Устройство для ликвидации прихватов бурового снаряда

 

Изобретение относится к нефтяной промышленности и предназначено для ликвидации прихватов при бурении скважин. Цель изобретения - совершенствование технологии работы с устройством путем исключения операций по сбросу давления во внутреннем канале и обеспечения возможности восстановления циркуляции промывочной жидкости Устройство содержит корпус (К) 1, шток (Ш) 4 с бойком 5 и втулку 6, охватывающую Ш 4 и жестко связанную с К 1 В нижней части Ш 4 выполнено седло под шар 10 Над седлом выполнены отверстия 11, связывающие полость 12 и внутренний канал Ш 4 На Ш 4 установлен

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (53)5 Е 21 В 31/107, 31/113

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4 2. 1 (21) 4691847/03 (22) 15,05.89 (46) 07.06.91, Бюл. M 21 (71) Донецкий политехнический институт (72) А. А. Каракозов, В. И.-Блинов, О. И.

Калиниченко, Д. А. Чаленко, M.Â.Êîðíååâ, О,Я.Тодер и Г.М. Валитов (53) 622.24.054(088.8). (56) Авторское свидетельство СССР

М 1184923, кл. Е 21 В 23/00, 1984.

Авторское свидетельство СССР

/Ф 905421, кл. Е 21 В 23/00, 1976, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛИКВИДАЦИИ

ПРИХВАТОВ БУРОВОГО СНАРЯДА

„, Я2, „1654531 А1 (57) Изобретение относится к нефтяной промышленности и предназначено для ликвидации прихватов при бурении скважин.

Цель изобретения — совершенствование технологии работы с устройством путем исключения операций по сбросу давления во внутреннем канале и обеспечения возможности восстановления циркуляции промывочной жидкости. Устройство содержит корпус (К) 1, шток (LLI) 4 с бойком 5 и втулку

6, охватывающую LLI 4 и жестко связанную с

К 1, В нижней части Ш 4 выполнено седло под шар 10. Над седлом выполнены отверстия 11, связывающие полость 12 и внутренний канал Ш 4, На Ш 4 установлен

1654531 зом, подпру;киnåííbié пОршBнь 7. В радиальíhlх каналах К 1 установлены фиксирующие элементы (ФЭ) 20, входящие в проточку Ш 4, После возникновения прихвата в полость тр б сбрасывагс)т шар 10, который садится в седло 9 Ш 4. Поднимают давление внутри W

4. Затем натягивают колонну труб. При определенной натяжке ФЭ 20 перемещаются, Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к устройствзгл для ликвидации прихватов при бурении скважины.

Цельio изобретения является совер", -;»(33(3(г», )II l » kio !()II1!1!ëáoTII с УстРойо; I»I!!» IIy Ti;! 1 I!i K!1!I)÷ßkIèII ()пе))зц()Й по с(313 )су дл 3 о3.31» «.(3 ()нугрен)3егл Knliзле и

o6)I=(l3(=÷oIIèkI k3onK10>KIIocak1 вос(тановления

lilIpKViI kIliI!iI Г1р(3 1Ь!Е»ОЧ)30И жИдкости, i 1з 1 иГ, i показано устройсте30, I)po

; ольны(1 р; зрсз; на фиг. 2 — разрез A-А на ф()г, 1.

Ус)ройс во для ликвидации прихватов содержит корпус 1 с наковальнс-.й 2 и переI oä )иком 3, концентрично установленный в . Ом I! I)OK 1 с бойком 5 !1 втулку (1, охватывая)и(уl(! И)ток 1 и .Остко связзнг(у)о с Ko()lió сo!1 t, i ioä вгулкой 6 установлен г)орц ень l.

