Разъединитель
Изобретение относится к противоаварийному инструменту, а именно к разъединительным устройствам, предназначенным для отсоединения свободной части колонны труб от прихваченной в скважине. Техническим результатом является повышение надежности работы и упрощение конструкции и технологии изготовления разъединителя. Разъединитель включает составной корпус, состоящий из верхней и нижней частей, соединенных между собой посредством левой резьбы, узел передачи крутящего момента и седло под бросовый клапан. При этом узел передачи крутящего момента выполнен в виде подвижного в осевом направлении полого стержня, установленного в полости корпуса и имеющего фигурные участки на наружной поверхности и нижнем торце для взаимодействия с конгруэнтными участками, выполненными на внутренней поверхности верхней и нижней частей корпуса. Верхняя часть корпуса выполнена с кольцевой расточкой непосредственно под ее фигурным участком, причем высота и диаметр расточки больше высоты и наибольшего поперечного размера по сравнению с соответствующими размерами фигурного участка стержня. Стержень в исходном положении соединен с корпусом фиксатором, выполненным в виде срезного штифта или подпружиненного элемента. 4 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 №438774, кл. 21В 17/06, 1973 г.).
Недостатком известного устройства является сложность конструкции и оставление в скважине значительного количества деталей после разъединения колонны, что значительно усложняет дальнейшее проведение ловильных работ.
Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является разъединитель, включающий составной корпус, состоящий из верхней и нижней частей, соединенных между собой посредством левой резьбы, узел передачи крутящего момента и седло под бросовый клапан (см. патент России №2002026, кл. Е21В 17/06, 1991 г.).
Данное устройство имеет более простую конструкцию по сравнению с аналогом, и после его срабатывания в скважине остается только нижний переходник с клапаном, что значительно упрощает проведение дальнейших ловильных работ.
К отрицательным сторонам прототипа можно отнести недостаточную надежность в работе из-за невозможности использования стопорных пальцев необходимого размера, что имеет особое значение при бурении скважин малого диаметра, а также определенную сложность изготовления, связанную с необходимостью точного совмещения осевых отверстий для стопорных пальцев трех сопрягаемых деталей: поршня, корпуса и нижнего переходника.
В связи с изложенным, техническим результатом изобретения является повышение надежности работы и упрощение конструкции и технологии изготовления разъединителя.
Указанный технический результат достигается тем, что в разъединителе, включающем составной корпус, состоящий из верхней и нижней частей, соединенных между собой посредством левой резьбы, узел передачи крутящего момента и седло под бросовый клапан, согласно изобретению узел передачи крутящего момента выполнен в виде подвижного в осевом направлении полого стержня, установленного в полости корпуса и имеющего фигурные участки на наружной поверхности и нижнем торце для взаимодействия с конгруэнтными участками, выполненными на внутренней поверхности верхней и нижней частей корпуса с возможностью передачи крутящего момента, при этом часть канала под фигурными участками корпуса имеет большую высоту и поперечные размеры по сравнению с соответствующими размерами фигурных участков стержня, а седло под бросовый клапан выполнено в стержне, причем стержень в исходном положении соединен с корпусом-фиксатором. Решению поставленной задачи способствует также и то, что:
- фигурные участки корпуса и стержня образованы кулачками и/или шлицами;
- канал верхней части корпуса имеет ступенчатую форму, причем поперечные размеры ее фигурного участка имеют большие размеры по сравнению с диаметром выходного канала;
- фиксатор стержня выполнен в виде срезного штифта;
- фиксатор стержня выполнен в виде подпружиненного элемента, расположенного в радиальном канале корпуса и взаимодействующего с боковыми стенками кольцевой проточки, выполненной на наружной поверхности стержня.
На фиг.1 изображен общий вид разъединительного устройства; на фиг.2 - вариант выполнения фиксатора.
