ОВЕРШОТ

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к ловильному инструменту с наружным захватом для извлечения скважинного оборудования.
Известен освобождающийся овершот по патенту РФ на изобретение №2012772. Овершот содержит корпус с захватными элементами и камеру, заполненную жидкостью. Камера перекрыта в верхней части разрывной мембраной, а в нижней - поршнем, связанным с тягой. Внутри корпуса по оси расположен подвижный относительно него сердечник, который жестко связан с тягой. Сердечник в нижней части имеет конусный выступ для взаимодействия с захватными элементами в момент выведения их из рабочего положения. Недостатком освобождающегося овершота является низкая надежность.
Известна наружная освобождающаяся труболовка по патенту РФ на изобретение №2213201. Изобретение относится к ловильному инструменту, в частности к наружным труболовкам цангового типа для извлечения из скважин аварийных труб. Наружная освобождающая труболовка содержит корпус из верхней и нижней части. В нижней части корпуса установлена сменная воронка в форме пера с удлиненной и короткой частями. Удлиненная часть выполнена с острозаточенным торцем с внутренней стороны. Короткая часть выполнена с конусом, закрепленным к захватному элементу. В нижней части установлены залавливатель, подпружиненный шток, жестко соединенный с полым цилиндрическим штоком, патрубок в нижней части штока под пружиной. Залавливатель выполнен в форме полого цилиндра с расширенной частью в торце и с усеченными боковыми и внутренними поверхностями. Между верхней и нижней частями корпуса жестко закреплен фиксирующий элемент в виде направляющей полой втулки цилиндрической формы переменного сечения. Захватный элемент выполнен в виде сменной цанги, закрепленной между нижней частью корпуса и залавливателем. Фигурная втулка установлена в качестве фиксатора перемещения между верхней частью корпуса и полым штоком с опорным буртом. Фигурная втулка включает два ряда клиньев с направляющей и отклоняющей поверхностями. Вершины клиньев выполнены навстречу друг другу с зазором S, превышающим диаметр штифта на 1-2 мм. Направляющая поверхность клина образована прямой линией, отклоняющая - наклонной в верхнем ряду и наклонной и прямой линиями - в нижнем ряду. Вершины клиньев между направляющей и отклоняющей частями выполнены со скошенными в верхнем ряду и двоякоскошенными в нижнем ряду участками, верхний ряд клиньев выполнен в виде элементов вилкообразной формы с двумя клиньями в торце и закругленным пазом между ними. Вилкообразные элементы выполнены с продольным пазом между ними. Нижний ряд клиньев выполнен с размещенными между ними продольными пазами. Переводник размещен в торце между корпусом и подпружиненным полым штоком и жестко закреплен с ними. Штифт жестко соединен с корпусом на внутренней поверхности на уровне верхнего ряда клиньев и размещен в закругленном пазу. Недостатком наружной освобождающейся труболовки является сложность конструкции.
Известна наружная труболовка по патенту РФ на изобретение №2263200. Изобретение относится к ловильному инструменту и предназначено для извлечения из скважин оставшихся труб или штанг. Труболовка содержит переводник, корпус с захватывающими элементами, разъемную обойму в виде сегментных вкладышей. На внутренней поверхности вкладышей выполнена коническая поверхность расширением вверх, на которой выполнены продольные пазы. На наружной поверхности захватывающих элементов выполнены наклонные плоские поверхности, ответные наклонным плоским поверхностям продольных пазов вкладышей. Захватывающие элементы размещены в продольных пазах с возможностью взаимодействия боковых поверхностей с боковыми поверхностями пазов. Захватывающие элементы связаны с вкладышами с возможностью продольного перемещения по поверхностям пазов и расположены в крайнем нижнем положении на кольцевом уступе корпуса. Наклонные плоские поверхности пазов выполнены с возможностью захвата труб или штанг разных диаметров за тело под выступающим кольцевым элементом на теле трубы или штанги. Внутренняя поверхность захватывающих элементов выполнена по касательной к наружной поверхности трубы или штанги. Недостатком наружной труболовки является сложность конструкции.
Известна наружная освобождающаяся труболовка по патенту РФ на изобретение №2282016. Изобретение относится к бурению и капитальному ремонту скважин в нефтяной и газовой промышленности, в частности к ловильному инструменту. Труболовка содержит переводник, несущий корпус с внутренней спиральной конической поверхностью и с винтовым уступом, спиральный ленточный захватывающий элемент с поводковым флажком, продольный паз на спиральной конической поверхности корпуса, кольцевое седло под спиральной конической поверхностью, направляющее кольцо, направляющую воронку. На наружной поверхности захватывающего элемента выполнена спиральная коническая поверхность, а на внутренней - винтовая ловильная нарезка. Между несущим корпусом и переводником установлены полая тяга и ведущий корпус. В верхней части полой тяги выполнена цилиндрическая пята. В проходном канале переводника в исходном положении установлен подвижный клапан с возможностью взаимодействия с верхним торцем пяты. Между контактирующими поверхностями размещены уплотнительные элементы. Внутренние диаметры проходных каналов обеспечивают свободное прохождение оборванной трубы. Недостатком наружной освобождающейся труболовки является низкая надежность.
