освобождающаяся механическая труболовка

Формула изобретения

Освобождающаяся механическая труболовка, содержащая телескопический корпус с соединенными, с возможностью ограниченного осевого перемещения, внутренней частью и внешней частью с проточкой и упорным торцом, цангу, выполненную с возможностью упора во внутреннюю часть телескопического корпуса, два разжимных кольца, установленные соответственно на цанге и на внешней поверхности внутренней части корпуса в напряженном состоянии с возможностью упора в положении разжима первого в упорный торец, а второго - в проточку соответственно, отличающаяся тем, что внешняя и внутренняя части телескопического корпуса зафиксированы между собой автоотцепом, срабатывающим при критической нагрузке, при этом внизу внутренняя поверхность наружной части телескопического корпуса снабжена выборкой, ограниченной сверху конической поверхностью, причем в выборке расположено разжимное кольцо цанги до срабатывания автоотцепа.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к бурению и ремонту скважин, в частности к ловильному инструменту, предназначенному для захвата и извлечения из скважины оборванной части колонны труб.

Известна «Освобождающаяся механическая труболовка» (Патент РФ №2086751, Е 21 В 31/20, 1997 г., опубл. БИ №22 от 10.08.1997 г.), состоящая из корпуса с окнами, в которых размещены перья подпружиненной цанги, и механизма вращения цанги, последний выполнен в виде втулки, жестко связанной с цангой и перьями и расположенной в корпусе между цангой и пружиной, при этом на наружной поверхности втулки выполнены пазы с выступами и скосами, в которых размещен винт, жестко связанный с корпусом.

Механизм освобождения данной механической труболовки позволяет производить захват и освобождение от аварийной колонны путем реверсивного перемещения труболовки относительно аварийной колонны без вращения.

Недостатками данной конструкции являются:

во-первых, низкая надежность при работе в сложных условиях ввиду возможности заполнения механизма освобождения отложениями парафина, смол, солей, продуктов коррозии и так далее;

во-вторых, высокая стоимость устройства, связанная со сложностью и с требованиями точности изготовления механизма освобождения;

в-третьих, невозможность воздействия на извлекаемую колонну труб знакопеременной осевой нагрузкой («расхаживанием») для ее срыва при захватах и затяжках в скважине, так как это может привести к срабатыванию механизма освобождения.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является освобождающаяся механическая труболовка (Патент РФ №2182217, Е 21 В 31/18, опубл. БИ №13 от 10.05.2002 г.), состоящая из телескопического корпуса, содержащего подпружиненную цангу, при этом внутренние и внешние части корпуса также подружинены и имеют шлицевое соединение, на внутренней поверхности внешней части корпуса выполнены проточка и упорный торец, труболовка снабжена двумя разжимными кольцами, установленными на цанге и на внешней поверхности внутренней части корпуса с возможностью упора в положение разжима первого в упорный торец, а второго - в проточку соответственно, при этом цанга установлена с возможностью упора во внутреннюю часть корпуса.

Недостатками данной конструкции являются:

во-первых, низкая надежность, так как разжимное кольцо цанги во внешней части корпуса находится в напряженном состоянии, что может привести к «закусыванию», в связи с тем что разжимное кольцо выполняется из более твердого и/или закаленного материала, чем материал внешней части корпуса;

во-вторых, высокая стоимость устройства, связанная со сложностью изготовления шлицевого соединения, с большим количеством деталей и, как следствие, с большей металлоемкостью конструкции;

в-третьих, невозможность воздействия на извлекаемую колонну труб знакопеременной осевой нагрузкой («расхаживанием») для ее срыва при захватах и затяжках в скважине, так как это может привести к освобождению колонны извлекаемых труб от захвата цанги.

Технической задачей изобретения является упрощение конструкции механической труболовки и, как следствие, снижение металлоемкости и стоимости конструкции, при одновременном повышении надежности и увеличении количества технологических операций, выполняемых предполагаемым изобретением, за счет исключения аварийных ситуаций, вызываемых «закусыванием» разжимного кольца цанги, и дополнительной технологической операции «расхаживания» извлекаемой колонны труб.

Указанная техническая задача решается предлагаемой освобождающейся механической труболовкой, содержащей телескопический корпус с соединенными, с возможностью ограниченного осевого перемещения, внутренней частью и внешней частью с проточкой и упорным торцом, цангу, выполненную с возможностью упора во внутреннюю часть телескопического корпуса, два разжимных кольца, установленных соответственно на цанге и на внешней поверхности внутренней части корпуса с возможностью упора в положении разжима первого в упорный торец, а второго - в проточку соответственно.

