 8, армированными твердым сплавом. Корпус 1 в нижней части выполнен с эксцентричным каналом 9, а переходник 2 с аналогичным эксцентричным каналом 10, который в исходном положении совмещен с эксцентричным каналом 9 корпуса 1. Шток 4 выполнен с кольцевыми проточками 11 на наружной поверхности, расстояние между которыми выбирается равным расстоянию между радиальными каналами 5 и 6а в исходном положении. Нижняя проточка 11 служит для крепления штока 4 с корпусом 1 в исходном положении фиксатором 12, а верхняя для удержания штока от падения на забой. Шток 4 оснащен уплотнительными кольцами 13 и расположенными в его нижней части седлом под бросовый клапан 14 и эксцентричным выступом 15, образующим совместно с эксцентричными каналами 9 и 10 предохранитель от проворота левой резьбы 3.

Отсоединитель размещается между бурильной колонной 16 и КНБК 17 (или забойным двигателем, или УБТ и т.д.), соединенным с переходником 2 посредством правой резьбы 18.

Принцип работы отсоединителя заключается в следующем.

В процессе работы снаряда крутящий момент от бурильной колонны 16 передается через корпус 1, узел предохранения от проворота и переходник 2 на КНБК. При этом шток 4 удерживается в исходном положении фиксатором 12. Усилие срабатывания фиксатора регулируется путем поджатия его пружины резьбовой гайкой.

В случае прихвата КНБК 17 забрасывают клапан 14 и под давлением нагнетаемой жидкости шток 4, преодолевая сопротивление подпружиненных фиксаторов 12, опускается до совмещения радиальных каналов 5 и 6а. Промывочная жидкость через радиальные каналы 5 и 6 направляется в зону наиболее вероятного образования шламовой пробки, какой является зона перехода с одного диаметра инструмента на другой. Жидкость воздействует на шламовую пробку и размывает ее, способствуя освобождению прихваченного инструмента. Размытый шлам удаляется как в сторону забоя, так и в сторону устья скважины. В случае освобождения колонны она поднимается на поверхность.

В случае невозможности освобождения инструмента путем вращения бурильной колонны вправо разъединяют корпус 1 с переходником 2 по левой резьбе 3. При этом шток 4 фиксируется в нижнем положении за верхнюю проточку 11 и все элементы отсоединителя, кроме переходника 2, поднимаются на поверхность, а находящаяся в полости труб 16 жидкость сливается через радиальные каналы 5.

Применение предложенного отсоединителя позволит значительно снизить затраты на проведение работ, связанных с ликвидацией прихватов бурильных колонн. Это достигается как за счет упрощения конструкции отсоединителя, а следовательно, и снижения его стоимости, так и за счет повышения надежности работы благодаря возможности передачи значительного крутящего момента, допустимого для самой бурильной колонны.

Схема выполнения радиальных каналов 6 и оснащение переходника 2 зубьями 8 способствуют ускорению процесса ликвидации аварии за счет большей вероятности размыва и механического разрушения шламовой пробки.

Формула изобретения

1. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ОТСОЕДИНИТЕЛЬ, содержащий корпус, радиальные сливные каналы, перекрытые в исходном положении, переходник, закрепленный с корпусом посредством узла соединения с предохранителем от проворота и размещенный в полости корпуса подвижный в осевом направлении шток с проточками на наружной поверхности, седлом под бросовый клапан и фиксатором перемещения, отличающийся тем, что корпус и переходник выполнены с эксцентричными каналами, узел соединения их в виде левой резьбы, шток с эксцентричным выступом на наружной поверхности, а предохранитель от проворота в виде эксцентричного соединения, образованного совмещенными в зоне расположения левой резьбы эксцентричными каналами корпуса и переходника с эксцентричным выступом штока.

2. Отсоединитель по п.1, отличающийся тем, что радиальные сливные каналы выполнены в переходнике и штоке и расположены с возможностью их смещения относительно друг друга в исходном положении отсоединителя и сообщения их между собой в крайнем нижнем положении штока, причем седло под бросовый клапан расположено ниже радиальных каналов штока.

3. Отсоединитель по п.1, отличающийся тем, что переходник в верхней части выполнен с конической поверхностью, а выходные части сливных радиальных каналов расположены на последней.

4. Отсоединитель по пп.1 и 2, отличающийся тем, что на конической поверхности переходника выполнены фрезерованные зубья, армированные твердым сплавом.

РИСУНКИ

Рисунок 1