захватный элемент скважинного ловителя
Классы МПК: | E21B31/18 с наружным захватом, например овершоты |
Автор(ы): | Головкин С.А., Мавлютов М.Р., Акчурин Х.И., Ишбаев Г.Г. |
Патентообладатель(и): | Научно-производственное предприятие "Азимут" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1996-07-31 публикация патента:
10.06.1998 |
Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к ловителям, использующимся при ликвидации аварий в бурении и при подземном ремонте скважин. Захватный элемент скважинного ловителя выполнен в виде цанги. В ножках цанги выполнены шелевидные отверстия, ориентированные по оси цанги. Наружная поверхность плашек цанги выполнена в форме тора. Внутренняя зубчатая поверхность плашек цанги образует конус. Использование изобретения снижает число поломок цанги путем уменьшения изгибающих нагрузок, воздействующих на цангу, и путем повышения стойкости ножек цанги к изгибающим нагрузкам. 4 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4
Формула изобретения
Захватный элемент скважинного ловителя в виде цанги, содержащий плашки, ножки и связующее кольцо, отличающийся тем, что каждая ножка цанги имеет щелевидные отверстия, ориентированные по оси цанги, наружная поверхность плашек цанги имеет форму тора, а внутренняя зубчатая поверхность образует конус.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к ловителям, использующимся при ликвидации аварий в бурении и при подземном ремонте скважин. Известен захватный элемент ловителя в виде плоских пружин, закрепленных изнутри на цилиндрическом корпусе [1]. Недостатком его является то, что захват и удержание ловимого объекта возможны только при наличии на его поверхности уступа, в который могли бы упираться пружины. Захват и удержание объектов, имеющих гладкую поверхность, таким захватным элементом невозможен. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является захватный элемент ловителя в виде цанги [2], которая обеспечивает захват объектов за гладкую поверхность. Промысловый опыт эксплуатации ловителей показывает, что такая цанга часто выходит из строя из-за поломки ножек. При этом, как правило, становится невозможен захват ловимого объекта. Кроме того, создается опасность заклинивания упавшими в скважину обломками цанги движущегося в скважине инструмента как в момент проведения ловильных работ, так и при последующих операциях. Целью изобретения является снижение числа поломок цанги путем уменьшения изгибающих нагрузок, воздействующих на цангу, и путем повышения стойкости ножек цанги к изгибающим нагрузкам. Поставленная цель достигается тем, что в ножках цанги выполняются щелевидные отверстия, ориентированные по оси цанги, наружная поверхность плашек цанги выполняется в форме тора, а внутренняя зубчатая поверхность образует конус. Новым в устройстве цанги является то, что ножки цанги имеют щелевидные отверстия, наружная поверхность плашек цанги - тороидальная, а внутренняя зубчатая поверхность цанги - коническая. Такое выполнение цанги скважинного ловителя повышает стойкость ножек цанги к изгибающим нагрузкам. Кроме того, отмеченные особенности обеспечивают исключение поломок цанги на этапе захвата ловимого объекта и предотвращение утери плашек при образовании трещины в ножках цанги на этапе входа ловимого объекта в цангу. Все это в целом практически исключает вероятность отказа цанги в работе. Поэтому можно сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критериям изобретения "новизна" и "изобретательский уровень". На фиг. 1 изображена предлагаемая конструкция цанги. Как видно из фиг. 1 предлагаемая цанга скважинного ловителя состоит из плашек 1, переходящих в ножки 2, и далее - в связующее кольцо 3. Ножки и плашки цанги образованы щелевидными отверстиями 4, количество которых соответствует количеству ножек (плашек). При этом каждая ножка цанги имеет ряд щелевидных отверстий 5, протяженностью от основания плашки 1 до связующего кольца 3. Наружная поверхность плашек цанги имеет форму тора, а внутренняя зубчатая поверхность - коническая. В процессе работы цанга входит в зацепление с ловильным объектом 6. Устройство работает следующим образом. В процессе работы цанги выделим два этапа, которые изображены на фиг. 2-4: первый этап - вход ловимого объекта в цангу и второй - захват ловимого объекта цангой. На первом этапе работы (фиг. 2) ножки 2 цанги 1 раскрываются и ловимый объект 6 входит внутрь цанги. Происходит зацепление ловимого объекта 6 с цангой. При этом на ножки 2 цанги действует изгибающая нагрузка. Соответствующие эпюры Q и M показаны на фиг. 2 справа. При возникновении в любом месте ножки 2 цанги трещины последняя при своем развитии находит выход в ближайшем щелевидном отверстии 4. При этом не происходит утери плашки 1, т. к. в работе участвуют оставшиеся в целости части ножки 2 цанги, и работоспособность цанги, в целом, сохраняется. На втором этапе работы (фиг. 4), как и на первом этапе при несоосном расположении ловимого объекта 6 и корпуса ловителя цанги, касание ловимого объекта 6 с внутренней зубчатой поверхностью плашек благодаря ее конусности происходит по цилиндрической поверхности, которой на фиг. 3 соответствует прямая BC. На внутреннюю поверхность плашек 1 при этом действует распределенная нагрузка. Касание наружной поверхности плашек 1 корпусом ловителя благодаря тороидальной форме поверхности плашек происходит по кольцевой линии, которой на фиг. 3 соответствует точка A. Причем тороидальная поверхность должна быть ориентирована таким образом, чтобы точка A лежала на равном удалении от точек B и C, благодаря чему сила R и распределенная нагрузка qR, возникающие при захвате ловимого объекта 6 цангой предлагаемой конструкции, не вызывают дополнительных по сравнению с первым этапом работы (фиг. 2) нагрузок на ножки 2 цанги, так какR=qRS
где
S - площадь действия нагрузки qR, а направление действия R и qR - противоположно. Схема нагружения эпюры Q и M для этого случая показаны на фиг. 3 справа. Из них видно, что новая форма плашки обеспечивает отсутствие каких-либо дополнительных, по сравнению с первым этапом работы, нагрузок на ножки цанги. Рассмотрение работы цанги показывает, что предлагаемая конструкция скважинного ловителя повышает стойкость ножек цанги к изгибающим нагрузкам на первом этапе работы и полностью исключает возникновение изгибающих нагрузок на втором этапе работы.
Класс E21B31/18 с наружным захватом, например овершоты
устройство с овершотом - патент 2529040 (27.09.2014) | |
устройство для извлечения скважинных предметов - патент 2522361 (10.07.2014) | |
труболовка - патент 2462584 (27.09.2012) | |
освобождающаяся труболовка - патент 2451157 (20.05.2012) | |
скважинное ловильное устройство - патент 2410527 (27.01.2011) | |
труболовка - патент 2410526 (27.01.2011) | |
ловитель шариковый для ловли оборванного конца штанг в эксплуатационной колонне - патент 2393328 (27.06.2010) | |
устройство для очистки скважин - патент 2386783 (20.04.2010) | |
труболовка - патент 2331755 (20.08.2008) | |
наружная освобождающаяся труболовка - патент 2325506 (27.05.2008) |