Известна наружная освобождающаяся труболовка по патенту РФ на изобретение №2325506. Изобретение относится к бурению и капитальному ремонту скважин в нефтяной и газовой промышленности, в частности к ловильному инструменту. Труболовка содержит переводник с внутренним проходным каналом, несущий корпус с внутренней спиральной конической поверхностью и с винтовым уступом, установленную в несущем корпусе с возможностью осевого перемещения захватывающую втулку с упорной винтовой частью, направляющее кольцо с поводковым выступом, неподвижно установленное в несущем корпусе. На наружной поверхности захватывающей втулки выполнена спиральная коническая поверхность, а на внутренней - винтовая ловильная нарезка. Между несущим корпусом и переводником установлены полая тяга и ведущий корпус. Верхняя часть несущего корпуса жестко связана с нижней частью полой тяги. В верхней части несущего корпуса на нижнем торце полой тяги выполнен кольцевой упор с возможностью посадки на верхний торец выступающего кольцевого элемента на теле извлекаемых труб. В верхней части полой тяги выполнена цилиндрическая пята. В проходном канале переводника в исходном положении установлен подвижный клапан, зафиксированный с возможностью осевого перемещения вверх. Нижняя часть ведущего корпуса и средняя часть полой тяги связаны между собой подвижным в осевом направлении соединением. Наружная поверхность полой тяги и внутренняя поверхность отверстия в нижней части ведущего корпуса выполнена в поперечном сечении, например, восьмигранной формы. Внутренние диаметры проходных каналов выполнены больше диаметра оборванной трубы. Недостатком наружной освобождающейся труболовки является низкая надежность захвата трубы.
Известна наружная труболовка со спиральным захватом по патенту РФ на полезную модель №20341. Наружная труболовка со спиральным захватом, содержит цилиндрический корпус с внутренней конической спиральной поверхностью, захват с наружной конической спиральной поверхностью, ответной поверхности корпуса, установленный в корпусе с возможностью осевого перемещения, и ограничитель хода захвата, под ограничителем хода захвата установлен соединенный с корпусом цилиндр с нижним режущим торцом в виде режущего направления и имеющий кольцевую головку с конусно-цилиндрическим проходом для стенки захватываемой трубы. Недостатком наружной труболовки со спиральным захватом является низкая надежность фиксации трубы.
Известна освобождающаяся механическая труболовка по патенту РФ на изобретение №2182217. Изобретение относится к бурению и ремонту скважин, в частности к ловильному инструменту, предназначенному для захвата и извлечения из скважины оборванной части колонны труб. Корпус труболовки выполнен телескопическим, внутренняя и внешняя части его подпружинены и имеют шлицевое соединение. На внутренней поверхности внешней части корпуса выполнены проточка и упорный торец. Труболовка снабжена двумя разжимными кольцами, установленными на подпружиненной цанге и на внешней поверхности внутренней части корпуса с возможностью упора в положении разжима первого в упорный торец, а второго - в проточку соответственно. Цанга установлена с возможностью упора во внутреннюю часть корпуса. Срабатывание механизма освобождения труболовки возможно только после спуска, залавливания и неудачных попыток поднятия аварийной колонны. Недостатком освобождающейся механической труболовки является низкая надежность.
Известна труболовка наружная по патенту РФ на изобретение №2191247 (прототип). Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к ловильному инструменту для капитального ремонта скважины. Труболовка наружная содержит корпус с окнами, между которыми размещены упоры. Узел цанги включает перья с выступами со скосами, установленными в окнах корпуса. Механизм поворота цанги состоит из втулки, на которой выполнены пазы со скосами, взаимодействующие с пальцем, жестко связанным с корпусом. Выступы перьев цанги снабжены продольными зубьями, взаимодействующими с наружной поверхностью тела ловимой трубы. Сопрягаемые поверхности на упорах корпуса и выступы перьев цанги выполнены наклонными под углом к оси корпуса. Указанные поверхности в поперечном сечении корпуса образуют профиль, исключающий тангенциальное смещение контактирующих упоров корпуса и выступов перьев цанги. Обеспечивается передача крутящего момента от рабочей колонны к ловильным трубам через труболовку для подъема аварийных труб по частям путем отворота их в резьбовых соединениях. Недостатком труболовки наружной является низкая надежность захвата и освобождения трубы.
Задачами создания полезной модели является повышение надежности захвата и освобождения трубы.
