Освобождающаяся механическая труболовка

Предложение относится к бурению и ремонту скважин, в частности к ловильному инструменту, предназначенному для захвата и извлечения из скважины оборванной части колонны труб. Освобождающаяся механическая труболовка содержит телескопический корпус с соединенными с возможностью ограниченного осевого перемещения внутренней частью и внешней частью с проточкой. Цанга выполнена с возможностью упора во внутреннюю часть телескопического корпуса. Нижнее и верхнее разжимные кольца, установлены соответственно на цанге и на внешней поверхности в напряженном состоянии внутренней части корпуса с возможностью упора в положении разжима верхнего кольца в проточку. Внешняя и внутренняя части телескопического корпуса зафиксированы между собой автоотцепом, срабатывающим при критической нагрузке. Внутренняя поверхность наружной части телескопического корпуса снабжена нижней и верхней выборками, ограниченными сверху коническими поверхностями, причем до срабатывания автоотцепа в этих выборках расположены, соответственно нижнее и верхнее разжимные кольца. В положении разжима нижнее разжимное кольцо упирается в нижний торец верхней выборки. Применение предлагаемой механической труболовки позволяет повысить надежность за счет исключения аварийных ситуаций, снизить стоимость за счет уменьшения количества деталей, снижения металлоемкости и упрощения изготовления, и расширить количество операций, выполняемых предлагаемым устройством.

Предложение относится к бурению и ремонту скважин, в частности к ловильному инструменту, предназначенному для захвата и извлечения из скважины оборванной части колонны труб.

Известна «Освобождающаяся механическая труболовка» (Патент РФ №2086751, Е 21 В 31/20, 1997 г., опубл. БИ №22 от 10.08.1997 г.), состоящая из корпуса с окнами, в которых размещены перья подпружиненной цанги, и механизма вращения цанги, последний выполнен в виде втулки, жестко связанной с цангой и перьями и расположенной в корпусе между цангой и пружиной, при этом на наружной поверхности втулки выполнены пазы с выступами и скосами, в которых размещен винт, жестко связанный с корпусом.

Механизм данной механической труболовки позволяет производить захват и освобождение от аварийной колонны путем реверсивного перемещения труболовки относительно аварийной колонны без вращения.

Недостатками данной конструкции являются:

во-первых, невозможность воздействия на извлекаемую колонну труб знакопеременной осевой нагрузкой («расхаживанием») для ее срыва при захватах и затяжках в скважине, так как это может привести к срабатыванию механизма освобождения;

во-вторых, высокая стоимость устройства связанная со сложностью и с требованиями точности изготовления механизма освобождения;

в-третьих, низкая надежность при работе в сложных условиях ввиду возможности заполнения механизма освобождения отложениями парафина, смол, солей, продуктов коррозии и так далее.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является «Освобождающаяся механическая труболовка» (Патент РФ №2182217, Е 21 В 31/18,опубл. БИ.№13 от 10.05.2002 г.), состоящая из телескопического корпуса, содержащего подпружиненную цангу, при этом внутренние и внешние части корпуса также подружинены и имеют шлицевое соединение, на внутренней поверхности внешней части корпуса выполнены проточка и упорный торец, труболовка снабжена двумя разжимными кольцами, установленными на цанге и на внешней поверхности внутренней части корпуса с возможностью упора в

положение разжима первого в упорный торец, а второго - в проточку соответственно, при этом цанга установлена с возможностью упора во внутреннюю часть корпуса.

Недостатками данной конструкции являются:

во-первых, высокая стоимость устройства связанная со сложностью изготовления шлицевого соединения, с большим количеством деталей и, как следствие, с большей металлоемкостью конструкции;

во-вторых, невозможность воздействия на извлекаемую колонну труб знакопеременной осевой нагрузкой («расхаживанием») для ее срыва при захватах и затяжках в скважине, так как это может привести к освобождению колонны извлекаемых труб от захвата цанги;

в-третьих, низкая надежность, так как разжимное кольцо цанги во внешней части корпуса находится в напряженном состоянии, что может привести к «закусыванию», в связи с тем что разжимное кольцо выполняется из более твердого и/или закаленного материала, чем материал внешней части корпуса;

Технической задачей полезной модели является упрощение конструкции механической труболовки и, как следствие, снижение металлоемкости и стоимости конструкции, при одновременном повышении надежности и увеличении количества технологических операций, выполняемых предполагаемой полезной моделью, за счет исключения аварийных ситуаций, вызываемых «закусыванием» разжимного кольца цанги, и возможностью «расхаживания» извлекаемой колонны труб.

Указанная техническая задача решается предлагаемой освобождающейся механической труболовкой, содержащей телескопический корпус с соединенными с возможностью ограниченного осевого перемещения внутренней частью и внешней частью с проточкой, цангу, нижнее и верхнее разжимные кольца, установленные соответственно на цанге и на внешней поверхности в напряженном состоянии внутренней части корпуса с возможностью упора в положении разжима верхнего кольца в проточку.

Новым является то, что внешняя и внутренняя части телескопического корпуса зафиксированы между собой автоотцепом, срабатывающим при критической нагрузке, причем внутренняя поверхность наружной части телескопического корпуса снабжена нижней и верхней выборками, ограниченными сверху коническими поверхностями, причем до срабатывания автоотцепа в этих выборках расположены, соответственно нижнее и верхнее разжимные кольца, при этом в положении разжима нижнее разжимное кольцо упирается в нижний торец верхней выборки.

Анализ известных аналогичных решений позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков сходных с отличительными признаками в заявленном устройстве, т.е. о соответствии заявляемого решения критериям «новизна» и «промышленное применимость».

На Фиг.1 изображена предлагаемая освобождающаяся механическая труболовка в транспортном состоянии.

