РАЗЪЕДИНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к области бурения и эксплуатации скважин, а именно к устройствам, предназначенным для отсоединения свободной части колонны труб от прихваченной в скважине.
Известно разъединительное устройство, включающее корпус, верхний и нижний переходники, последний из которых соединен с корпусом посредством левой резьбы и стопорных пальцев, и подвижный шток с поршнем, установленный в корпусе с возможностью взаимодействия со стопорными пальцами (авторское свидетельство СССР №438774, кл. Е 21 В 17/06. Опубл. 05.08.74 г. Бюл. №29).
Известно также разъединительное устройство, включающее корпус, верхний и нижний переходники, первый из которых соединен с корпусом посредством правой, а второй - посредством левой резьбы с узлом ее стопорения и выполнен с седлом под бросовый клапан, и размещенный в полости корпуса подвижный шток, зафиксированный в исходном положении от осевого перемещения и выполненный со ступенчатыми наружными и внутренними поверхностями (патент РФ №2002026, кл. Е 21 В 17/06. Опубл. 30.10.93 г. Бюл. №39-40).
Однако эти устройства отсоединяют свободную часть колонны труб от прихваченной в скважине только в месте установки этих устройств. Для
дальнейшего разъединения прихваченной части колонны труб, находящихся ниже предыдущей установки известных разъединительных устройств, необходимы, помимо труб с правой резьбой, трубы с левой резьбой, что значительно увеличивает затраты средств и времени на ликвидацию прихватов, связанных с отвинчиванием бурильных труб, например, для установки ударных механизмов в непосредственной близости от места прихвата и для посекционного разворота бурильных труб при обуривании прихваченных труб.
Наиболее близким к предлагаемому по совокупности признаков является разъединительное устройство, включающее корпус, верхний и нижний переходники, соединенные с корпусом посредством резьбы, узел стопорения в виде радиально установленных элементов и размещенный в полости корпуса шток, зафиксированный в исходном положении от осевого перемещения (патент РФ №2231617, кл. Е 21 В 17/06. Опубл. 27.06.2004 г. Бюл. №18).
Но и это устройство требует значительных затрат средств и времени также из-за необходимости применения, помимо труб с правой резьбой, труб с левой резьбой.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является экономия средств и времени при отсоединении свободной части колонны труб от прихваченной в скважине.
Для решения указанной задачи в разъединительное устройство, включающее корпус, верхний и нижний переходники, соединенные с
корпусом посредством резьбы, узел стопорения в виде радиально установленных элементов и размещенный в полости корпуса шток, зафиксированный с исходном положении от осевого перемещения, дополнительно введен реверсивный узел. При этом шток разделен на две части: верхнюю и нижнюю, введенный узел расположен в полости корпуса с возможностью взаимодействия с обеими частями штока, а в качестве элементов узла стопорения корпуса выбраны головки, установленные с возможностью осевого перемещения. Реверсивный узел может быть выполнен, например, в виде дифференциальной передачи. А торцы головок имеют сферическую поверхность.
Введение реверсивного узла дает возможность использования бурильных труб с правой резьбой. А это приводит к экономии средств и времени при отсоединении свободной части колонны труб от прихваченной в скважине, т.к. отпадает необходимость в использовании ранее необходимых бурильных труб с левой резьбой и уменьшается количество спускоподъемных операций.
А разделение штока на две части: верхнюю и нижнюю позволяет расположить между ними в полости корпуса реверсивный узел с возможностью взаимодействия с этими частями штока.
Выбор же в качестве элементов стопорения головок, установленных с возможностью осевого перемещения, позволяет надежно фиксировать корпус в стволе скважины и приводить головки по окончании работ в исходное положение.
А выполнение торцов головок сферическими исключает заклинивание разъединительного устройства при подъеме.
На фиг.1 изображен общий вид разъединительного устройства; на фиг.2 - реверсивный узел, на фиг.3 - сечение А-А на фиг.1.
