СКВАЖИННЫЙ РАЗЪЕДИНИТЕЛЬ

Предложение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано при проведении ремонтных работ в скважине.
При производстве внутрискважинных работ в некоторых случаях возникает необходимость разъединения одной части оборудования от другой. С этой целью разработаны механические разъединители различных конструкций.
Наиболее распространенными являются резьбовые разъединители (А.И.Булатов, А.Г.Аветисов, Справочник инженера по бурению, том 1, М.: Недра, 1985 г., стр.334, рис.2.74), основным рабочим элементом которых является левая резьба. Разъединение частей этих разъединителей происходит при вращении колонны труб вправо.
Недостатком конструкции таких разъединителей является то, что их невозможно применить в тех случаях, когда вращение колонны труб не предусмотрено.
Наиболее близким по технической сущности является скважинный разъединитель (патент RU №2278945 МПК 7 Е 31 В 17/06, опубл. в бюл. №2 от 20.01.2006 г.), включающий верхнюю и нижнюю разъединяемые части, соединенные замком, отмыкаемым подвижной втулкой, которая имеет возможность перемещения под действием избыточного давления, при этом верхняя часть разъединителя выполнена в виде переводника, с которым связан замок, выполненный в виде цанги, которая заневолена подвижной втулкой, имеющей возможность перемещения под действием избыточного давления, создаваемого в затрубном пространстве, и соединенной с поршнем, помещенным в кольцевую цилиндрическую полость, гидравлически связанную с внутренней полостью колонны труб, причем цанга имеет многогранный паз и соединена с переводником, имеющим сверху присоединительную резьбу, нижняя часть разъединителя выполнена в виде штока, верхний конец которого имеет многогранную форму и помещен в многогранный паз цанги, а его нижний конец имеет присоединительную резьбу.
Недостатками данного устройства являются:
во-первых, подвижная втулка, соединенная с поршнем, не зафиксирована относительно цанги, что может привести к преждевременному срабатыванию замка(например, в процессе спуска при взаимодействии с внутренними стенками скважины), и наоборот, если в скважине происходит поглощение жидкости, то невозможно создать необходимое давление для осевого перемещения подвижной втулки, соединенной с поршнем и, как следствие, замок не срабатывает (не разъединяется). Все выше отмеченное снижает надежность работы устройства;
во-вторых, при передаче значительного крутящего момента грани многогранного паза могут разрушиться и, как следствие, устройство выходит из строя.
Задачей полезной модели является повышение надежности работы замка и долговечности работы устройства.
Поставленная техническая задача решается скважинным разъединителем, включающим верхнюю и нижнюю разъединяемые части, соединенные замком, при этом верхняя разъединяемая часть выполнена в виде переводника, с которым связан замок, выполненный в виде цанги, которая заневолена подвижной втулкой, соединенной с поршнем, помещенным в кольцевую цилиндрическую полость переводника, причем цанга жестко соединена с переводником, имеющим сверху присоединительную резьбу, а нижняя разъединяемая часть выполнена в виде штока, нижний конец которой имеет присоединительную резьбу.
Новым является то, что цанга и верхний конец штока соединены между собой шлицевым соединением, при этом кольцевая цилиндрическая полость переводника выше поршня гидравлически связана с затрубным пространством радиальными каналами, выполненными в переводнике, ниже которых на наружной поверхности подвижной втулки жестко установлена самоуплотняющаяся манжета, пропускающая снизу вверх, причем подвижная втулка снабжена внутренней цилиндрической выборкой, при этом в транспортном положении подвижная втулка соединена с цангой срезным элементом, а в рабочем положении после разрушения срезного элемента подвижная втулка имеет возможность отмыкания замка при осевом перемещении подвижной втулки с поршнем вниз под действием избыточного давления в кольцевой цилиндрической полости переводника.
На фигуре в продольном разрезе изображен скважинный разъединитель.
Скважинный разъединитель включает верхнюю 1 и нижнюю 2 разъединяемые части, соединенные замком 3, при этом верхняя разъединяемая часть 1 выполнена в виде переводника 4, с которым связан замок 3, выполненный в виде цанги 5, которая заневолена подвижной втулкой 6, соединенной с поршнем 7, помещенным в кольцевую цилиндрическую полость 8 переводника 4.
