РАЗЪЕДИНИТЕЛЬ БЕЗРЕЗЬБОВОЙ

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использована для разъединения подвесных колонн с несущими колоннами для проведения работ в ранее пробуренных скважинах, с нарушениями герметичности эксплуатационной колонны, а также в основных и вторых стволах скважин при их спуске и креплении.
Известен разъединитель (А.С. СССР N 1601346, Е21В 33/14, 1988 г. публ. 23.10.90), содержащий корпус, муфту-воронку и замковый узел с запорными элементами в виде цанги с зацепами зафиксированной передвижной втулкой. Однако известный разъединитель представляет собой сложную конструкцию: имеет четыре коаксиальные втулки, необходимо для проведения полного цикла работ сбросить последовательно два шара и срезать три комплекта срезных устройств.
Недостатком данной конструкции является то, что по окончании работ необходимо разбуривать втулку. Все это усложняет обслуживание устройства, снижает надежность его работы и увеличивает габариты. В итоге сужается область применения разъединителя, а его использование в стволах скважин малых диаметров становится проблематичным.
Известны также разъединители для спуска и разъединения спускаемой и несущей колонны труб (Справочник по креплению нефтяных и газовых скважин, под редакцией проф. А.И. Булатова, стр. 121, рис. 50), при использовании которых, поворотом ротора, размыкают спускаемую и несущую колонну. При этом поддерживают постоянную нагрузку на крюке и толчками проворачивают несущую колонну вправо с подсчетом числа оборотов. Проверяют отсоединение по величине холостого хода обратного вращения ротора.
Недостатком данной конструкции резьбового разъединителя является трудоемкость и сложность в эксплуатации. В связи с большими зенитными углами в скважинах для разъединения требуется неоднократное вращение бурильной колонны, так как с первого раза разъединение, как правило, не происходит, а если уже закачан цементный раствор, то возникает аварийная ситуация.
Наиболее близким к данному техническому решению является разъединитель (патент РФ №2361063, МПК Е21В 33/14, опубл. 17.03.2008), в котором разъединение спускаемой и несущей колонны производится за счет расположения затвора в закрытой проточке, соединенной наклонным каналом с проходной проточкой на разъединителе и создания нагрузки компоновки несущих труб с усилием, равным усилию срезки, установленных срезных винтов за счет расположения двух проточек одна из которых закрытая, вторая проходная и соединения их наклонным каналом.
При положительных свойствах прототипа у него имеется недостаток, заключающийся в том, что при внезапной остановке спуска колонны ввиду осложнений в скважине, нет возможности проведения расхаживания и вращения компоновки ввиду опасности преждевременного среза винтов, разъединения колонн и возникновении аварийной ситуации. Применение разъединителей подобного типа возможно при проведении ремонтных работ в колоннах с постоянным внутренним диаметром, а не в открытых стволах скважин.
Задачей предлагаемого технического решения является создание простой конструкции разъединителя с обеспечением безопасного спуска в обсадной колонне и быстрого разъединения несущей и спускаемой колонны любого назначения, диаметра в необходимом интервале, позволяющей при спуске расхаживать колонну с промывкой и созданием осевых нагрузок, а также вращение колонны.
Техническим результатом является повышение надежности при спуске, цементировании и разъединении колонны несущих и спускаемых труб, в том числе малого диаметра, в необходимом интервале скважины.
Поставленная задача решается тем, что разъединитель содержащий, соединенные между собой подвижно удерживающим затвором и проточками, замковую муфту и основную муфту, зафиксированные срезными винтами, а проточки выполнены в замковой муфте и связаны между собой наклонной проточкой, причем одна из проточек выполнена открытой, в которой на срезных винтах установлена шторка с фиксатором, а вторая проточка выполнена закрытой, в которой размещен с возможностью перемещения по наклонному каналу и взаимодействия со шторкой удерживающий затвор, закрепленный на основной муфте, при этом замковая муфта исполнена с удлинителем, в нижней части которого установлена втулка-седло с отверстием для установки шара, расположенного в объеме между гнездом в основной муфте и отверстием во втулке-седле, перекрытым подвесной пробкой на срезных винтах, закрепленной на замковой муфте с удлинителем, причем втулка-седло и шар соединены между собой упругой стальной нитью, а шар выполнен из материала высокой прочности на срез.
