СКВАЖИННАЯ ОСВОБОЖДАЮЩАЯСЯ ТРУБОЛОВКА

Предложение относится к ловильным устройствам, применяемым для ликвидации аварий с трубами в скважинах, а именно к аварийным инструментам, применяемым для извлечения из скважины труб путем их захвата за наружную поверхность.
Известна «Освобождающаяся механическая труболовка» (патент RU №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 положении 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, невозможность воздействия на извлекаемую колонну труб знакопеременной осевой нагрузкой («расхаживанием») для ее срыва при прихватах и затяжках в скважине, так как это может привести к освобождению колонны извлекаемых труб от захвата цанги;
во-вторых, высокая стоимость устройства, связанная со сложностью изготовления шлицевого соединения, с большим количеством деталей и, как следствие, с большей металлоемкостью конструкции;
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 оно выполняется из более твердого или закаленного материала, чем материал внешней части корпуса.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является ловильное устройство (авторское свидетельство №1609955, Е 21 В 31/18, опубл. БИ №44 от 30.11.1990 г.), включающее корпус с коническим участком внутренней поверхности в нижней части, расположенный в корпусе и подпружиненный относительно него в осевом направлении цанговый захват с пластинчатыми лепестками и захватными элементами на них с коническими участками наружной поверхности для взаимодействия в рабочем положении с коническим участком корпуса, узел осевого перемещения цангового захвата в
виде жестко связанного с цанговым захватом толкателя с кольцевым фигурным пазом на наружной поверхности и жестко связанной с корпусом втулки с пальцем, расположенным в кольцевом фигурном пазу толкателя, при этом толкатель имеет на внутренней поверхности в нижней части кольцевое уплотнение для взаимодействия в рабочем положении с извлекаемым объектом, цанговый захват установлен с возможностью вращения относительно толкателя, а количество его захватных элементов равно восьми, при этом длина конического участка корпуса больше длины конического участка захватных элементов цанго-вого захвата.
Недостатками данного устройства являются:
во-первых, сложность конструкции, обусловленная большим количеством узлов деталей, а также сложность изготовления шлицевого соединения;
во-вторых, в процессе работы возникает большая осевая нагрузка на пружину, которая может привести к преждевременному выходу ее из строя.
Технической задачей полезной модели является упрощение и повышение надежности конструкции, а также возможность контроля за проводимыми операциями и гарантированное освобождение цангового захвата в случае невозможности извлечения прихваченных аварийных труб.
Указанная техническая задача решается предлагаемой скважинной освобождающейся труболовкой, включающей корпус с коническим участком внутренней поверхности в нижней части, расположенный в корпусе цанговый захват с пластинчатыми лепестками и захватными элементами на них с коническими участками на наружной поверхности для взаимодействия в рабочем положении с коническим участком корпуса, узел осевого перемещения цангового захвата в виде, жестко связанного с цанговым захватом толкателя, фигурного паза и пальца.
Новым является то, что фигурный паз расположен на внутренней поверхности корпуса и выполнен в виде длинной и короткой продольных проточек, которые соединены сложной замкнутой проточкой так, что при возвратно-поступательном перемещении цангового захвата относительно корпуса палец поочередно перемещается, то в короткую проточку - транспортное положение, то в длинную проточку - рабочее, причем в транспортном положении цанговый захват соединен с коническим корпусом посредством срезного элемента.
На фигуре 1 изображена предлагаемая скважинная освобождающаяся труболовка.
На фигуре 2 изображен фигурный паз узла осевого перемещения цангового захвата.
Устройство состоит из конического корпуса 1 (см. фигуру 1) с коническим участком 2 на внутренней поверхности в нижней части, и расположенным в корпусе 1 цанговым захватом 3 с пластинчатыми лепестками 4 и захватными элементами 5 на них с коническими участками 6 на наружной поверхности для взаимодействия в рабочем положении с коническим участком 2 корпуса 1. Узел осевого перемещения 7 цангового захвата 3 выполнен в виде, жестко связанного с цанговым захватом 3, толкателя 8, фигурного паза 9 и пальца 10.
Фигурный паз 9 (см. фигуру 2) расположен на внутренней поверхности корпуса 1 и выполнен в виде длинной 11 и короткой 12 продольных проточек, которые соединены сложной замкнутой проточкой 13 так, что при возвратно-поступательном перемещении цангового захвата 3 относительно корпуса 1 палец 10 поочередно перемещется, то в короткую проточку 12 - транспортное положение, то в длинную проточку 11 - рабочее.
В транспортном положении цанговый захват 3 соединен с коническим корпусом 1 посредством срезного элемента 14.
Скважинная освобождающаяся труболовка работает следующим образом:
В транспортном положении скважинную освобождающуюся труболовку (см. фигуру 1), соединенную посредством переводника 15с колонной ловильных труб 16 спускают в скважину до верхнего конца аварийных труб 17, при этом палец 10 (см. фигуру 2) размещен в короткой продольной проточке 12 фигурного паза 9, при этом срезной элемент 14 фиксирует цанговый захват 3 на внутренней поверхности конического корпуса 1 от самопроизвольных осевых перемещений в процессе спуска труболовки в скважину.
В определенный момент, верхний конец аварийных труб 17 (см. фигуру 1) попадает внутрь труболовки, после чего труболовку продолжают опускать до тех пор, пока верхний конец аварийных труб 17 не упрется в нижний торец толкателя 8, при этом захватные элементы 5 цангового захвата 3 не контактируют с внутренней стенкой аварийных труб 17.
Затем разгружают колонну ловильных труб 16 на верхний конец аварийных труб 17, при этом разрушается срезной элемент 14, о чем свидетельствует показания индикатора веса, установленного на устье скважины (на фигуре 1 и 2 не показано).
Далее колонну ловильных труб 16 продолжают опускать вниз, при этом палец 10 (см. фигуру 2) перемещается из нижней части короткой продольной проточки 12 в верхнюю часть сложной замкнутой проточки 13.
Начинают подъем колонны ловильных труб 16 вверх, при этом палец 10 перемещается из верхней части сложной замкнутой проточки 13 в нижнюю часть длинной продольной проточки 11 - рабочее положение, а захватные элементы 5 цангового захвата 3 (см. фигуру 1) вступают в контакт с внутренней стенкой аварийных труб 17 за счет взаимодействия конических участков 6 захватных элементов 5 с коническим участком 2 корпуса 1.
Если аварийные трубы 17 не прихвачены на забое скважины (на фигуре 1 и 2 не показано), то их вместе с труболовкой поднимают на поверхность. Если же аварийные трубы 17 прихвачены, то тогда восстанавливают циркуляцию сквозь центральный канал 18 толкателя 8 и пытаются вновь извлечь аварийные трубы 17.
При невозможности извлечения аварийных труб 17 производят освобождение труболовки. Для этого колонну ловильных труб 16 разгружают на аварийные трубы 17, а затем приподнимают вверх, при таких действиях палец 10 (см. фигуру 2) перемещается из нижней части длинной проточки 11 по нижней части сложной замкнутой проточки 13 в нижнюю часть короткой продольной проточки 12, занимая транспортное положение, при этом захватные элементы 5 цангового захвата 3 (см. фигуру 1) перестают контактировать с внутренней поверхностью аварийных труб 17. Далее труболовку извлекают из скважины.
Предлагаемая труболовка имеет простую конструкцию, в связи с чем повышается ее надежность, появляется возможность контроля за проводимыми операциями, а также гарантированного освобождения труболовки в случае невозможности извлечения прихваченных аварийных труб.