Разъединитель колонны труб

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (iii 945362 (6f ) Дополнительное к авт. сина-ву(22)Заявлено 16.05.80 (21) 2928303/22-03 (5 l ) M. Кл. с присоединением заявки №Е 21 В 23/00 (ЪеударетеснныН «емнтет

СССР пе делам нзебретеннй н атнрытнй (23) ПриоритетОпубликовано 23.07 ° 82. Бюллетень № 27

Дата опубликования описания 23. 07. 82 (53) УД K б 22. 248. .13 (088. 8) В, В. Грачев, В. Д. Круглов, Н. M. Хлебников,, И. А. Великосельский и M. И. Ворожбитов j (72) Авторы изобретения

Всесоюзный ордена Трудового Красного Знам ни научноисследовательский институт буровой т хники

° (71) Заявитель (54) РАЗЪЕДИНИТЕЛЬ КОЛОННЫ ТРУБ

Изобретение относится к бурению глубоких нефтяных скважин, а именно к устройствам, с помощью которых осуществляется разъединение бурильной колонны в месте их установки.

Известен разъединитель бурильной колонны, содержащий корпус, ниппель, соединенные между собой левой резьбой, и узел фиксации разворота левой резьбы (1).

Недостатком является необходимость передачи на устройство при его разьединении значительного крутящего момента, что при бурении глубоких и сверхглубоких скважин вызывает затруднения из-за наличия больших сил трения колонны о стенки скважины.

Известен гидравлический разъединитель колонны труб, содержащий корпус и шпиндель (ниппель), соединенные между собой теле скопически, r. элементами для передачи крутящего момента и размещенным во внутренней полости корпуса узлом фиксации, включающем сухари, взаимодействующие с подпружиненным поршнем, патрубком и корпусом.

Известное устройство разъединяется без вращения колонны путем сбрасыва5 ния с поверхности шара и подачи промывочной жидкости, что приводит к сработке узла фиксации и освобождению корпуса разъединителя от шпинделя, соединенных между собой телескопически через шестигранные элементы (2).

Недостатком этого разъединителя является низкая долговечность его работы, поскольку в нем конструктивно заложены осевые и окружные люфты меж. ду шпинделем и корпусом. Компоновка низа бурильной колонны со встроенным разъединителем испытывает в процессе бурения значительные по величине зна20 копеременные осевые и крутящие нагрузки.

Целью изобретения является повышение долговечности работы разъединителя за счет исключения осевых и ра- .

3 94536 диальных люфтов в элементах разъединителя.

Указанная цель достигается тем, что в разъединителе колонны труб патрубок в верхней части снабжен нажим5 нои гаикой, взаимодействующей со шпинделем, а на нижнем конце патрубка по наружной поверхности выполнены кол ь ц евые .кону сные выступы, . причем сухари имеют ответные им впадины.

При этом элементы для передачи крутящего момента от шпинделя к корпусу выполнены в виде трапецеидальных кулачков, расположенных на их торцах.

На фиг, 1 показан разъединитель, общий вид; на фиг. 2 - узел l на фиг. 1; на фиг. 3.- сечение А-А на фиr. 2.

Разъединитель состоит из телескопически связанных корпуса 1 и шпинделя2.

Корпус l связан с переводником 3. На близлежащих торцах шпинделя 2 и корЪ пуса 1 выполнены для передачи крутящего момента трапецеидальные кулачки 4, через которые корпус и шпиндель стягиваются между собой размещенным во внутренней полости корпуса узлом их фиксации, включающим патрубок 5 и гайку 6, на нижнем конце патрубка на наружной поверхности выполнены упор30 ные конусные кольцевые выступы 7, взаимодействующие с ответными кольцевыми впадинами 8 разрезных сухарей 9, размещенных по внутренней конусной поверхности 10, и поршень !1. Сухари 9 фиксируются от радиального перемещения поршнем 11 с помощью пружины 12.

Верхние торцы сухарей упираются в кольцевой бурт 13 корпуса 1. В цилиндрической проточке поршня размещено седло 14 под бросовый шар 15, на 6о а ковой поверхности седла выполнены проходные отверстия 16. Верхняя часть седла 14 размещена с возможностью ограниченного перемещения до фиксирующего кольца l7 внутри нижнего кон- ца полого стержня. Уплотнения 18 герметизируют внутритрубное пространство, уплотнения l9 и 20 обеспечивают перепад давления на поршень 11, после установки шара 15 в седле 14.

