ПЕРЕВОДНИК БЕЗОПАСНЫЙ ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к разъемным соединениям колонны труб со скважинным оборудованием, предназначенным для отсоединения в случае прихвата или по другим технологическим причинам в скважинах, в том числе и со сложным пространственным профилем.
Известно устройство - разъединительное устройство бурильной колонны (авт. свид. СССР №1062370, МПК Е21В 17/06 от 04.08.1980 г.), содержащее телескопически соединенные муфту и корпус, бросовый шар, фиксаторы в виде клиновидных составных вкладышей, размещенные в окнах муфты и проточке корпуса. Внутри муфты установлен подвижный полый поршень, наружная поверхность которого выполнена конусной для взаимодействия с фиксирующими элементами. Поршень зафиксирован в исходном положении от осевого перемещения срезным штифтом, а между муфтой и поршнем установлены уплотнительные кольца. В нижней части муфты установлена кассета, для ограничения хода подвижного поршня.
Недостатком известного устройства является низкая надежность узла фиксации, состоящего из клиновидных вкладышей, из-за сложности взаимодействия элементов - возможно заклинивание движения вкладышей, а также возможностью прекращения движения поршня в связи с тем, что промывочная жидкость попадет в полость, где расположены составные вкладыши, что ограничивает область применения устройства в скважинах со сложным пространственным профилем (горизонтальных или наклонных).
Наиболее близким к заявляемому устройству по технической сущности является разъединительное устройство бурильной колонны - разъединительное устройство колонны труб в скважине (патент №2437999, МПК Е21В 17/06 от 30.06.2010 г.), содержащее телескопически соединенные муфту и корпус, бросовый шар, фиксаторы, размещенные в окнах муфты и проточке корпуса. Внутри муфты установлен подвижный полый поршень, зафиксированный в исходном положении от осевого перемещения срезным элементом. Поршень имеет выступ и проточку для фиксации и освобождения фиксаторов в окнах муфты и проточке в корпусе. В муфте выполнены сквозные дренажные отверстия для циркуляции жидкости после расцепления, перекрытые в исходном положении. Уплотнительные элементы, установлены между муфтой, корпусом и поршнем.
Недостатками прототипа является:
- Ненадежность конструкции устройства связана с отсутствием специальных элементов для передачи крутящего момента, соответственно вся нагрузка для передачи крутящего момента и осевого усилия воспринимается только фиксаторами. Особенно этот эффект проявляется при возникновении аварийных ситуация в скважине, когда происходит заклинивание скважинного инструмента и как следствие резкое увеличение крутящего момента, что приводит к деформации фиксаторов - возможно раннее срабатывание устройства, что снижает надежность устройства.
- Ненадежность и ограниченная область применения устройства связана с независимости хода поршня и фиксаторов - нет определенности, что при ходе поршня - фиксаторы будут опускаться в проточку на поршне - особенно это проявляется в скважинах со сложным пространственным профилем (горизонтальных или наклонных)
Задачей технического решения, является повышение надежности его работы и расширение области применения устройства.
Технический результат достигается тем, что переводник безопасный гидравлический, содержащий телескопически соединенные муфту и корпус, подвижный полый поршень, размещенный внутри муфты, зафиксированный в исходном положении от осевого перемещения срезным элементом, фиксаторы, размещенные в соответствующих окнах муфты и проточке корпуса, в муфте выполнены сквозные отверстия, перекрытые в исходном положении, уплотнительные элементы, установленные между муфтой, корпусом и поршнем, согласно изобретению, поршень связан с фиксаторами соединением типа «ласточкин хвост», расположенным под углом к оси устройства, обеспечивающим передачу осевого перемещения поршня в радиальное перемещение фиксаторов, на наружной поверхности муфты и корпуса выполнено соединение «шип-паз» для передачи крутящего момента.
Сопоставительный анализ с прототипом заявляемого устройства показывает, что заявляемое устройство отличается наличием новых существенных признаков и новой взаимосвязью элементов:
В отличие от прототипа:
- Гарантированное срабатывание отсоединения - за счет однозначности передачи движения хода поршня в движение фиксаторов по соединению типа "ласточкин хвост".
