Разъединительный переводник
Изобретение относится к области бурения и эксплуатации скважин, а именно к устройствам, предназначенным для отсоединения свободной части колонны труб от прихваченной в скважине. Техническим результатом является повышение надежности и эффективности работ при ликвидации аварий, связанных с прихватом инструмента в скважине. Разъединительный переводник включает соединенные между собой посредством фиксатора верхний и нижний переходники и сосуд с жидкостью, агрессивной по отношению к фиксатору, расположенному ниже донной части сосуда. При этом переводник снабжен подвижным в осевом направлении седлом под бросовый клапан, зафиксированным в исходном положении стопором и оснащенным ударниками. Корпус седла выполнен с кольцевой проточкой на наружной поверхности, образующей с верхним переходником полость для размещения сосуда с агрессивной жидкостью. Ударник жестко соединен с седлом и оснащен оболочкой, выполненной из материала, не растворимого агрессивной жидкостью, находящейся в полости сосуда. Донная часть сосуда выполнена с участком, имеющим ослабленное сечение и расположенным напротив ударника. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к противоаварийному инструменту, а именно к разъединительным устройствам, предназначенным для отсоединения свободной части колонны труб от прихваченной в скважине.
Известно разъединительное устройство, включающее корпус, верхний и нижний переходники, последний из которых соединен с корпусом посредством левой резьбы и стопорных пальцев, и подвижный шток с поршнем, установленный в корпусе с возможностью взаимодействия со стопорными пальцами (см. авт. св. СССР N 438774, кл. 21В 17/06, 1973 г.).
Недостатком известного устройства является сложность конструкции и оставление в скважине значительного количества деталей после разъединения колонны.
Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является разъединительный переводник, включающий соединенные между собой посредством фиксатора верхний и нижний переходники и сосуд с агрессивной жидкостью по отношению к фиксатору, расположенному ниже донной части сосуда, выполненного с каналом (см. авт. св. СССР №1828904, кл. Е21В 17/06, 1993 г.).
Данное устройство имеет более простую конструкцию по сравнению с аналогом и после его срабатывания в скважине остается только нижний переходник с сосудом, что значительно упрощает проведение дальнейших ловильных работ. Кроме того, при разъединении прихваченной колонны оно не требует приложения крутящего момента, что необходимо при использовании в переводниках левой или незатягивающейся резьбы.
К отрицательным сторонам прототипа следует отнести нерегулируемость процесса срабатывания разъединительного переводника, что не позволит полностью использовать ресурс работы породоразрушающего инструмента, особенно в случае простоев по самым различным причинам. Это может привести к снижению технико-экономических показателей бурения из-за неоправданного роста объема спуско-подъемных операций, особенно при бурении глубоких скважин.
Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы устройства путем обеспечения срабатывания его в заданное время по команде с поверхности.
Указанный технический результат достигается тем, что разъединительный переводник, включающий соединенные между собой посредством фиксатора верхний и нижний переходники и сосуд с агрессивной жидкостью по отношению к фиксатору, расположенному ниже донной части сосуда, выполненного с каналами, согласно изобретению он снабжен подвижным в осевом направлении седлом под бросовый клапан, зафиксированным в исходном положении от осевого перемещения стопором и оснащенным ударниками, при этом каналы сосуда расположены в его верхней части для размещения ударников с возможностью их взаимодействия с донной частью сосуда при осевом перемещении седла.
Решению поставленной задачи способствует также и то, что:
- корпус седла выполнен с кольцевой проточкой на наружной поверхности, образующей с верхним переходником полость для размещения сосуда с агрессивной жидкостью, причем в исходном положении корпус седла полностью перекрывает сосуд по длине;
- каждый ударник жестко соединен с седлом и оснащен оболочкой, выполненной из материала, не растворимого агрессивной жидкостью, находящейся в полости сосуда;
- донная часть сосуда с агрессивной жидкостью выполнена с кольцевым участком, имеющим ослабленное сечение и расположенным напротив ударников.