В верхней части корпуса выполнена аварийная резьба 21 для соединения бурильной колонны с оставленным в скважине инструментом, с целью производства дальнейших аварийных работ, Шпиндель 2 и нижний переводник 3 снабжены соответственно реэьбами 22 и 23 для встраивания разъединителя

2 4 в компоновку низа бурильной колонны.

В нижнеи части поршня 11 выполнен канал 24 для прохода жидкости при крайнем нижнем положении поршня.

Для предупреждения выпадания сухарей

9 в проходной канал инструмента, noc"" ле удаления из устройства стержня 5 с шаром 15 и седлом 16, в сухарях просверлены отверстия 25. для пропуска через них пружинного кольца 26.

Разъединитель работает следующим образом.

При сборке разъединителя перед спуском в скважину с помощью полого стержня 5 и гайки 6 стягивают шпиндель 2 и корпус 1 с усилием, превышающим динамические нагрузки, возникающие в бурильной колонне при бурении, исключая тем самым осевые люфты и неизбежный износ деталей устройства.

Трапецеидальные кулачки 4 исключают возникновение окружных люфтов при передаче крутящего момента от шпинделя

2 к корпусу l в процессе бурения.

Разъединитель через резьбы 22 и 23 устанавливается в компоновку низа бурильной колонны и участвует в npo— цессе бурения скважины. В случае возникновения аварийной ситуации, когда необходимо разъединить бурильную колонну с поверхностью, вместе с потоком промывочной жидкости сбрасывается шар 15, который, дойдя до седла

14, перекрывает проходное отверстие в нем, и возникшее давление жидкости, дейст вуя на площадь поршня 11, перемещает его вниз, сжимая пружину 12.

В начальный момент поршень 11 перемещается вниз вместе с седлом 14 и на них действует сила, определяемая полной площадью по. диаметру d . Сед4 ло 14 кпапана, пройдя некоторое расстояние, ост анавливается ограничительным кольцом 17, а поршень под действием давления на площадь, ограниченную диаметрами d и d продолжает движение вниз до тех пор, пока не открывается проход промывочной жидкости через отверстия 16 в седле 14 и ка" нал 24 в поршне 11. В этот момент перепад давления снижается, что отмечается на манометре буровой и свидетельствует о сработке узла фиксации разъединителя. Оператор, не включая промывку, натяжением бурильной колонны передает осевое усилие через шпиндель 2„ гайку 6, полый стержень 5 и конусные кольцевые выступы 7 на

Формула изобретения

S 94 нем сухарям 9, которые расходятся, освобождая полый стержень 5.

Таким образом, не сообщая вращение колонне, освобождают неприхваченную часть бурильной колонны вместе со шпинделем, полым стержнем и седлом с шаром, поднимая затем их на поверхность, Технико-экономическая эффективность заключается в значительном.llo» вышении долговечности устройства, что достигается за счет. исключения осевых и окружных люфтов, вызывающих интенсивный износ элементов разъединителя.

Разъединитель колонны труб, содержащий телескопически связанные корпус и шпиндель с элементами для передачи крутящего момента и размещенным во внутренней полости корпуса. узлом их фиксации, включающим сухари, взаимодействующие с подпружиненным

5362 6 поршнем, патрубком и корпусом, о тл и. ч а ю шийся тем, что, с целью повышения его долговечности. за счет исключения осевых и радиальных люфтов, патрубок в верхней части снабжен нажимной гайкой, взаимодействующей со шпинделем, а на нижнем конце

I патрубка по наружной поверхности выполнены кольцевые конусные выступы, 19 причем сухари имеют ответные им впа,:дины.

2. Разъединитель по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что элементы для передачи крутящего момента от

1й шпинделя к корпусу выполнены в виде трапецеидальных кулачков, расположенных на их торцах.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе щ 1. Авторское свидетельство СССР

М 570693, кл. E 21 8 23/00, 1975.

2. Ветров А. К. Аварии при колонковом бурении и способы борьбы с ними. M., Госгеолтехиздат, 1963, с. 110, рис. 56.

945362 фиа2

Составитель В. Родина

Редактор А. Шишкина Техред Т,Фанта Корректор О. Билак

Заказ 5282/43 Тираж 623 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