ОСВОБОЖДАЮЩАЯСЯ НАРУЖНАЯ ТРУБОЛОВКА

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 труболовки являются:
во-первых, высокая стоимость устройства связанная со сложностью и с требованиями точности изготовления механизма освобождения;
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 срабатыванию 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 разжимньми 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 труболовки 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 освобождению колонны извлекаемых труб от захвата цанги;
во-вторых, 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;
в-третьих, высокая стоимость устройства связанная со сложностью изготовления шлицевого соединения, с большим количеством деталей и, как следствие, с большей металлоемкостью конструкции.
Технической задачей полезной модели является упрощение конструкции 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 наружной труболовкой, содержащей телескопический корпус с соединенными с возможностью ограниченного осевого перемещения внутренней частью и внешней частью с упорным торцом, цангу, два разжимных кольца, причем первое кольцо расположено на цанге с возможностью упора в положении разжима в упорный торец.
Новым является то, что внешняя и внутренняя части телескопического корпуса зафиксированы между собой автоотцепом, срабатывающим при критической нагрузке, при этом внутренняя поверхность внешней части телескопического корпуса снизу снабжена выборкой, ограниченной сверху конической поверхностью, а сверху - оснащена канавкой, причем до срабатывания автоотцепа первое и второе разжимные кольца расположены в выборке и канавке соответственно, при этом на наружной поверхности внутренней части телескопического корпуса выполнена проточка с возможностью взаимодействия со вторым разжимным кольцом после срабатывания автоотцепа.
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 наружная труболовка в транспортном состоянии.
На Фиг.2 изображена предлагаемая освобождающаяся наружная труболовка после срабатывания автоотцепа.
Освобождающаяся наружная труболовка содержит телескопический корпус 1 (см. Фиг.1) с соединенными с возможностью ограниченного осевого перемещения внутренней частью 2 и внешней частью 3 с упорным торцом 4 и цангу 5, а также первое разжимное кольцо 6 и второе разжимное кольцо 7. Первое разжимное кольцо 6 расположено на цанге 5 с возможностью упора в положении разжима в упорный торец 4 (см. Фиг.2).
Внешняя 3 (см. Фиг.1) и внутренняя 2 части телескопического корпуса 1 зафиксированы между собой автоотцепом 8 (например, срезным винтом), срабатывающим при критической нагрузке.
Снизу внутренняя поверхность внешней части 3 телескопического корпуса 1 снабжена выборкой 9, ограниченной сверху конической поверхностью 10, а сверху она оснащена канавкой 11, в которой установлено второе разжимное кольцо 7, причем до срабатывания автоотцепа 8. Первое разжимное кольцо б и второе разжимное кольцо 7 расположены в выборке 9 и канавке 11 соответственно. На наружной поверхности внутренней части 2 телескопического корпуса 1 выполнена проточка 12, в которое попадает второе разжимное кольцо 7 в положении разжима после срабатывания автоотцепа 8.
Работа освобождающейся наружной труболовкой происходит следующим образом.
Телескопический корпус 1 (см. Фиг.1) наружной труболовки посредством переводника 13 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 выборке 9 внешней части 3 телескопического корпуса 1. Для залавливания аварийной колонны труб наружная труболовка с вращением опускается на верхний конец аварийной колонны 14 (на Фиг.1 и 2 изображена условно). При необходимости одновременно захватом аварийной колонны 14 производится промывка скважины потоком жидкости. Далее цанга 5 (см. Фиг.1) упирается во внутреннюю часть 2 телескопического корпуса 1. При заходе наружной труболовки верхний конец аварийной колонны 14 после захода в цангу 5 двигает ее вверх относительно внутренней части 3 телескопического корпуса 1, Первое разжимное кольцо 6 цанги 5 расположено в пределах выборки 9. Верхний конец аварийной колонны 14 воспринимает часть веса рабочей колонны,
что отмечается на поверхности по индикатору веса (на Фиг.не показан). Затем следуют попытки поднять аварийную колонну 14. В результате цанга 5 захватывает аварийную колонну 14 за счет охвата снаружи внешней частью 3 телескопического корпуса 1. После чего при затяжках и зацепах аварийной колонны 14 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 14 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 14 извлекается на поверхность (на Фиг.не показана). При невозможности извлечения аварийной колонны 14 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 до тех пор, пока проточка 12, выполненная на наружной поверхности внутренней части 2 телескопического корпуса 1 не установится напротив второго разжимного кольца 7, находящегося в напряженном состоянии (см. Фиг.2). В итоге второе разжимное кольцо 7 попадает в проточку 12, тем самым, фиксируя внутреннюю 2 и внешнюю 3 части телескопического корпуса 1, относительно друг друга. После этого наружную труболовку опускают, первое разжимное кольцо 6 выходит из нижней выборки 9, сжимаясь при помощи конической поверхности 10 и разжимаясь после попадания в упорный торец 4. При этом цанга 5 упирается во внутреннюю часть 2 телескопического корпуса 1 под действием аварийной колонны 14. 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 первого разжимного кольца 6 в упорный торец 4. В результате цанга 5 соскальзывает с аварийной колонны 14, освобождая от нее наружную труболовку.
Применение предлагаемой наружной 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.