Устройство для бурения и ликвида-ции прихватов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«i>817204

+*Q (.)

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 250179 (21) 2717702/22-03 с присоединением заявки ¹

Е 21 В 23/00

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30,03,81. Бюллетень № 12 (53) УДК 622 ° 248 °.13(088.8) Дата опубликования описания 30о 381 (72) Авторы изобретения

N.È. Корабельников, А.Т. Левченко, И.Е. Пришляк и К.В. Булатов

Государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтянои промышленности

"УкрГИПРОНИИнефть" (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ И ЛИКВИДАЦИИ

ПРИХВАТОВ

Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано при бурении и ликвидации прихватов инструмента в глубоких нефтяных и газовых скважинах.

Известно устройство для ликвидации прихватов, содержащее цилиндрический корпус, полый шток, коническую пару деталей фрикционного сцепления, одна из которых (охватываемая) является продолжением штока, другая (охватывающая) соединена с корпусом t1j .

Однако, при использовании яса в компоновке низа бурильного инструмента при бурении он не включается в работу по его основному назначению, т.е. не может создавать ударных нагрузок по прихваченной колонне труб.

Наиболее близким решением .из известных является устройство для бурения и ликвидации прихватов, включающее цилиндрический корпус, полый шток, размещенный между ними уплотнительный элемент, ограничители и регулятор осевого хода штока, коническую пару фрикционного сцепления, содержащую охватываемую деталь, связанную со штоком, и охватывающую де таль в виде муфты, устанОвленной в корпусе соосно штоку (2).

Недостатком устройства является то, что передача крутящего момента осуществляется через коническую napv фрикционного сцепления, что снижает его надежность при бурении. Кроме того, известное устройство не снижает вибрации колонны бурильных труб..

Цель изобретения — повышение надежности работы устройства в компоновке низа бурильного инструмента при бурении и снижение вибрации колонны бурильных труб.

Указанная цель достигается тем, что муфта установлена в корпусе с возможностью ограниченного осевого перемещения и взаимодействия с ним посредством упругого элемента, а также тем, что упругий элемент выполнен в виде тарельчатых пружин, а наружная поверхность штока и внутренняя поверхность корпуса выполнена в виде многогранника для взаимодействия между собой.

На чертеже изображено предлагаемое устройство, общий вид в разрезе.

Устройство для бурения и ликвидации прихватов содержит цилиндричес817204 кий корпус, представленный патрубками,1 и 2, полый шток 3 с конической охватываемой деталью 4, охватывающую деталь 5 в виде муфты.-Детали 4 и 5 образуют коническую пару фрикционного сцепления. Муфта размещена в корпусе .соосно со штоком и имеет воэ можность смещаться в продольном направлении, сжимая упругий элемент б (в рассматриваемом случае, тарельчатую пРУжинУ). Средство для ограничения и регулирования осевого (продольного) смещения муфты представлено регулировочным винтом 7, положение которого фиксируется в присоединительном переводнике 8 контргайкой 9. Между штоком и .корпусом установлен уплотнительный элемент 10, размещенный во втулке 11, являющейся .одновременно ограничителем хода штока. Поджатие элемента 10 осуществляется поджимной гайкой 12. 20

Наружная поверхность штока и внутренняя поверхность корпуса, взаимодействующие между собой, выполнены в виде многогранника (на чертеже изображен четырехгранник). Выступаю- 25 щий из корпуса шток снабжен присоединительным переводником 13.

Устройство работает следующим образом.

С помощью присоединительных элементов (резьб) устройство включается в компоновку низа бурильного инструмента и спускается в скважину для бурения.

В случае возникновения прихвата устройство заряжают следующим образом. Разгружают часть веса колонны труб, расположенной выше устройства, на шток 3. Шток 3, воспринимая осевую сжимающую нагрузку, смыкается с деталью 5 и перемещается до упо- 40 ра с регулировочным винтом. На чертеже между деталью и регулировочным винтом 7 показан зазор. Свободному перемещению штока 3 совместно с деталью 5 препятствует тарельчатая 45 пружина б, жесткость которой выбирают, исходя из конкретных условий бурения. После упора торца детали 4 в торец регулировочного элемента, дальнейшее продвижение детали 5, и, 50 следовательно, увеличение силового воздействия на коническую пару фрикционного сцепления прекращается.

Процесс зарядки на этом считается завершенным.

В дальнейшем к колонне труб, расположенной выше устройства, прикладывают растягивающую нагрузку.- После достижения определенного значения осевой растягивающей нагрузки, существенно превосходящей вес колон- 60 ны труб, расположенной выше рассматриваемого устройства,.произойдет разъединение конической пары фрикционного сцепления и шток своими эаплечиками в движении нанесет удар 65 ("разрядится") по ограничителю его хода (втулке 11).

Для проведения повторного удара процесс "зарядки" устройства и его

"разрядки" повторяют.

При работе устройства в компоновке низа бурильного инструмента оно может быть использовано в качестве виброгасителя. В этом случае работа устройства осуществляется следующим образом.

Продольные колебания (вибрации), возбуждаемые преимущественно на забое скважины, распространяются по бурильной колонне. Достигнув рассматриваемого устройства, также как и при применении известных виброгасителей, продольные колебания будут значительно ослаблены, благодаря упругому элементу и телескопической связи штока с корпусом, и будут передаваться.вышележащей колонне труб с меньшими амплитудными и частотными характеристиками, что благоприятно сказывается на длительной работе всей колонны труб, и, в особенности, резьбовых соединений.

Крутящий момент от бурильной колонны через устройство будет передаваться посредством многогранного участка штока, который сопряжен с конгруентной поверхностью детали кор. п уса.

В связи с тем, что для устройства характер движения колонны труб при зарядке устройства не играет роли (охватывающая деталь в случае превышения расчетной нагрузки смыкания

Фрикционных конических пар, смещается относительно корпуса), то разъединение ("разрядка") устройства будет обеспечиваться в пределах тех ошибок, которые имеют место при смыкании конических фрикционных пар в статических условиях. Таким образом, работоспособность и надежность работы устройства для борьбы с прихватами будет значительно повышена.

Формула изобретения

1. Устройство для бурения и ликвидации прихватов, включающее цилиндрический корпус, полый шток, размещенный.между ними уплотнительный элемент, ограничители и регулятор осевого хода штока, коническую пару фрикционного сцепления, содержащую охватываемую деталь, связанную со штоком, и охватывающую деталь в виде муфты, установленной в корпусе соосно штоку, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения. надежности работы устройства в компоновке низа бурильного инструмента при бурерии, муфта установлена в корпусе с возможностью ограниченного осево817204

Составитель A. Сергачев

Редактор П. Макаревич Техред М.Голинка КорректорГ. Решетник

Заказ 1272/40 Тираж 627 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

ro перемещения и взаимодействия с ним посредством упругого элемента.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения вибраций колонны бурильных труб, упругий элемент выполнен в виде тарельчатых пружин, а наружная поверхность штока и внутренняя поверхность корпуса выполнены в виде многогранника для взаимодействия меж ду собой.

Источники информации, принятые во .внимание при экспертизе

1. Проспект ВДНХ "Механический

ЯСС", Киев, "Реклама", 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 555221, кл. Е 21 В 23/00, 1973.