Новым является то, что внешняя и внутренняя части телескопического корпуса зафиксированы между собой автоотцепом, срабатывающим при критической нагрузке, при этом внутренняя поверхность внизу наружной части телескопического корпуса снабжена выборкой, ограниченной сверху конической поверхностью, при чем в выборке расположено разжимное кольцо цанги до срабатывания автоотцепа.

На фиг.1 изображена предлагаемая освобождающаяся механическая труболовка в транспортном состоянии.

На фиг.2 изображена предлагаемая освобождающаяся механическая труболовка после срабатывания автоотцепа.

Освобождающаяся механическая труболовка содержит телескопический корпус 1 (см. фиг.1) с соединенными, с возможностью ограниченного осевого перемещения, внутренней частью 2 и внешней частью 3 с проточкой 4 и упорным торцом 5, цангу 6, выполненную с возможностью упора во внутреннюю часть 2 телескопического корпуса 1. Два разжимных кольца 7 и 8 установлены соответственно на цанге 6 и на внешней поверхности внутренней части корпуса 2 с возможностью упора в положении разжима первого 7 (см. фиг.2) в упорный торец 5, а второго 8 - в проточку 4 соответственно. Внешняя 3 (см. фиг.1) и внутренняя 2 части телескопического корпуса 1 зафиксированы между собой автоотцепом 9 (например, срезным винтом), срабатывающим при критической нагрузке. Внутренняя поверхность внизу внешней части 3 телескопического корпуса 1 имеет выборку 10, ограниченную сверху конической поверхностью 11, причем в выборке 10 расположено разжимное кольцо 7 цанги 6 до срабатывания автоотцепа 9.

Работа труболовкой происходит следующим образом.

Телескопический корпус 1 (см. фиг.1) механической труболовки посредством переводника 12 присоединяется к рабочей колонне (не показана) и спускается в скважину (не показана), при этом цанга 6 имеет возможность свободного, ограниченного осевого перемещения в выборке 10 внешней части 3 телескопического корпуса 1, Для залавливания аварийной колонны труб механическая труболовка с вращением опускается на верхний конец аварийной колонны 13 (на фиг.1 и 2 изображена условно). При необходимости одновременно захватом аварийной колонны 13 производится промывка скважины потоком жидкости. Далее цанга 6 (см. фиг.1) упирается во внутреннюю часть 2 телескопического корпуса 1. При заходе внутрь механической труболовки верхний конец аварийной колонны 13 после захода в цангу 6 двигает ее вверх относительно внутренней части 3 телескопического корпуса 1. При этом разжимное кольцо 7 цанги 6 расположено в пределах выборки 10. Верхний конец аварийной колонны 13 воспринимает часть веса рабочей колонны, что отмечается на поверхности по индикатору веса (не показан). Затем следуют попытки поднять аварийную колонну 13. В результате цанга 6 захватывает аварийную колонну 13 за счет охвата снаружи внешней частью 3 телескопического корпуса 1. После чего при затяжках и зацепах аварийной колонны 13 в скважине возможно применение «расхаживания» с усилием, не превосходящим критической нагрузки срабатывания автоотцепа 9 (на практике выяснено, что обычно достаточно 10-12 тонн). При этом вверх усилие на аварийную колонну 13 передается при помощи охвата цангой 6, а вниз - при помощи упора цанги 6 во внутреннюю часть 2 телескопического корпуса 1 за счет веса рабочей колонны. Далее при удачном стечении обстоятельств аварийная колонна 13 извлекается на поверхность (не показана). При невозможности извлечения аварийной колонны 13 создают осевое усилие, направленное вверх, превосходящее критическую нагрузку (приметно 14-15 тонн) автоотцепа 9 (разрушения срезного винта). В результате внутренняя часть 2 телескопического корпуса 1 перемещается вверх относительно внешней части 3, а разжимное кольцо 8 (см. фиг.2) входит в проточку 4, фиксируя внутреннюю 2 и внешнюю 3 части относительно друг друга. После чего механическую труболовку опускают, разжимное кольцо 7 выходит из выборки 10, сжимаясь при помощи конической части 11 выборки 10 и разжимаясь после прохождения упорного торца 5. При этом цанга 6 упирается во внутреннюю часть 2 телескопического корпуса 1 под действием аварийной колонны 13. В результате отмечается снижение веса колонны (определяется по индикатору веса). Далее устройство приподнимают, цанга 6 не может взаимодействовать с внешней частью 3 телескопического корпуса 1 благодаря упору разжимного кольца 7 в упорный торец 5. В результате цанга 6 соскальзывает с аварийной колонны 13, освобождая от нее механическую труболовку.

Применение предлагаемой механической труболовки позволяет повысить надежность за счет исключения аварийных ситуаций, снизить стоимость за счет уменьшения количества деталей, снижения металлоемкости и упрощения изготовления, и расширить количество операций, выполняемых предлагаемым устройством.