На фиг.1 изображен общий вид разъединительного устройства, на фиг.2 - узел А на фиг.1 в увеличенном масштабе
Разъединительный переводник содержит верхний и нижний переходники 1 и 2, соединенные между собой посредством фиксатора 3, выполненного в виде правой резьбы, и сосуд 4 с агрессивной жидкостью по отношению к фиксатору 3. Донная часть сосуда 4 расположена выше фиксатора 3 и выполнена в верхней части с каналами 5. Выше сосуда 4 расположено седло 6 под бросовый клапан 7, установленное с возможностью осевого перемещения. При этом в исходном положении седло 6 зафиксировано от перемещения стопором 8, например, в виде срезного штифта или пружины, размещенной между нижним торцом седла 6 и упором в верхнем переходнике (не показаны). Для герметизации седла 6 используются уплотнительные элементы 16. В полости сосуда 4 размещены ударники 9, жестко соединенные с седлом 6 и пропущенные через каналы 5 в верхней части сосуда 4. Количество ударников 9 выбирается в зависимости от диаметра колонны труб. При использовании для хранения агрессивной жидкости стеклянного сосуда 4 для предохранения его от повреждения, например при спуске геофизических приборов, седло 6 на наружной поверхности выполнено с кольцевой проточкой 10, длина которой должна обеспечить перекрытие сосуда 4 по всей его длине. Возможно использование для хранения агрессивной жидкости также и других материалов, например хрупкого пластика. Каждый ударник 9 выполнен из прочного материала, имеет заостренный конец, а нижняя часть его покрыта специальной оболочкой 11, стойкой по отношению к кислоте, находящейся в сосуде 4. Ударники 9 жестко соединены с корпусом седла 6 любым известным способом, например посредством резьбовой головки 15, и перемещаются только совместно с ним. Для доступа кислоты в зону фиксатора 3 в верхнем переходнике 1 выполнены наклонные каналы 12, устье которых расположено в кольцевой полости 13, образованной в зоне стыка верхнего и нижнего переходников 1 и 2. Донная часть сосуда 4 с агрессивной жидкостью выполнена с кольцевым участком 14, имеющим ослабленное сечение и расположенным напротив ударников 9 для гарантированного разрушения сосуда при возникновении аварии.
Принцип работы разъединительного переводника заключается в следующем. После заправки сосуда 4 агрессивной жидкостью, например серной, плавиковой или соляной кислотой, установки седла 6 и фиксации его стопором 8 относительно верхнего переходника 1 переводник в составе бурильной или другой колонны спускается в скважину. Необходимый объем кислоты определяется опытным путем на поверхности в зависимости от марки стали, применяемой в качестве материала для труб, в составе которых разъединительный переводник опускается в скважину, так и свойств используемой кислоты. В случае прихвата инструмента с поверхности забрасывают клапан 7, который садится в седло 6 и перекрывает его проходное сечение. После этого повышением давления промывочной жидкости срезается стопор 8 и седло 6 опускается вниз. При этом ударники 9 также смещаются вниз относительно сосуда 4, входят в контакт с донной частью сосуда 4 и при дальнейшем опускании седла разбивают его ослабленный участок 14 дна. При этом агрессивная жидкость из полости сосуда 4 через наклонные каналы 12 попадает в кольцевую полость 13 и оттуда на фиксатор 3. После заранее определенного промежутка времени фиксатор 3 (в данном случае - резьба) будет разрушен и колонна труб, расположенная выше переводника, может быть поднята на поверхность, причем без приложения крутящего момента, что в ряде случаев имеет решающее значение.
Предложенный разъединительный переводник обеспечивает срабатывание его в точно заданное время и позволяет ликвидировать аварию путем приложения только осевой нагрузки. Все это повышает надежность и эффективность работы предложенного устройства и значительно сократит непроизводительные затраты времени при ликвидации аварий.
1. Разъединительный переводник, включающий соединенные между собой посредством фиксатора верхний и нижний переходники и сосуд с жидкостью, агрессивной по отношению к фиксатору, расположенному ниже донной части сосуда, выполненного с каналами, отличающийся тем, что он снабжен подвижным в осевом направлении седлом под бросовый клапан, зафиксированным в исходном положении от осевого перемещения стопором и оснащенным ударниками, при этом каналы сосуда расположены в его верхней части для размещения ударников с возможностью их взаимодействия с донной частью сосуда при осевом перемещении седла.
2. Разъединительный переводник по п.1, отличающийся тем, что корпус седла выполнен с кольцевой проточкой на наружной поверхности, образующей полость для размещения сосуда с агрессивной жидкостью, причем в исходном положении корпус седла полностью перекрывает сосуд по длине.
3. Разъединительный переводник по п.1, отличающийся тем, что ударник жестко соединен с седлом и оснащен оболочкой, выполненной из материала, не растворимого агрессивной жидкостью, находящейся в полости сосуда.
4. Разъединительный переводник по п.1, отличающийся тем, что донная часть сосуда с агрессивной жидкостью выполнена с кольцевым участком, имеющим ослабленное сечение и расположенным напротив ударника.
