УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ОБОРВАННЫХ ШТАНГ ИЗ СКВАЖИНЫ
DEVICE FOR EXTRACTION OF BROKEN RODS FROM WELL

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для ликвидации аварий в скважинах, связанных с извлечением оборванных штанг из скважины.
Известно устройство для захвата и извлечения труб из скважины (Патент RU 41330, МПК Е21В 31/12, опубл. 20.10.2004, Бюл. №29), содержащее выполненную в виде обратной воронки корпус, имеющий конические поверхности, которые снабжены пазами, и запорные элементы, выполненные в виде рифленых плашек, установленных в эти пазы с возможностью продольного перемещения по ним. Недостатком известного устройства является трудоемкость выполнения пазов в форме «ласточкин хвост» на внутренней конической поверхности корпуса. Другой недостаток в том, что плашки не зафиксированы в пазу в раздвинутом положении и поэтому устройство опускают в скважину с вращением.
Наиболее близким является устройство для извлечения оборванных штанг из скважины (Патент RU 56455, МПК Е21В 31/00, опублик. 10.09.2006 Бюл. №25), содержащее корпус и запорное тело. Корпус имеет внутри коническую поверхность, а снизу выполнен в виде обратной воронки. Запорное тело выполнено в виде шара. Недостатком прототипа является невозможность передачи крутящего момента на заклиненную оборванную штангу, которая поднята над скважиной и заклинена. Такие штанги невозможно извлекать из скважины только приложением осевого усилия. Даже после приложения осевого усилия, при повороте прототипа заклиненная оборванная штанга не поворачивается, т.к. при этом захватное тело в виде шара катится между стенками корпуса и боковой стенкой штанги. Из-за этого с помощью прототипа невозможно извлекать из скважины заклиненные оборванные штанги.
Технической задачей изобретения является повышение эффективности работы устройства.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для извлечения оборванных штанг из скважины, содержащем корпус и запорное тело, новым является то, что корпус выполнен в виде полого цилиндра с цилиндрическими выступами на верхнем и нижнем торцах, наружные диаметры которых выбраны больше наружного диаметра полого цилиндра корпуса, а внутренние диаметры равны внутреннему диаметру полого цилиндра корпуса, при этом с нижнего торца нижнего выступа выполнен продольный паз, полость которого сообщается с полостью полого цилиндра, причем с удаленного от продольного паза участка боковой стенки нижнего выступа, выполнен радиальный паз с короткой и длинной боковыми стенками, причем короткая боковая стенка радиального паза лежит в плоскости, проходящей через одну боковую стенку продольного паза, а длинная боковая стенка этого паза расположена перпендикулярно короткой боковой стенке радиального паза и лежит в плоскости, проходящей по оси нижнего выступа, причем с боковой стенки нижнего выступа, перпендикулярно короткой боковой стенке радиального паза, выполнена глухая цилиндрическая выборка, причем со дна этой выборки просверлено соосное отверстие, снабженное болтом, головка которой расположена в глухой цилиндрической выборке нижнего выступа, причем болт завернут в резьбовую выборку, выполненную с одного торца призматической формы клина, расположенного с возможностью перемещения в радиальном пазу нижнего выступа, при этом малый торец клина расположен напротив короткой боковой стенки радиального паза, причем клин имеет наклонную стенку, обращенную к оси нижнего выступа, и расположенную под острым углом относительно оси болта, причем наружная стенка клина упирается на стенку бруска, закрепленного к нижней стенке радиального паза с помощью двух винтов, завернутых в резьбовые выборки, выполненные на клине, и проходящих через отверстия, просверленные с нижнего торца нижнего выступа, причем запорное тело выполнено в виде двух плашек: неподвижной и подвижной, при этом в радиальном пазу нижнего выступа, рядом с клином, расположена подвижная плашка, зафиксированная от перемещения в сторону длинной боковой стенки радиального паза штифтом, один конец которого запрессован в отверстие, выполненное с нижнего торца нижнего выступа, а другой конец штифта находится в радиальном пазу, причем подвижная плашка выполнена в форме призмы с наклонной стенкой, прилегающей к наклонной стенке клина, причем в продольном пазу нижнего выступа расположена призматической формы неподвижная плашка, зафиксированная от перемещения к оси нижнего выступа, штифтом, запрессованным в отверстия, выполненные с боковых стенок этой плашки и нижнего выступа, причем с наклонной стенки клина просверлено отверстие, в которое запрессован один конец проволоки, при этом другой конец проволоки согнут в сторону головки болта и расположен в полости отверстия, просверленного с боковой стенки подвижной плашки параллельно ее наклонной стенки, причем в полом цилиндре корпуса и в его цилиндрических выступах выполнен открытый зев под штангу, расположенный между неподвижной и подвижной плашками и рядом с головкой болта, расположенной в глухой цилиндрической выборке нижнего выступа корпуса, причем устройство снабжено приводом вращения оборванных штанг, в качестве которого использован подвесной трубный ключ с гидромотором, применяемый для свинчивания и развинчивания бурильных и насосно-компрессорных труб.
