Ловитель трубный цанговый
PIPE COLLET CATCHER

Ловитель трубный цанговый относится к аварийным инструментам, применяемым при строительстве скважин, при извлечение корпусных изделий телесистем, гидравлических забойных двигателей, УБТ во время ликвидации аварий со сломом при строительстве скважин.
Известен овершот с коротким захватом (патент на изобретения Соединенные Штаты US 2743130 A, от 24.04.1956.), содержит переводник обеспечивающий присоединение к ловильной колонне, несущий корпус с внутренней спиральной конической поверхностью внутри которого установлена цанга с возможностью осевого перемещения. Цанга представляет собой деталь имеющая снаружи винтовую поверхность, соответствующую винтовой поверхности в корпусе. Для передачи крутящего момента от корпуса к цанге при проведении аварийных работ служит вставка цангового захвата.
Недостатками данного устройства являются:
- сложность изготовления, обусловленная большим количеством технически сложных поверхностей (спиральная коническая поверхность с очень большими шагами резьбы) на деталях и узлах, что ведет к удорожанию устройства;
- малый диапазон цангового захвата относительно номинального размера;
- сложность в обслуживание и в работе.
Известна труболовка (патент Российской Федерации №469802, от 05.08.1975 г.), состоит из корпуса с внутренней конической ступенчатой поверхностью, в котором размещена фасонная цанга, при этом гребни взаимодействующих ступеней захватной втулки и корпуса выполнены с уменьшающимися сверху вниз диаметрами. Фасонная втулка имеет жесткое крепление к корпусу при помощи штифтов, жестко прикрепленных к цанге и взаимодействующих с фасонной цангой.
Недостатками данного устройства являются:
- высокая стоимость устройства, связанная со сложностью изготовления фасонной цанги, с большим количеством деталей и узлов механизма;
- малый диапазон размера извлекаемых труб при строительстве скважины;    - сложность в обслуживание и высокая стоимость;
- труболовка рассчитана на извлечение только одного диаметра.
Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является труболовка механическая (патент Российской Федерации №2182217, от 10.05.2002 г.), устройство имеет телескопический корпус, состоящий из внутренней и внешней части, которые подпружинены и имеют шлицевое соединение, внутри корпуса установлена цанга
поджимаемая пружинной, проточка и упорный торец выполнены на внутренней поверхности внешней части корпуса, два разжимных кольца установлены на цанге и внешней поверхности внутренней части корпуса с возможностью упора в положении разжима первого в упорный торец, а второго - в проточку соответственно, цанга установлена с возможностью упора во внутреннюю часть корпуса.
Недостатками данного устройства являются:
- изготовления шлицевого механизма и разжимных колец обусловлено высокой стоимостью устройства, с большим количеством технически сложных деталей, что ведет к удорожанию конструкции при небольшом зазоре между корпусом и стенкой скважины большие габариты труболовки не позволяют извлечь гидравлические забойные двигатели, корпусные изделия телесистем, УБТ, СБТ, ЛБТ;
- малый диапазон цангового захвата относительно номинального размера;  - сложность в обслуживание и в работе, большое количество соприкасающихся деталей, ступенчатость включение которых зависит друг от друга, что сокращает надежность устройства и ведет к большой металлоемкости.
При этом труболовка-прототип имеет чрезвычайно сложную конструкцию, которая может быть во многих случаях предрасположена к частым поломкам и заклиниванию цанги в процессе работы, так же имеется несколько опасных сечений на корпусе, большие габариты корпуса не обеспечивает возможность извлечения колонны труб при небольшом зазоре между корпусом и стенкой скважин.
