захват клиновой

Формула изобретения

Захват клиновой, содержащий корпус, в верхней части которого выполнена внутренняя конусная расточка с размещенными в ней клиньями, отличающийся тем, что клинья в верхней наружной части имеют проточку, в которую вставлены кольцевые пружины растяжения, а в верхней внутренней части - конусную расточку, расположенную напротив наружной проточки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области нефтепромыслового оборудования и, конкретно, к средствам для спускоподъемных операций под давлением, проведения растепления замороженных скважин и гидратных пробок в скважинах, когда требуется удержать колонну труб от выбрасывания из скважины ее внутренним давлением.

Применяемый в настоящее время захват клиновой (шлипсовая катушка) («Справочник - каталог по оборудованию и инструменту для предупреждения и ликвидации фонтанов». - М.: Недра, 1981 г., с.164) состоит из двухфланцевого корпуса, в верхней части которого выполнена внутренняя конусная расточка с пазами Т-образной формы или «ласточкин хвост». В пазах размещены клинья, поджатые вверх общей пружиной. На внутренней поверхности клиньев выполнены зубья для лучшего сцепления с трубой.

Однако такое устройство имеет ряд недостатков. При движении трубы вверх вместе с ней поднимаются и клинья, которые зажимают трубу. Зубья клиньев впиваются в тело трубы, жестко фиксируют ее. При движении трубы вниз клинья, несколько опускаясь вместе с трубой, свободно пропускают ее. Но при этом зубья клиньев, поджимаемые пружиной, находятся в контакте с поверхностью трубы. При трении зубьев о поверхность трубы краска, песок, ржавчина и т.д. забивают их, в результате чего клинья перестают удерживать трубу при движении вверх. К тому же трение зубьев об абразив приводят к износу рабочих кромок зубьев, и в дальнейшем клинья к ремонту не пригодны. В известной конструкции нет возможности почистить клинья от шлама при наличии трубы. Обычно на вышедший из строя клиновой захват устанавливают другой или, используя перехват труб, снимают захват, чистят зубья клиньев и снова ставят на место. Но поскольку клиновые захваты используют при ликвидации аварий, потери времени оборачиваются осложнениями.

Известно зажимное устройство для труб (а.с. № 1469090, Е 21 В 19/10), содержащее двухфланцевый корпус с внутренней конусной расточкой в его верхней части, конусную обойму, в окнах которой размещены клинья, при этом обойма поджата вверх пружиной. Обойма соединена с рычагами, позволяющими принудительно опускать ее вниз, чтобы вывести зубья клиньев из контакта с трубой. Недостатком данного устройства является то, что при поднятых рычагах зубья клиньев находятся в контакте с трубой и зашламовываются, а при опущенной обойме устройство не может автоматически удержать трубу при ее движении вверх до тех пор, пока не опустят рычаги. Однако разгон колонны труб массой 10-15 т на расстояние 70-100 мм уже не дает гарантии удержания трубы клиньями, происходит проскальзывание трубы.

В основу настоящего изобретения положена задача устранения контакта зубьев клиньев с трубой при движении ее вниз (в дальнейшем «холостой ход»), что повышает надежность работы захвата, увеличивает срок службы клиньев.

Для обеспечения этих результатов в захвате клиновом, содержащем корпус, в верхней части которого выполнена внутренняя конусная расточка с размещенными в ней клиньями, согласно изобретению клинья в верхней наружной части имеют проточку, в которую вставлены кольцевые пружины растяжения, а в верхней внутренней части - конусную расточку, расположенную напротив наружной проточки.

На фиг.1 изображено положение клиньев при движении трубы вниз («холостой ход»), на фиг.2 - положение при движении трубы вверх.

Захват клиновой содержит корпус 1 с внутренней конусной расточкой 2. В нижней части корпуса закреплен центратор 3 для трубы 4. Внутри корпуса 1 расположен пакет клиньев 5 с зубьями 6. В верхней (узкой) части клиньев 5 выполнена проточка 7, а внутри, напротив нее - конусная расточка 8. На наружную проточку надеты кольцевые пружины растяжения 9.

Устройство работает следующим образом. При подъеме трубы 4 под давлением пакет клиньев 5 вместе с ней поднимается вверх, заходит в конусную расточку 2 корпуса 1. Клинья 5 поворачиваются, прилегают зубьями 6 к трубе 4 и фиксируют ее, предупреждая дальнейшее движение вверх. При движении трубы 4 вниз кольцевые пружины растяжения 9, надетые на шейку проточки 7, поворачивают клинья 5 таким образом, что клин прижимается к трубе 4 поверхностью конусной расточки 8. При этом зубья 6 отходят от трубы 4. При этом сила пружин удерживает пакет клиньев на трубе. При дальнейшем ходе трубы 4 вниз пакет клиньев 5 опускается вместе с ней и упирается в центратор 3, а труба 4 скользит по конической расточке 8, не имея контакта с рабочими кромками зубьев 6.

Применение данного изобретения обеспечивает надежный автоматический захват трубы при выталкивании из скважины, устраняет простои на замену или чистку клиньев, увеличивает срок службы клиньев.

Практика показала, что через такой клиновой захват можно протолкнуть 12-15 тысяч метров труб без зашламовывания зубьев и без заметного износа рабочих кромок.