Конструкция разъединителя поясняется следующими чертежами, где:
- на фиг. 1 изображен разъединитель в сборе в положении готовом к эксплуатации;
- на фиг. 2 изображен разъединитель в сборе после закачки цементного раствора и освобождения шара;
- на фиг. 3 изображен разъединитель в сборе в конечном положении, при выходе затвора - винта из закрытой проточки в открытую проточку.
Устройство состоит из замковой муфты 1 с замковой резьбой и удлинителем 2 и основной муфты 3. В удлинителе 2 выполнены открытая 4, наклонная 5 и закрытая 6 проточки. Основная муфта 3 снабжена удерживающими затворами 7 и срезными винтами 8. В открытой проточке 4, выполненной по образующей удлинителя, на срезных винтах 8 установлена шторка 9 с фиксатором 10. В закрытой проточке 6, замковой муфты 1, размещен, перемещающийся удерживающий затвор 7 основной муфты 3. Проточки и затвор 7 образуют подвижное соединение двух муфт. Микрозазор между удлинителем замковой муфты и основной муфтой герметизируется уплотнительным кольцом 11. Наклонная проточка 5 выполнена одинаковой ширины с проточками 4 и 6, и расположена под острым углом к оси устройства. На нижней части удлинителя выполнено посадочное седло 12 для установки уплотнителя 13, обеспечивающего герметичность всех узлов и соединений разъединителя, с другой стороны уплотнитель поджимается втулкой - седлом 14 на резьбе с установленным в гнездо 15, под пружину 16, шаром 17, и подвесной пробкой 18, закрепленной на втулке - седле 14 срезными винтами 19, шары удерживаются от падения на забой за счет крепления шаров к стальной упругой нити 20, проходящей через отверстие 21 из гнезда 15 втулки-седла к проточке 22, что позволяет беспрепятственно передвигаться по отверстиям упругой нити со стопором 23 при выходе шаров 17 из гнезда 15.
Разъединитель работает следующим образом.
После спуска и фиксирования спускаемой колонны в требуемом интервале, производят разгрузку веса несущей колонны на якорь (держатель). После подготовки к цементированию и закачке расчетного объема цементного раствора пускается продавочная пробка (на чертежах не показана), при подходе которой до подвесной пробки 18 создается избыточное давление, срезаются винты 19, обе пробки продавливают за цементом, а пружина 16 на нижнем затворе выталкивает шары из гнезд втулки-седла 14, что обеспечивает возможность перемещения обеих муфт 1 и 3 относительно друг друга, шары 17 удерживает от падения на забой стальная упругая нить 20, проходящая через отверстие 21 от гнезд втулки-седла к проточке 22, что позволяет при выходе шаров 17 упругой нити беспрепятственно передвигаться по проточке до остановки стопором 20. Закачивается расчетный объем продавочной жидкости и после завершения процесса цементирования создается заданное до спуска колонны осевое усилие, срезают фиксирующие срезные винты 24. На фиг. 3 верхний затвор 7 основной муфты 3 выходит из закрытой полости проточки 6, по наклонной проточке 5, скользит вверх, встает на днище шторки 9, срезает ее с фиксирующих винтов 8, проталкивает шторку 9 вверх до упора в торец открытой проточки 4. После остановки шторка 9 фиксируются в верхнем положении фиксатором 10, при этом шторка 9 своим бортом перекрывает вход в наклонный канал 5, соединяющий проточки 4 и 6. При подъеме несущих труб, затвор 7 выходит из проточки 4 в удлинителе замковой муфты 1 разъединителя. Несущую колонну приподнимают над «головой» спускаемой колонны, контролируют разъединение по весу несущей колонны, вымывают из скважины излишки цементного раствора и производят дальнейшие работы на скважине.