:30дпружи) е! II)ый относительно кор()у.а пружи3)ой U. Поршень 7 и переходник 3 выи о л г 3 е I i t! О х в (3 т ь3 г) а ю (ц(1 м v1 Ll) T 0 K 4, !3 k I vl K H (É части которого имеется седло 9 для клапана О. В ш оке 4 нзд седлогл 9 выполнен)l боKOnIлО ОтГ .рс((1(11, СВяЗЫВаЮщИЕ ПОЛОСТЬ штока 1 с подпорш невой кз лерои 12.

h полости корпуса 1 над узлом фиксации ш Tска 41 Отн()сительно корпуса 1 расположена

I1 i oi Qj)o!3K 3 13 с г)1 ogjolI kik,lMII 0)всрстиг3)л

14. 0 )з образует г)месте со стег)кеми корпуса

1 и фи (с(;рующими элементами:;амеру, в полос)п) 15 Koic!t)olil установлен обратный клапан 16, перекрывающий каналы 17, связь3вг)ю)цие полость 15 с камерой 18, сообща3О(3(ейся с ззтрубным пространством через отверстия 19. В радиальных каналах корпуса

1 усганов))е31ы фиксирующие элементы 20, выпол)(енные в виде подпружиненных в радиальном напрзвлении относительно корпуса кулачков. з на штоке 4 выполнена проточка

21 огве)ной формы. В осевых каналах корпуса 1 размещены плун>керы 22, жестко связанные с поршнем 7 и перекрывающие радиальные каналы 23. Надпоршневая камера 24 соединена с затрубным пространством каналами 25.

Устройство работает следующим обра10

20 ) Г

45 что вызывает перемещение поршня ". Открываются отверстия 23 и ФЭ 20 полностью выходят из проточки Ш 4. После поле)а Ш 4 наносит удар по К 1. Для зарядки устройства опускают колонну до смыкания Ш 4 и К 1

Затем производят натяжение и цикл работы устройства повторяется. 2 ил.

Устройство может включаться в состав снаряда при бурении скважин либо спускаться к прихваченному инструменту после возникновения аварии. При этом корпус

1 механизма через переводник 3 соединяется с прихваченной (или прихватоопасноЙ)

<зстью с33аряда, а шток 4 через переводник

?6 — с бурильной колон()ОЙ. Первоначально

Bустройстве клапан 10 отсутствует. Поэтому промывка беспрепятственно подзется на забой скважины по осевому каналу штока 4, При бурении крутящий момент передается от бурильных труб на переводник 26 и через кулачки 27 — на корпус 1. В случае возникновения прихвата клапан 10 сбрасывается в полог гь бурильных труб и сад(1тся в седло 9, перекрывая канал для прохода промывочio!1 жидкости. Ззтегл включают бур )вой насос, в,подпоршневой камере 12, связанной с полостью штока 4 боковыми отверстиями

11 в последнем, поддерживается давление определенной величины. После этого натягива(от бурильну(О колонну, которая за счет приложенной нагрузки растягивается, накапливая энергию упругой деформации, При достижении расчетной нагрузки. определяемой жесткостью пружины 8!1 давление.л в камере 12, фиксирующие элементы 20 начинают перемещаться в радиальных каналах корпуса. Тогда плунжеры 22, размещеннь,е в осевых каналах корпуса, вместе с поршнем 7 перемещаются вниз и открывают радиальные каналы 23, соединяя радиальные каналы с за) рубнь3м пространством.

Поскольку давление в радиальных каналах резко уменьшится, то фиксирующие элементы 20 выйдут из конусной прото KI1 21 и освободят шток 4, который за счет накопленной в бурильных трубах энергии упру ой деформации перемещает вверх, нанося бойком 5 мощный удар по наковальне 2. Так кзк в эгот момент времени нижняя часть штока 4 выходит из переходника 3, то промь.вка поступает на забой через боковые отверстия 11 и осевой канал в переходнике

3 (в случае герметичного прихвата жидкость проходит через дроссельное отверстие 28 и отверстия 19 в корпусе 1). В этот же мо лент