- Разнесение функциональности по элементам, воспринимающим внешние нагрузки:
- передача крутящего момента - соединением «шип-паз» на муфте и корпусе,
- передача осевого усилия - фиксаторами, размещенными в окнах муфты и проточке корпуса.
Заявленное устройство обладает новизной и промышленной применимостью, т.е. соответствует всем критериям полезной модели. Новизна технического решения подтверждается проведенными патентными исследованиями. Промышленная применимость обусловлена тем, что при изготовлении применяются недефицитные материалы и известные технологии.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где изображены:
на фиг. 1. Показано схематично - устройство в исходном положении, разрез.
На фиг. 2 Показано схематично - устройство в разрезе А-А.
На фиг. 3 Показано схематично - устройство в разрезе Б-Б.
На фиг. 4 Показано схематично - устройство после разъединения муфты и корпуса.
Переводник безопасный гидравлический содержит (Фиг. 1) телескопически соединенные муфту 1 и корпус 2. В муфту 1 вставлен подвижный полый поршень 3 с седлом 4 под бросовый шар 5. Поршень 3 зафиксирован в исходном положении от осевого перемещения срезным элементом 6. Фиксаторы 7 размещены в сквозных окнах 8 муфты 1 и проточке 9 корпуса 2. Поршень 3 связан с фиксаторами 7 разъемным соединением типа «ласточкин хвост» 10 (Фиг. 2), расположенным под углом к оси устройства 11, обеспечивающим передачу осевого перемещения поршня 3 в радиальное перемещение фиксаторов 7. На наружной поверхности муфты 1 и корпуса 2 выполнено соединение «шип-паз» 12 (Фиг. 3), для передачи крутящего момента. В муфте выполнены сквозные дренажные отверстия 13, перекрытые в исходном положении устройства. Для обеспечения герметичности подвижных элементов устройства - поршня и фиксаторов, установлены соответствующие уплотнительные элементы 14, 15, 16 и 17.
Переводник безопасный гидравлический работает следующим образом:
Произвести сборку КНБК (компоновка низа бурильной колонны): включить переводник безопасный гидравлический в состав колонны бурильных труб в месте, где предполагается отсоединение в случае прихвата или по другим технологическим причинам.
В конструкции переводника передача крутящего момента осуществляется соединением «шип-паз» на наружной поверхности муфты 1 и корпуса 2. Передача осевого усилия - фиксаторами 7, размещенными в сквозных окнах 8 муфты 1 и проточке 9 корпуса 2.
Произвести работы на скважине в штатном режиме.
При возникновении необходимости отсоединения части колонны в случае прихвата или по другим технологическим причинам в скважине, в колонну труб бросают шар 5. Бросовый шар 5 садится на седло 4 поршня 3. После этого включают буровой насос (не показан) и начинают по колонне труб прокачивать промывочную жидкость. Под действием давления жидкости создают усилие, достаточное для срезания срезного элемента 6. Поршень 3 под действием давления начинает перемещаться вниз. При этом фиксаторы 7, связанные с поршнем 3 соединением типа «ласточкин хвост» 10, расположенным под углом к оси устройства 11, и размещенные в сквозных окнах 8 муфты 1, выходят из зацепления с проточкой 9 корпуса 2. Происходит отсоединения муфты 1 от корпуса 2 (Фиг. 4). При этом открываются дренажные отверстия 13, что позволяет произвести слив жидкости при проведении подъемных операций. После разъединения все детали муфты 1 поднимаются на дневную поверхность. В скважине остается только корпус 2 и подсоединенные к нему снизу элементы бурильной колонны.
Заявленная полезная модель - переводник безопасный гидравлический по сравнению с прототипом имеет следующие преимущества:
- Заявляемое устройство повышает эффективность и долговечность.
- Заявляемое устройство повышает надежность и расширяет область применения, позволяя использовать переводник безопасный гидравлический в скважинах со сложным пространственным профилем (горизонтальных или наклонных).