Технической задачей изобретения является упрощение конструкции и расширение диапазона извлекаемых труб из скважины, преимущество разработанного ловителя трубного цангового за счет наличия одной конической поверхности в цанге и корпуса с конусным сужением к низу на внутренней стороне, кроме того такое выполнение позволяет использовать ловитель трубный цанговый для извлечения нескольких диаметров труб при замене только цанги. При этом предложенная конструкция цанги позволяет решить задачу по захвату труб не менее 5-6 разных диаметров без изменения других элементов узла. Цанга является сменной, имеет диаметры: D=160 мм, 163 мм, 169 мм, 172 мм, 175 мм.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:
На фиг.1- изображен общий вид ловителя трубного цангового в продольном разрезе;
На фиг.2- изображена цанга в продольном разрезе;
На фиг.3- узел А на фиг.2;
На фиг.4- изображена цанга в аксонометрии.       Ловитель трубный цанговый содержит корпус 1 (фиг.1), имеющего в своей нижней части конусное сужение 2 с переводником 5 и цангу 3 (фиг.2), а также стопорную шайбу 4. Переводник 5 соединен с корпусом 1 при помощи стопорной шайбы 4 путем расклинивания шайбы в пазы корпуса и переводника 5. В полости корпуса 1 находится цанга 3 (фиг.2). Цанга 3 (фиг.2) имеет одну коническую поверхность 6 (фиг.3) с пятью симметричными прорезями 8 (фиг.4) формирующими пружинящие лепестки, кроме этого, на внутренней стороне расположены зубцы 7 (фиг.3), которые обеспечивают захват и удержание аварийного объекта.
Принцип работы ловителя трубного цангового заключается в следующем. Для установки цанги 3 (фиг.2) требуемого диаметра отворачивают корпус 1 от переводника 5 устанавливают цангу 3 (фиг.2) для предполагаемого диаметра захватываемой трубы, устанавливают стопорную шайбу 4, наворачивают переводник 5, расклинивают стопорную шайбу 4 в пазы корпуса 1 и переводника 5.
Затем подсоединить ловитель трубный цанговый к бурильной колонне и спустить в скважину, не доходя 1-5 м до верхнего торца аварийного объекта, остановить спуск, включить подачу промывочной жидкости и осуществлять промывку в течении одного цикла. Выключить подачу промывочной жидкости и начать спуск, путем вращения захватить конец аварийного объекта. При попадании внутрь конца аварийной трубы лепестки цанги 3 (фиг.2) раскрываются за счет прорезей 8 (фиг.4) происходит увеличение ее диаметра, и при определенной нагрузке, пропуская аварийный объект внутрь цанги 3 (фиг.2), и также автоматически сжимаются обеспечивая надежный захват, так как внутренний диаметр цанги на 2,5-3 мм (определенно практическим путем) меньше наружного диаметра извлекаемого оборудования. После этого натяжением колонны произвести захват аварийного объекта-на конической поверхности корпуса 1 в нижней части конусного сужение 2, произойдет заклинивание цанги 3 (фиг.2) и врезание зубцов на 1,5 мм (фиг.3) в аварийный объект.Поднимая ловильную колонну, контролировать нагрузку на крюке по индикатору веса. Если нагрузка на крюке превышает исходную, то захват аварийного объекта осуществлен. Извлечь аварийный объект на поверхность целиком или по частям.
Освобождение ловителя трубного цангового от аварийного объекта на поверхности, для этого необходимо установить аварийный объект на ротор или элеватор. Опустить ловильную колонну, разгрузив ее на 20-50кн ниже собственного веса. Установить цепной спайдер корпус 1 (фиг.1) и вывести из контакта цангу 3 (фиг.2) ловителя трубного цангового, при этом произойдет расклинивания и высвобождения цанги 3 (фиг.2) от аварийного объекта. Вывести корпус ловителя трубного цангового из аварийного объекта.
Применение указанного ловителя трубного цангового решает вопрос расширения области его применения, т.е увеличить диапазон размеров извлекаемых труб, путем использования только нескольких комплектов сменных деталей под соответствующей размер труб. Например, при наличии сменных 5-ти комплектов цанг можно захватывать и извлекать бурильные трубы, УБТ, СБТ 5-ти диаметров от 163 до 178 мм, при этом себестоимость комплекта снижается не менее, чем в 10-15раз.
При этом одновременно обеспечивается повышение качество изготавливаемых деталей и надежности работы ловителя трубного цангового в целом. Все это в конечном результате приводит к снижению стоимости ловильных работ и сокращению числа изготавливаемых ловителей.
Наличие сменных цанг для соответствующих диаметров труб позволит отказаться от использования в ловителе трубном цанговом других деталей без изменения конструкции и размеров для извлечения 5-6 диаметров. Одновременно с этим повышается и надежность работы ловителя трубного цангового за счет упрощения конструкции. Ловитель может быть изготовлен промышленным способом, что подтверждают испытания опытной партии и соответствует критерию «промышленная применяемость».