Разъединитель содержит составной корпус (см. фиг.1), состоящий из верхней и нижней частей 1 и 2 соответственно, соединенных посредством левой резьбы 3, узел передачи крутящего момента, и седло 7 под бросовый клапан, преимущественно, в виде шара 8. Узел передачи крутящего момента выполнен в виде полого стержня 5, установленного в полости корпуса с возможностью осевого перемещения. Стержень 5 имеет фигурные участки 9 в виде кулачков или шлицев на наружной поверхности и нижнем торце для взаимодействия с конгруэнтными участками 10, выполненными на внутренней поверхности верхней 1 и нижней 2 частей корпуса. При этом канал верхней части 1 корпуса под фигурными участками 10 выполнен в виде кольцевой расточки 11, имеющей большую высоту и поперечные размеры по сравнению с соответствующими размерами фигурных участков 9 стержня 5. Это исключает вероятность передачи крутящего момента от верхней части корпуса 1 к нижней части 2 через стержень 5 после срабатывания разъединителя. Выполнение же поперечных размеров фигурного участка 9 в верхней части стержня 5 больше соответствующих размеров нижней части стержня 5 гарантирует подъем стержня на поверхность после разъединения верхней части корпуса 1 от нижней части 2. Это обеспечивается выполнением входного канала верхней части 1 корпуса с большим диаметром по сравнению с диаметром ее выходного канала. Седло 7 под бросовый клапан 8 выполнено в стержне 5, который в исходном положении соединен с корпусом фиксатором, предотвращающим его осевое перемещение относительно корпуса. Фиксатор может быть выполнен в виде срезного штифта 12, расположенного в совмещенных радиальных каналах 4 и 6 соответственно корпуса и стержня 5. Предусмотрен вариант выполнения фиксатора в виде подпружиненного элемента, например шара 13 (см. фиг.2), размещенного в радиальном канале 4 корпуса, совмещенном с кольцевой проточкой 14 на наружной поверхности стержня 5. При этом пружина 15 шара 13 опирается на торец резьбового штифта 1,6, закрепляемого в радиальном канале корпуса. Фигурные участки 9 и 10 стержня 5 и частей корпуса 1 и 2 могут быть выполнены в виде кулачков или шлицевого соединения, соответственно, на внутренней поверхности верхней и нижней частей корпуса 1 и 2 и наружной поверхности стержня 5. С целью повышения надежности срабатывания разъединителя на наружной поверхности стержня 5 устанавливается уплотнение 17.
Монтаж устройства осуществляют в следующей последовательности. После соединения верхней 1 и нижней 2 частей корпуса по левой резьбе 3 совмещают кулачки или шлицы 10 верхней 1 и нижней 2 частей корпуса таким образом, чтобы они располагались в одной вертикальной плоскости. После этого в полость корпуса вводят стержень 5 и совмещают его кулачки или шлицы 9 с ответными кулачками или шлицами 10 корпуса по всей их длине. Это положение стержня 5 фиксируется штифтами 12 или шаром 13.
В собранном виде разъединитель включают в состав компоновки бурового инструмента над турбобуром, буровым долотом, колонковым снарядом или другой частью компоновки, имеющей наибольший диаметр. В процессе бурения крутящий момент в разъединителе передается от верхней части 1 корпуса к стержню 5, а от него через кулачки или шлицы 9 и 10 на нижнюю часть 2 корпуса. В случае прихвата снаряда сбрасывают клапан 8, который садится в седло 7 стержня 5 и перекрывает его проходное отверстие. После этого начинают прокачивать промывочную жидкость, под давлением которой стержень 5 перемещается вниз и выводит из зацепления кулачки или шлицы 9 или 10. При этом в зависимости от типа применяемого фиксатора штифты 12 срезаются, а шары 13 отжимаются. После этого при правом вращении производят разъединение верхней части 1 корпуса от нижней части 2 по левой резьбе 3, что определяется уменьшением веса на крюке. При этом свободная часть колонны вместе с верхней частью 1 корпуса, со стержнем 5, бросовым шаровым клапаном 8 и пружиной 15 извлекаются на поверхность. В скважине же остается только нижняя часть 2 корпуса.
Предложенная конструкция разъединителя имеет более простую конструкцию, более технологична в изготовлении и обеспечивает высокую надежность работы.
1. Разъединитель, включающий составной корпус, состоящий из верхней и нижней частей, соединенных между собой посредством левой резьбы, узел передачи крутящего момента и седло под бросовый клапан, отличающийся тем, что узел передачи крутящего момента выполнен в виде подвижного в осевом направлении полого стержня, установленного в полости корпуса и имеющего фигурные участки на наружной поверхности и нижнем торце для взаимодействия с конгруэнтными участками, выполненными на внутренней поверхности верхней и нижней частей корпуса, при этом верхняя часть корпуса выполнена с кольцевой расточкой непосредственно под ее фигурным участком, причем высота и диаметр расточки больше высоты и наибольшего поперечного размера по сравнению с соответствующими размерами фигурного участка стержня, а седло под бросовый клапан выполнено в стержне, причем стержень в исходном положении соединен с корпусом фиксатором.
2. Разъединитель по п.1, отличающийся тем, что фигурные участки корпуса и стержня образованы кулачками и/или шлицами.
3. Разъединитель по п.1, отличающийся тем, что стержень имеет ступенчатую форму, причем поперечные размеры ее верхней части больше соответствующих размеров нижней части.
4. Разъединитель по п.1, отличающийся тем, что фиксатор стержня выполнен в виде срезного штифта.
5. Разъединитель по п.1, отличающийся тем, что фиксатор стержня выполнен в виде подпружиненного элемента, расположенного в радиальном канале корпуса и взаимодействующего с боковыми стенками кольцевой проточки, выполненной на наружной поверхности стержня.