На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство в разрезе; на фиг. 2 изображен вид Б фиг. 3; на фиг. 3 - разрез А-А фиг. 1; на фиг. 4 - разрез А-А фиг. 1, поясняющий принцип работы устройства. Устройство для извлечения оборванных штанг из скважины содержит корпус 1 и запорное тело 2. Корпус 1 выполнен в виде полого цилиндра 3 с цилиндрическими выступами 4 и 5 на верхнем и нижнем торцах, наружные диаметры которых выбраны больше наружного диаметра полого цилиндра 3 корпуса, а внутренние диаметры равны внутреннему диаметру полого цилиндра 3 корпуса. При этом с нижнего торца 6 нижнего выступа 5 выполнен продольный паз 7, полость которого сообщается с полостью полого цилиндра 3. С удаленного от продольного паза 7 участка боковой стенки 8 нижнего выступа 5, выполнен радиальный паз 9 с короткой 10 и длинной 11 боковыми стенками. Короткая боковая стенка 10 радиального паза 9 лежит в плоскости, проходящей через одну боковую стенку 12 продольного паза 7. Длинная боковая стенка 11 этого паза расположена перпендикулярно короткой боковой стенке 10 радиального паза и лежит в плоскости, проходящей по оси нижнего выступа 5. С боковой стенки 8 нижнего выступа 5, перпендикулярно короткой боковой стенке 10 радиального паза, выполнена глухая цилиндрическая выборка 13. Со дна этой выборки просверлено соосное отверстие, снабженное болтом 14, головка 15 которого расположена в глухой цилиндрической выборке 13 нижнего выступа 5. Болт 14 завернут в резьбовую выборку 16, выполненную с одного торца 17 призматической формы клина 18, расположенного с возможностью перемещения в радиальном пазу 9 нижнего выступа 5. При этом малый торец 17 клина расположен напротив короткой боковой стенки 10 радиального паза 9. Клин 18 имеет наклонную стенку 19, обращенную к оси нижнего выступа 5, и расположенную под острым углом относительно оси болта 14. Наружная стенка 20 клина 18 упирается на стенку бруска 21, закрепленного к нижней стенке радиального паза 9 с помощью двух винтов 22. Они завернуты в резьбовые выборки, выполненные на клине, и проходят через отверстия, просверленные с нижнего торца 6 нижнего выступа 5. Запорное тело 2 выполнено в виде двух плашек: неподвижной 23 и подвижной 24. При этом в радиальном пазу 9 нижнего выступа, рядом с клином 18, расположена подвижная плашка 24, зафиксированная от перемещения в сторону длинной боковой стенки 11 радиального паза штифтом 25. Один конец штифта 25 запрессован в отверстие, выполненное с нижнего торца 6 нижнего выступа, а другой конец штифта находится в радиальном пазу 9. Подвижная плашка 24 выполнена в форме призмы с наклонной стенкой 26, прилегающей к наклонной стенке 19 клина 18. В продольном пазу 7 нижнего выступа 5 расположена призматической формы неподвижная плашка 23, зафиксированная от перемещения к оси нижнего выступа 5, штифтом 27, запрессованным в отверстия, выполненные с боковых стенок плашки 23 и нижнего выступа 5. С наклонной стенки 19 клина 18 просверлено отверстие 28, в которое запрессован один конец 29 проволоки. При этом другой конец 30 проволоки согнут в сторону головки 15 болта 14 и расположен в полости отверстия 31, просверленного с боковой стенки 32 подвижной плашки 24 параллельно ее наклонной стенки 26. В транспортном