Решение указанных задач достигнуто за счет того, что овершот, содержит полый корпус, соединенный с переводником для присоединения по резьбе с колонной труб, внутри корпуса с возможностью осевого перемещения установлена сквозная цанга, выполненная в виде пружинящей разрезной втулки с наружным конусом, взаимодействующим с внутренним конусом, выполненным со стороны нижнего торца корпуса, на рабочей поверхности цанги выполнены зубья, контактирующие с наружной поверхностью тела ловимой трубы, с нижнего торца корпуса выполнен дополнительный конус, для захода трубы, причем осевое перемещение цанги ограничено стопорным кольцом, установленным на внешней поверхности цанги и входящем в широкую кольцевую проточку, выполненную в корпусе, а верхний торец стопорного кольца и упорная поверхность широкой кольцевой проточки выполнены конусными, причем выше установки цанги выполнена узкая кольцевая проточка для фиксации цанги при освобождении от трубы. Глубина широкой и узкой кольцевых проточек, выполненных внутри корпуса, меньше ширины стопорного кольца. Глубина проточки на цанге не менее ширины стопорного кольца. Между нижним торцом переводника и кольцевым выступом корпуса установлено кольцо из герметизирующего материала. Стопорное кольцо выполнено разрезным из пружинной стали. Радиальное перемещение цанги может быть дополнительно ограничено шлицами, выполненными на наружной поверхности цанги и на внутренней поверхности корпуса.
Предложенное техническое решение обладает новизной и промышленной применимостью, т.е. всеми критериями полезной модели. Новизна технического решения подтверждается проведенными патентными исследованиями. Промышленная применимость обусловлена тем, что при изготовлении овершота применяются известные материалы и технологии.
Сущность полезной модели поясняется на фиг. 1…3, где:
на фиг. 1 показан продольный разрез овершота,
на фиг. 2 приведен овершот при подъеме трубы,
на фиг. 3 приведен овершот при расцеплении.
Овершот состоит из полого корпуса 1, соединенного с переводником 2 для присоединения по резьбе 3 с колонной труб, внутри корпуса 1 с возможностью осевого перемещения установлена сквозная цанга 4, выполненная в виде пружинящей разрезной втулки с наружным конусом 5, взаимодействующим с внутренним конусом 6, выполненным со стороны нижнего торца 7 корпуса 1, на рабочей поверхности цанги 4 выполнены зубья 8, контактирующие с наружной поверхностью тела ловимой трубы 9, с нижнего торца корпуса выполнен дополнительный конус 10, для захода трубы 9, причем осевое перемещение цанги 4 ограничено стопорным кольцом 11, установленным на внешней поверхности цанги 4 и входящем в широкую кольцевую проточку 12, выполненную в корпусе 1, а верхний торец 13 стопорного кольца 11 и упорная поверхность 14 широкой кольцевой проточки 12 выполнены конусными, причем выше установки цанги 4 выполнена узкая кольцевая проточка 15 для фиксации цанги 4 при освобождении от трубы 9. Глубина широкой 12 и узкой 15 кольцевых проточек, выполненных внутри корпуса 1, меньше ширины стопорного кольца 11. Глубина проточки на цанге 4 не менее ширины стопорного кольца 11. Между нижним торцом 16 переводника 2 и кольцевым выступом 17 корпуса 1 установлено кольцо 18 из герметизирующего материала. Стопорное кольцо 11 выполнено разрезным из пружинной стали. Радиальное перемещение цанги 4 может быть дополнительно ограничено шлицами (на иллюстрациях не показаны), выполненными на наружной поверхности цанги 4 и на внутренней поверхности корпуса 1.
Овершот работает следующим образом. Переводник 2 овершота по резьбе 3 соединяется с колонной труб и спускается в скважину. Перед подходом к оборванной трубе 9 скорость спуска уменьшается и дополнительный конус 10, выполненный со стороны нижнего торца корпуса 7, направляет трубу в сквозную цангу 4. Осевая нагрузка при этом не должна превышать нагрузку необходимую для сжатия стопорного кольца 11 Труба 9 проходит через цангу и упирается в герметизирующее кольцо 18. После чего колонну труб начинают поднимать. Корпус 1 движется вверх, цанга 4 наружным конусом 5 взаимодействует с внутренним конусом 6, выполненным со стороны нижнего торца 7 корпуса 1, зубья 8 врезаются в наружную поверхность трубы. Колонна труб соединена с оборванными трубами и может быть после промывки забоя и вращения поднята на поверхность. В случае необходимости освобождения овершота, колонну труб разгружают, корпус 1 движется вниз, цанга 4 возвращается в исходное положение, труба освобождается от зажима, стопорное кольцо 11 сжимается и выходит из широкой кольцевой проточки 12 по упорной конусной поверхности 14, при дальнейшем движении вниз защелкивается в узкой кольцевой проточке 15. После чего может быть выполнен подъем колонны.
Применение полезной модели позволило:
1. Обеспечить подъем из скважины оборванных труб.
2. Повысить надежность захвата и освобождения трубы.
3. Обеспечить промывку забоя через аварийную колонну.
4. Передать вращение аварийной колонне.
5. Обеспечить в случае необходимости освобождения аварийной колонны от захвата.