На Фиг.2 изображена предлагаемая освобождающаяся механическая труболовка после срабатывания автоотцепа.

Освобождающаяся механическая труболовка содержит телескопический корпус 1 (см. Фиг.1) с соединенными с возможностью ограниченного осевого перемещения внутренней частью 2 и внешней частью 3 с проточкой 4 и цангу 5. Нижнее разжимное кольцо 6 и верхнее разжимное кольцо 7, установленные соответственно на цанге 5 и на внешней поверхности внутренней части корпуса 2, а также с возможностью упора в положении разжима верхнего разжимного кольца 7 (см. Фиг.2) в проточку 4. Внешняя 3 (см. Фиг.1) и внутренняя 2 части телескопического корпуса 1 зафиксированы между собой автоотцепом 8 (например, срезным винтом), срабатывающим при критической нагрузке. Внутренняя поверхность внешней части 3 телескопического корпуса 1 имеет нижнюю выборку 9 и верхнюю выборку 10, которые ограничены сверху, соответственно коническими поверхностями 11 и 12. До срабатывания автоотцепа 8 в нижней выборке 9 расположено нижнее разжимное кольцо 6, а в верхней выборке 10 - верхнее разжимное кольцо 7. При этом в положении разжима нижнее разжимное кольцо б упирается в нижний торец 13 верхней выборки 10.

Работа освобождающейся механической труболовкой происходит следующим образом.

Телескопический корпус 1 (см. Фиг.1) механической труболовки посредством переводника 14 присоединяется к рабочей колонне (на Фиг. не показана) и спускается в скважину (на Фиг. не показана), при этом цанга 5 имеет возможность свободного, ограниченного осевого перемещения в нижней выборке 9 внешней части 3 телескопического корпуса 1. Для залавливания аварийной колонны труб механическая труболовка с вращением опускается на верхний конец аварийной колонны 15 (на Фиг.1 и 2 изображена условно). При необходимости одновременно захватом аварийной колонны 15 производится промывка скважины потоком жидкости. Далее цанга 5 (см. Фиг.1) упирается во внутреннюю часть 2 телескопического корпуса 1. При заходе механической труболовки верхний конец аварийной колонны 15 после захода в цангу 5 двигает ее вверх относительно внутренней части 3 телескопического корпуса 1. Нижнее разжимное кольцо 6 цанги 5 расположено в пределах нижней выборки 9. Верхний конец аварийной колонны 15 воспринимает

часть веса рабочей колонны, что отмечается на поверхности по индикатору веса (на Фиг. не показан). Затем следуют попытки поднять аварийную колонну 15. В результате цанга 5 захватывает аварийную колонну 15 за счет охвата снаружи внешней частью 3 телескопического корпуса 1. После чего при затяжках и зацепах аварийной колонны 15 в скважине возможно применение «расхаживания» с усилием, не превосходящим критической нагрузки срабатывания автоотцепа 8 (на практике выяснено, что обычно достаточно 10-12 тонн). При этом вверх усилие на аварийную колонну 15 передается при помощи охвата цангой 5, а вниз - при помощи упора цанги 5 во внутреннюю часть 2 телескопического корпуса 1 за счет веса рабочей колонны. Далее с «расхаживанием» или без аварийная колонна 15 извлекается на поверхность (на Фиг. не показана). При невозможности извлечения аварийной колонны 15 создают осевое усилие направленное вверх превосходящие критическую нагрузку (приметно 14-15 тонн) автоотцепа 8 (разрушения срезного винта). В результате чего внутренняя часть 2 телескопического корпуса 1 перемещается вверх относительно внешней части 3, при этом верхнее разжимное кольцо 7, (см. Фиг.2) сжимаясь при помощи конической поверхности 12 выходит из верхней выборки 10, и упирается в проточку 4, тем самым, фиксируя внутреннюю 2 и внешнюю 3 части телескопического корпуса 1, относительно друг друга. После этого механическую труболовку опускают, нижнее разжимное кольцо 6 выходит из нижней выборки 9, сжимаясь при помощи конической поверхности 11 и разжимаясь после упора в нижний торец 13 верхней выборки 10. При этом цанга 5 упирается во внутреннюю часть 2 телескопического корпуса 1 под действием аварийной колонны 15. В результате отмечается снижение веса (определяется по индикатору веса). Далее устройство приподнимают, цанга 5 не может взаимодействовать с внешней частью 3 телескопического корпуса 1, благодаря упору нижнего разжимного кольца б в нижний торец 13 верхней выборки 10. В результате цанга 5 соскальзывает с аварийной колонны 15, освобождая от нее механическую труболовку.

Применение предлагаемой механической труболовки позволяет повысить надежность за счет исключения аварийных ситуаций, снизить стоимость за счет уменьшения количества деталей, снижения металлоемкости и упрощения изготовления, и расширить количество операций, выполняемых предлагаемым устройством.

Освобождающаяся механическая труболовка, содержащая телескопический корпус с соединенными с возможностью ограниченного осевого перемещения внутренней частью и внешней частью с проточкой, цангу, нижнее и верхнее разжимные кольца, установленные соответственно на цанге и на внешней поверхности в напряженном состоянии внутренней части корпуса с возможностью упора в положении разжима верхнего кольца в проточку, отличающаяся тем, что внешняя и внутренняя части телескопического корпуса зафиксированы между собой автоотцепом, срабатывающим при критической нагрузке, причем внутренняя поверхность наружной части телескопического корпуса снабжена нижней и верхней выборками, ограниченными сверху коническими поверхностями, причем до срабатывания автоотцепа в этих выборках расположены, соответственно нижнее и верхнее разжимные кольца, при этом в положении разжима нижнее разжимное кольцо упирается в нижний торец верхней выборки.