РАЗЪЕДИНИТЕЛЬ
DISCONNECTOR

Изобретение относится к противоаварийному инструменту, а именно к разъединительным 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 (см. авт.св. СССР №438774, кл. 21В 17/06, 1973 г.).
Недостатком известного устройства является сложность конструкции и оставление в скважине значительного количества деталей после разъединения колонны, что значительно усложняет дальнейшее проведение ловильных работ.
Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является разъединитель, включающий составной корпус, состоящий из верхней и нижней частей, соединенных между собой посредством левой резьбы, узел передачи крутящего момента и седло под бросовый клапан (см. патент России №2002026, кл. Е21В 17/06, 1991 г.).
Данное устройство имеет более простую конструкцию по сравнению с аналогом, и после его срабатывания в скважине остается только нижний переходник с клапаном, что значительно упрощает проведение дальнейших ловильных работ.
К отрицательным сторонам прототипа можно отнести недостаточную надежность в работе из-за невозможности использования стопорных пальцев необходимого размера, что имеет особое значение при бурении скважин малого диаметра, а также определенную сложность изготовления, связанную с необходимостью точного совмещения осевых отверстий для стопорных пальцев трех сопрягаемых деталей: поршня, корпуса и нижнего переходника.
В связи с изложенным, техническим результатом изобретения является повышение надежности работы и упрощение конструкции и технологии изготовления разъединителя.
Указанный технический результат достигается тем, что в разъединителе, включающем составной корпус, состоящий из верхней и нижней частей, соединенных между собой посредством левой резьбы, узел передачи крутящего момента и седло под бросовый клапан, согласно изобретению узел передачи крутящего момента выполнен в виде подвижного в осевом направлении полого стержня, установленного в полости корпуса и имеющего фигурные участки на наружной поверхности и нижнем торце для взаимодействия с конгруэнтными участками, выполненными на внутренней поверхности верхней и нижней частей корпуса с возможностью передачи крутящего момента, при этом часть канала под фигурными участками корпуса имеет большую высоту и поперечные размеры по сравнению с соответствующими размерами фигурных участков стержня, а седло под бросовый клапан выполнено в стержне, причем стержень в исходном положении соединен с корпусом-фиксатором. Решению поставленной задачи способствует также и то, что:
- фигурные участки корпуса и стержня образованы кулачками и/или шлицами;
- канал верхней части корпуса имеет ступенчатую форму, причем поперечные размеры ее фигурного участка имеют большие размеры по сравнению с диаметром выходного канала;
- фиксатор стержня выполнен в виде срезного штифта;
- фиксатор стержня выполнен в виде подпружиненного элемента, расположенного в радиальном канале корпуса и взаимодействующего с боковыми стенками кольцевой проточки, выполненной на наружной поверхности стержня.
На фиг.1 изображен общий вид разъединительного устройства; на фиг.2 - вариант выполнения фиксатора.
Разъединитель содержит составной корпус (см. фиг.1), состоящий из верхней и нижней частей 1 и 2 соответственно, соединенных посредством левой резьбы 3, узел передачи крутящего момента, и седло 7 под бросовый клапан, преимущественно, в виде шара 8. Узел передачи крутящего момента выполнен в виде полого стержня 5, установленного в полости корпуса с возможностью осевого перемещения. Стержень 5 имеет фигурные участки 9 в виде кулачков или шлицев на наружной поверхности и нижнем торце для взаимодействия с конгруэнтными участками 10, выполненными на внутренней поверхности верхней 1 и нижней 2 частей корпуса. При этом канал верхней части 1 корпуса под фигурными участками 10 выполнен в виде кольцевой расточки 11, имеющей большую высоту и поперечные размеры по сравнению с соответствующими размерами фигурных участков 9 стержня 5. Это исключает вероятность передачи крутящего момента от верхней части корпуса 1 к нижней части 2 через стержень 5 после срабатывания разъединителя. Выполнение же поперечных размеров фигурного участка 9 в верхней части стержня 5 больше соответствующих размеров нижней части стержня 5 гарантирует подъем стержня на поверхность после разъединения верхней части корпуса 1 от нижней части 2. Это обеспечивается выполнением входного канала верхней части 1 корпуса с большим диаметром по сравнению с диаметром ее выходного канала. Седло 7 под бросовый клапан 8 выполнено в стержне 5, который в исходном положении соединен с корпусом фиксатором, предотвращающим его осевое перемещение относительно корпуса. Фиксатор может быть выполнен в виде срезного штифта 12, расположенного в совмещенных радиальных каналах 4 и 6 соответственно корпуса и стержня 5. Предусмотрен вариант выполнения фиксатора в виде подпружиненного элемента, например шара 13 (см. фиг.2), размещенного в радиальном канале 4 корпуса, совмещенном с кольцевой проточкой 14 на наружной поверхности стержня 5. При этом пружина 15 шара 13 опирается на торец резьбового штифта 1,6, закрепляемого в радиальном канале корпуса. Фигурные участки 9 и 10 стержня 5 и частей корпуса 1 и 2 могут быть выполнены в виде кулачков или шлицевого соединения, соответственно, на внутренней поверхности верхней и нижней частей корпуса 1 и 2 и наружной поверхности стержня 5. С целью повышения надежности срабатывания разъединителя на наружной поверхности стержня 5 устанавливается уплотнение 17.
Монтаж устройства осуществляют в следующей последовательности. После соединения верхней 1 и нижней 2 частей корпуса по левой резьбе 3 совмещают кулачки или шлицы 10 верхней 1 и нижней 2 частей корпуса таким образом, чтобы они располагались в одной вертикальной плоскости. После этого в полость корпуса вводят стержень 5 и совмещают его кулачки или шлицы 9 с ответными кулачками или шлицами 10 корпуса по всей их длине. Это положение стержня 5 фиксируется штифтами 12 или шаром 13.
В собранном виде разъединитель включают в состав компоновки бурового инструмента над турбобуром, буровым долотом, колонковым снарядом или другой частью компоновки, имеющей наибольший диаметр. В процессе бурения крутящий момент в разъединителе передается от верхней части 1 корпуса к стержню 5, а от него через кулачки или шлицы 9 и 10 на нижнюю часть 2 корпуса. В случае прихвата снаряда сбрасывают клапан 8, который садится в седло 7 стержня 5 и перекрывает его проходное отверстие. После этого начинают прокачивать промывочную жидкость, под давлением которой стержень 5 перемещается вниз и выводит из зацепления кулачки или шлицы 9 или 10. При этом в зависимости от типа применяемого фиксатора штифты 12 срезаются, а шары 13 отжимаются. После этого при правом вращении производят разъединение верхней части 1 корпуса от нижней части 2 по левой резьбе 3, что определяется уменьшением веса на крюке. При этом свободная часть колонны вместе с верхней частью 1 корпуса, со стержнем 5, бросовым шаровым клапаном 8 и пружиной 15 извлекаются на поверхность. В скважине же остается только нижняя часть 2 корпуса.
Предложенная конструкция разъединителя имеет более простую конструкцию, более технологична в изготовлении и обеспечивает высокую надежность работы.