1654531 времени поршень 7 под действием пружины

8 перемещается вверх, перекрывая плунжерами 22 радиальные каналы 23. Для повторного нанесения удара бурильная колонна опускается, шток 4 занимает исходное по- 5 ложение (при этом боек 5 упирается в пере<ородку 13, фиксирующие элементы перемещаются в сторону проточки 21 за счет возвращения поршня 7 и плунжеров 22 в исходную позицию), Дальнейшее переме- 10 щение фиксаторов 20 происходит за счет пружин, установленных в радиальных каналах корпуса 1. При этом радиальные каналы заполняются жидкостью, поступающей из камеры 18 через каналы 17, открываемые 15 обратным клапаном 16, полость 15 и каналы

14. После того, как фиксаторы 20 войдут в проточку 21, производят натяжение бурильной колонны и цикл работы механизма повторяется. Поддействием ударных нагрузок 20 снаряд освобождается от прихвата.

Если же после нанесения удара вверх необходимо произвести удар вниз, то колонна сбрасывается и, двигаясь под действием собственного веса, ударяет бойком 5 25 по втулке 6. В процессе работы в нэдпорш><еаой камере 24 поддерживается низкое давление, поскольку она связана с эатрубHblM пространством канал:.ми 25,: .то<,ь<е, l:омимО ЭтОй функции, прЕпятгтвуЮт oî-< "0

> икновению гидравлической пс:tgt .IKlt: =.. поршнем?, Регулирование силы, л минимальный порог срабагывания оп <Сделается жссткостьк< пружины 8 (L 3TOI1<. <эе насос отключен). Поэтому <>д< 1..< <.I г<уг регулирования силы размыка««< л,n э«и.— 40 ма может бы<ь подбор и ус з> оа«э г. пол:;— сти 12 пружин различной жесткости В связи с этим возможен вариант рэботь<, когда нет необходи.<ости в регулирпвэн< и oltлы размыкэнич, тогда пружиня 8 45 устанавливается достаточно Ьол ь в<ой жесткости клапан 10 в э гол< случае ><е опускается в бурильные трубы. При з>ом начало перемещения поршня 7 определяется только характеристикой пружины 8, а промывочный агент в этом слу<ае беспрепятственно проходит на забой через полость штока 4.

При спуске 1,стройства к прихваченному снаряду сначала производится интенсивная промывка скважины, а затем оносоединяется с аварийным инструментом при помощи переводника 3. В дальнейшем его работа не отличается от описанного случая.

Формула изобретения

Устройство для ликвидации прихватов бурового снаряда. включающее корпус, установленные в нем с возможностью ограниченного осевого перемещения полый шток и подпружиненный относительно корпуса поршень, узел фиксации штока относительно корпуса в виде расположенных в радиальных направляющих корпуса фиксирующих элементов, размещенных в ответных пазах штока, и бросовый клапан, о т л и ч а ю щ е е с я тем. что, с целью совершенствования технологии работы с устройством путем исключения операций по сбросу давления во внутреннем канале и обеспечения возможности восстановления циркуляции промывочной жидкости в полости корпуса над узлом фиксации штока отнocите Iьно Koрпусэ, оно снабжено п«рггг <1од>ой с продольными гтверстиями. оЬр . <Ующей в нэ:.,<<оршнсвой полос«< "op пусэ < о стенками последнего и фикс< рую><<ил< элементами > амеру, при этом;ор <ус и <» ..т L áðàò«üté клапан, р <зл< щ..< и а Këл».; <е с возможное«<о и".ð <кг,<,<<<<я ..верс <и<< <1<.регородки г< исход«ом <пстьк1 перекрытия послед«их f< исходном положении, фиксирующие элемен< ы <ь <<олнены в аиде подпружине«нь< в радиальном направлении относительно корпуса кулачков, при этол; в нижней части в<тока ы«олнено седло под бросoBo< клэпэ«, э в стенке в<тока над седлом выполнены радиальные отверстия с возл<ожностью

OOnhtt.t<.I-<ИЯ ПОЛОГО ШтОКа С ПОД<<ОРШ«СВО<1 пологтьк. корпуса на агей длине . одэ штока

1654531

Составитель А,Канторович

Темред М.Моргентал Корректор Э.Лончаковэ, Редактор А.Мотыль

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1938 Тираж 366 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5