Разъединительное устройство (фиг.1) содержит корпус 1, верхний 2 и нижний 3 переходники, шток, состоящий из верхней 4 (с правой резьбой) и нижней 5 (с левой резьбой) частей, и расположенный внутри корпуса 1 реверсивный узел 6. Корпус 1 выполнен с радиальными отверстиями 7 и правыми резьбами 8 для соединения с верхним 2 и нижним 3 переходниками, имеющими соответственно радиальные отверстия 9 и 10 для установки головок 11 и 12, расположенных в одной плоскости. В транспортном положении головки 11 и 12, торцы которых имеют сферическую поверхность, находятся внутри переходников 2 и 3.
Верхняя 4 и нижняя 5 части штока выполнены соответственно с радиальными отверстиями 13 и 14. При работе инструмента обе части штока 4 и 5 зафиксированы от осевого и радиального перемещений соответственно упорными 15, 16 и радиальными подшипниками 17, 18.
Реверсивный узел 6 расположен внутри корпуса 1 и состоит (фиг.2, 3) из двух конических зубчатых колес 19 и 20, напрессованных соответственно на верхнюю 4 и нижнюю 5 части штока, четырех промежуточных конических шестерен 21, напрессованных на промежуточные валы 22, радиально-упорных подшипников 23 и крышек 24.
Монтаж устройства осуществляют в следующей последовательности. Вначале в радиальные отверстия 9 и 10 верхнего 2 и нижнего 3 переходников вставляют головки 11 и 12, затем - верхнюю 4 и нижнюю 5 части штока, на нижние концы которых напрессовывают соответственно упорные 15, 16, радиальные 17, 18 подшипники и зубчатые колеса 19, 20.
Сборку реверсивного узла 6 производят следующим образом. В радиальные отверстия 7 корпуса 1 запрессовывают промежуточные валы 22 с радиально-упорными подшипниками 23. Затем на каждый промежуточный вал 22 напрессовывают промежуточную коническую шестерню 21. Радиальные отверстия 7 закрывают крышками 24, которые закрепляют на корпусе 1. После чего собранные верхний 2 и нижний 3 переходники вворачивают в корпус 1 посредством резьбового соединения 8. На этом сборка разъединительного устройства заканчивается.
Устройство работает следующим образом.
В собранном виде разъединительное устройство с ловильным инструментом, имеющим левую резьбу, наворачивают на нижний конец бурильной колонны и спускают в скважину до соединения с прихваченной частью бурильной колонны.
При промывке скважины нагнетаемая с поверхности промывочная жидкость создает в бурильной колонне необходимое избыточное давление, которое через радиальные отверстия 13, 14 передается на головки 11, 12, в результате чего они выдвигаются из переходников 2, 3 и, упираясь в стенку скважины, создают тормозной момент на корпусе 1. Вращают бурильную
колонну и верхнюю часть 4 штока вправо, при этом направление вращения нижней части 5 штока за счет реверсивного узла 6 меняется на левостороннее. Эта нижняя часть 5 штока, вращающаяся вместе с ловильным инструментом влево, наворачивает ловильный инструмент на прихваченную бурильную колонну, и при достижении момента отвинчивания происходит отсоединение свободной части колонны труб от прихваченной в скважине. Сигналом того, что разъединительное устройство сработало является уменьшение момента отвинчивания и увеличение веса бурильной колонны на талевой системе, что регистрируется соответственно роторным моментомером и индикатором веса. Сбрасывают давление в бурильной колонне, при этом головки 11 и 12 принимают транспортное положение. После чего производят подъем отсоединенных труб из скважины.
Предлагаемое устройство, установленное на правые бурильные трубы, исключает применение бурильных труб с левой резьбой, что экономит средства и время на ликвидацию аварий, связанных с прихватом бурильных труб в скважине. Оно может быть рекомендовано к внедрению при производстве работ по ликвидации прихватов бурильных труб методом обуривания и посекционного их разворота.
По предварительным оценкам внедрение заявляемого разъединительного устройства позволит сэкономить порядка 5 млн. руб. на каждом буровом предприятии при ликвидации только одного прихвата бурильной колонны.
Опытный образец разъединительного устройства был изготовлен в ФГУП НВНИИГГ и там же успешно прошел стендовые испытания.
Испытания показали, что разъединительное устройство по своим техническим характеристикам соответствует предъявляемым требованиям и правилам проведения буровых работ, значительно сокращает средства и время при отсоединении свободной части колонны труб от прихваченной в скважине.