Цанга 5 жестко соединена с переводником 6, например, с помощью резьбового соединения. Переводник 4 имеет сверху присоединительную резьбу 9. Нижняя разъединяемая часть 2 выполнена в виде штока 10, нижний конец которой имеет присоединительную резьбу 11.
Цанга 5 и верхний конец штока 10 соединены между собой шлицевым соединением 12. Кольцевая цилиндрическая полость 8 переводника 6 выше поршня 7 гидравлически связанна с затрубным пространством 13 радиальными каналами 14, выполненными в
переводнике 4, ниже которых на наружной поверхности подвижной втулки 6 жестко установлена самоуплотняющаяся манжета 15, пропускающая снизу вверх. Подвижная втулка 6 снабжена внутренней цилиндрической выборкой 16. Подвижная втулка 6 в транспортном положении соединена с цангой 5 срезным элементом 17.
В рабочем положении после разрушения срезного элемента 17 подвижная втулка 6 имеет возможность отмыкания замка 3 при осевом перемещении подвижной втулки 6 с поршнем 7 вниз под действием избыточного давления в кольцевой цилиндрической полости 8 переводника 4.
Несанкционированные перетоки жидкости исключаются уплотнительными элементами 18 и 19.
Скважинный разъединитель работает следующим образом.
Скважинный разъединитель включают в компоновку внутрискважинного оборудования, когда в процессе выполнения технологических операций может возникнуть необходимость разъединения одной части оборудования от другой. Такая необходимость возникает, например, при аварийной ситуации во время извлечения из скважины прихваченного объекта с помощью гидродомкрата 20, который позволяет производить обратную промывку, но не имеет сквозного проходного канала для бросового запорного шара, что исключает возможность использования существующего замкового разъединителя, а вращение колонны труб затруднительно.
В этом случае между домкратом и ловильным инструментом в компоновку скважинного оборудования включают предлагаемый разъединитель, который через присоединительную резьбу 9 переводник 4 присоединяют к гидродомкрату 20, а присоединительной резьбой 11 штока 10 к ловильному инструменту (на фиг. не показано), и спускают эту компоновку в скважину на ловильной колонне насосно-компрессорных или бурильных труб, при этом в процессе спуска самоуплотняющаяся манжета 15 пропускает жидкость снизу вверх в затрубном пространстве 13 скважины 21. При соединении с прихваченным оборудованием разъединитель передает на ловильный инструмент как осевую сжимающую нагрузку благодаря соединению переводника 4 со штоком 10, так и осевую растягивающую нагрузку благодаря тому, что осевое перемещение штока 10 ограничено замком 3 в виде цанги 5, заневоленной подвижной втулкой 6, а также передает правое и левое вращение, так как верхний конец штока 10 соединен с цангой 5 с помощью шлицевого соединения, что исключает их взаимное вращение.
Таким образом, разъединитель обеспечивает операцию присоединения ловильного инструмента к прихваченному оборудованию и работу с ним. Когда возникает необходимость отсоединить ловильный инструмент от гидродомкрата, в затрубном пространстве
13 скважины 21 создают избыточное давление, которое через радиальные каналы 14 передается в кольцевую цилиндрическую полость 8 переводника 4 и воздействует на поршень 7 сверху. Избыточное давление в кольцевой цилиндрической полости 8 переводника 4 повышают, при этом разрушается срезной элемент 17, фиксирующий в транспортном положении подвижную втулку 6 относительно цанги 5. После чего поршень 7 вместе с подвижной втулкой 6 перемещается вверх и освобождает цангу 5 от заневоливания, которая расширяется наружу во внутренней цилиндрической выборке 16, при этом замок 3 отмыкается.
В таком положении, при подъеме вверх ловильной колонны с гидродомкратом 20, цанга 5 освобождает нижнюю разъединяемую часть 2, то есть шток 10 вместе с присоединенным к нему ловильным инструментом, а гидродомкрат 20 с верхней разъединяемой частью 1, включающей переводник 4, поршень 7, цангу 5 и подвижную втулку 6, извлекают на поверхность.
Предлагаемый скважинный разъединитель достаточно надежен в работе, поскольку замок срабатывает при создании избыточного давления в полости устройства благодаря самоуплотняющейся манжете, отсекающей затрубное пространство ниже разъединителя, кроме того, разъединитель более долговечен в работе, так как шлицевое соединение способно передавать значительные крутящие моменты.