положении устройства согнутый конец 30 проволоки удерживает подвижную плашку 24 в радиальном пазу 9, а при перемещении клина 18 вдоль болта 14, согнутый конец 30 проволоки перемещается вдоль отверстия 31 подвижной плашки 24. В полом цилиндре 3 корпуса и в его цилиндрических выступах 4 и 5 выполнен открытый зев 33 под штангу. Этот зев 33 расположен между неподвижной 23 и подвижной 24 плашками и рядом с головкой 15 болта 14, расположенной в глухой цилиндрической выборке 13 нижнего выступа 5 корпуса. При таком расположении зева 33 обеспечивается жесткость частей 34 и 35 нижнего выступа 5, образованных после выполнения радиального паза 9. Устройство снабжено приводом (на фигурах не показан) вращения оборванных штанг, в качестве которого использован подвесной трубный ключ с гидромотором, применяемый для свинчивания и развинчивания бурильных и насосно-компрессорных труб, например, описанный в авторском свидетельстве SU 1184922, МПК Е21В 19/16, 15.10.1985, Бюл. №38, или выпускаемые заводами ключи ГКШ-1200, ГКШ-1500.
Устройство работает следующим образом. Вначале устройство элеваторм за верхний выступ 4 поднимается вверх и открытым зевом 33 надевается на оборванную штангу, нижняя часть которой находится в скважине. Затем заворачивают за головку 15 болт 14. При этом клин 18 вместе с проволокой, один конец 29 которой запрессован в отверстие 28 клина, перемещаются в сторону головки 15 болта. При перемещении клина 18 на расстояние h, его наклонная стенка 19 взаимодействует с наклонной стенкой 26 подвижной плашки 24 и эта плашка, перемещаясь в сторону оси нижнего выступа 5 на расстояние s, давит на боковую стенку оборванной штанги. Усилие давления этой плашки 24 на боковую стенку оборванной штанги в несколько раз больше усилия, создаваемого крутящим моментом гайки 14, т.к. наклонная стенка 19 клина наклонена под острым углом относительно оси болта 14. Из-за этого оборванная штанга надежно фиксируется между неподвижной 23 и подвижной 24 плашками устройства. Затем подвесным трубным ключом ГКШ-1200 поворачивают на незначительный угол полый цилиндр 3 корпуса 1. При этом заклиненный плунжер вставного насоса, соединенный с колонной штанг, отцепляется от стенки цилиндра насоса. Далее подвесной трубный ключ убирают в сторону и элеватором устройство вместе с оборванной штангой поднимают вверх. С оборванной штангой поднимается вверх колонна штанг с плунжером вставного насоса. Предложенным устройством поворачивание заклиненной оборванной штанги производится подвесным трубным ключом с гидромотором, применяемым для свинчивания и развинчивания насосно-компрессорных труб. При этом заклиненная оборванная штанга легко поворачивается, т.к. эта штанга зажата между подвижной и неподвижной плашками со значительным усилием и воспринимает крутящий момент от подвесного трубного ключа с гидромотором. Поэтому в предложенном устройстве повышается эффективность его работы. С помощью предложенного устройства также можно извлекать из скважины оборванные полированные штоки, связанные с заклиненной штангой, и расположенные над устьем скважины.
Перечень использованной информации: Патент RU 41330, МПК Е21В 31/12, опубл. 20.10.2004 Бюл. №29. Патент RU 56455, МПК Е21В 31/00, опублик. 10.09.2006 Бюл. №25