УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАВОРОТА КОЛОННЫХ ГОЛОВОК
STRING HEAD SCREW UP DEVICE

Изобретение относится к нефтегазодобывающей и геологоразведочной отраслям промышленности и предназначено для дистанционного заворота колонной головки.
Известен способ заворота колонной головки на резьбовую часть обсадной колонны созданием крутящего момента с помощью рычажной системы, приводимой в действие тяговыми механизмами (трактором, лебедкой) посредством канатной оснастки [1].
Известный способ обладает существенными недостатками:
- работы производятся, как правило, в шахтном колодце в условиях ограниченного пространства с применением громоздких вспомогательных механизмов;
- при завороте колонной головки возникает изгибающий момент, величина которого будет зависеть не только от величины тягового усилия, но и от расстояния между резьбовым соединением и точки приложения этого усилия;
- увеличение указанного расстояния ведет к возрастанию величины изгибающего момента, что может привести к вырыву резьбового соединения и разрушению резьбы как на обсадной колонне, так и в колонной головке.
Целью изобретения является осуществление монтажа колонных головок устройством, позволяющим производить механизированный заворот колонной головки на обсадную колонну скважины без применения тяговых механизмов.
Поставленная цель достигается устройством для заворота колонных головок, включающим устанавливаемое на фланце колонной головки основание, закрепленное на основании гнездо, в нижней цилиндрической расточке которого с возможностью вращения установлен цилиндр, на котором в верхней цилиндрической проточке установлено с возможностью вращения зубчатое колесо, закрытое плитой, установленной на цилиндре, на которой закреплен узел подключения гидролиний, на наружной боковой поверхности гнезда закреплен гидроцилиндр одностороннего действия для связи, при отсутствии давления, зубчатого колеса с основанием, при этом под плитой к ней с двух сторон закреплены два плунжерных гидроцилиндра, плунжеры которых выполнены в средней части в виде зубчатых реек, размещенных в вырезах корпусов плунжерных гидроцилиндров, для взаимодействия с зубчатым колесом.
Конструкция устройства приведена на фиг.1, на фиг.2 - вид А фиг.1, на фиг.3 - вид Б фиг.1, на фиг 4 - устройство, установленное на колонную головку скважины, на фиг.5 - вид Е фиг.4.
Устройство состоит из основания 1, на котором закреплено болтами 2 гнездо 3, в нижней цилиндрической расточке которого имеет возможность вращаться вокруг своей оси цилиндр 4. На цилиндре 4 в верхней цилиндрической расточке гнезда 3 вращается колесо зубчатое 5, прикрытое от выпадения плитой 6, которая зафиксирована на цилиндре 4 гайкой 7, заблокированной от отворота винтами 8.
На наружной боковой поверхности гнезда 3 закреплен гидроцилиндр 9 одностороннего действия, поршень которого осуществляет возвратно-поступательное движение под действием давления рабочей жидкости, подаваемого в корпус цилиндра через штуцер «В», и пружины 10 после снятия давления.
При отсутствии давления поршень гидроцилиндра 9 под действием пружины правым концом входит в одно из ряда отверстий 11, расположенных в «юбке» колеса зубчатого 5, сцепляя последнее, при его вращении, с основанием 1.
Для крепления устройства к колонной головке в основании 1 выполнены резьбовые отверстия 12 для установки в них пальцев 13. Отверстия выполнены на концентрично расположенных диаметрах, равных диаметрам делительных окружностей центров шпилечных отверстий фланцев заворачиваемых колонных головок.
К плите 6 (фиг.2) с двух сторон к нижней ее стороне закреплены болтами 14 два плунжерных гидроцилиндра 15, плунжеры которых выполнены в виде зубчатой рейки в средней части и поршней с резиновыми уплотнительными кольцами на концах. Корпусы гидроцилиндров 15 в средней части имеют вырезы для осуществления зацепления зубчатого колеса 5 с зубьями плунжеров.
В гидроцилиндры 15 (фиг.3) рабочая жидкость под давлением подается через штуцеры «Г» и «Д» узла подключения гидролиний 16 по трубопроводам 17.
Работа на устье скважины с использованием предлагаемого устройства осуществляется следующим образом (фиг.4).
На резьбовой конец устьевой обсадной колонны 18 вручную до упора наворачивается колонная головка 19. Устройство вначале подвешивается на крюк грузоподъемного механизма и в нижнюю часть основания 1 в отверстия, расположенные по диаметру, сопрягаемому с диаметром шпилечных отверстий фланца устанавливаемой колонной головки, вворачиваются до упора четыре пальца 13 (фиг.1).
Устройство опускается на колонную головку 19, вставляясь пальцами в шпилечные отверстия колонной головки, и закрепляется снизу гайками.
От гидравлической насосной станции к штуцерам «В», «Г» и «Д» подсоединяются рукава высокого давления.
Плита 6 устройства (фиг.5) фиксируется якорением за отверстия «Ж» и «З» стальными канатами с усилиями натяжения «Т», достаточными для предотвращения проворота устройства вокруг своей оси при работе плунжерных гидроцилиндров 15.
При подаче рабочей жидкости под давлением поочередно в штуцеры «Г» и «Д» происходит синхронное возвратно-поступательное перемещение плунжеров гидроцилиндров 15, которые своими зубчатыми рейками, находись в зацеплении с зубчатым колесом 4, вращают его вокруг оси. В свою очередь зубчатое колесо 4, при отсутствии давления в полости гидроцилиндра 9, вращает основание 1 устройства, тем самым производится операция заворота колонной головки.
При подаче давления в штуцер «В» поршень гидроцилиндра 9 выходит из зацепления с зубчатым колесом 5 и его вращение происходит вхолостую, без вращения основания 1.
Величина крутящего момента зависит от величины давления рабочей жидкости, подаваемой в гидроцилиндры 15, и контролируется по манометру гидравлической установки.
Устройством можно производить как заворот колонной головки, так и ее отворот, без пребывания в этой зоне лиц оперативного персонала.
Источник информации
1. Информация об аналогах устройства для заворота колонных головок на предприятиях, производящих работы по обустройству скважин в нефтегазодобывающей отрасли, отсутствует.