устройство для извлечения из скважины оборванных труб

Формула изобретения

Устройство для извлечения из скважины оборванных труб, включающее метчик со сквозным осевым отверстием и с коническим наконечником, имеющим наружную ловильную резьбу, и муфтовую головку с присоединительной резьбой для соединения с бурильными трубами, отличающееся тем, что оно снабжено полым цилиндрическим корпусом и переводником, установленным в верхней части полого цилиндрического корпуса и соединяющим его с метчиком и муфтовой головкой посредством резьбовых соединений, в нижней части полого цилиндрического корпуса выполнены сквозные отверстия, расположенные рядами в плоскостях, перпендикулярных оси устройства, выше сквозных отверстий внутри полого цилиндрического корпуса размещено цанговое устройство, установленное на центрирующем кольце, жестко закрепленном фиксирующими винтами, размещенными в одном из рядов сквозных отверстий, при этом лепестки цангового устройства размещены ниже метчика на расстоянии, определяемом зависимостью

S ₁=L_м-S₂,

где S₂ - высота ловильной резьбы метчика, на которую вворачивается метчик в тело муфты ловимой трубы, мм,

L_м - длина муфты ловимой трубы, мм.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для ловли за внутреннюю поверхность оборванных в скважине труб и извлечения их из газовых, газоконденсатных и нефтяных скважин.

Известно устройство, применяемое для ловли и извлечения из скважины оборванных труб, включающее метчик с коническим наконечником, имеющим наружную ловильную резьбу, и муфтовую головку с присоединительной резьбой для соединения с бурильными трубами [Справочник по капитальному ремонту нефтяных и газовых скважин / А.С.Яшин, С.В.Авилов, О.А.Гамазов и др. - М.: Недра, 1973. - С.178-187].

Недостатком устройства является большая вероятность срыва труб с ловильной резьбы метчика и повторное падение труб на забой скважины при расхаживании заклиненных ловимых труб и больших нагрузках на метчик при работе в глубоких скважинах с большими подвесками труб.

Известен метчик ловильный, применяемый для ловли и извлечения из скважины оборванных труб, включающий метчик с коническим наконечником, имеющим наружную ловильную резьбу, и муфтовую головку с присоединительной резьбой для соединения с бурильными трубами [Пат. РФ №2136842, МПК 6 Е21В 31/20, опубл. 10.09.1999].

Недостатком известного устройства является большая вероятность срыва труб с ловильной резьбы метчика и повторное падение труб на забой скважины при расхаживании заклиненных ловимых труб и больших нагрузках на метчик при работе в глубоких скважинах с большими подвесками труб, ранее оборвавшихся и упавших на забой, а в настоящее время заловленных.

Задача, стоящая при создании инструмента, состоит в разработке надежного и безотказного в работе механизма, особенно в условиях мобильности капитального ремонта скважин.

Достигаемый технический результат, который получается в результате создания инструмента, состоит в повышении надежности извлечения ловимых труб из скважины при минимальных затратах на монтаж и техническое обслуживание.

Технический результат достигается тем, что устройство для извлечения из скважины оборванных труб, включающее метчик со сквозным осевым отверстием и с коническим наконечником, имеющим наружную ловильную резьбу, и муфтовую головку с присоединительной резьбой для соединения с бурильными трубами, в отличие от прототипа снабжено полым цилиндрическим корпусом и переводником, установленным в верхней части полого цилиндрического корпуса и соединяющим его с метчиком и муфтовой головкой посредством резьбовых соединений, в нижней части полого цилиндрического корпуса выполнены сквозные отверстия, расположенные рядами в плоскостях, перпендикулярных оси устройства, выше сквозных отверстий, внутри полого цилиндрического корпуса размещено цанговое устройство, установленное на центрирующем кольце, жестко закрепленном фиксирующими винтами, размещенными в одном из рядов сквозных отверстий, при этом лепестки цангового устройства размещены ниже метчика на расстоянии S₁, определяемом зависимостью:

S₁=L_м-S ₂,

где S₂ - высота ловильной резьбы метчика, на которую вворачивается метчик в тело муфты ловимой трубы, мм,

L_м - длина муфты ловимой трубы, мм.

На фиг.1 показано устройство для извлечения из скважины оборванных труб, на фиг.2 - то же, при захвате ловимых труб, на фиг.3 - то же, при нарезании новой резьбы на ловимых трубах и последующем их извлечении.

Устройство состоит из метчика 1, муфтовой головки 2, переводника 3, полого цилиндрического корпуса 4, цангового устройства 5, центрирующего кольца 6 и фиксирующих винтов 7.

Метчик 1 выполнен с коническим наконечником, имеющим наружную ловильную резьбу 8 для врезания в тело оборванной и ловимой трубы. Метчик 1 выполнен со сквозным осевым отверстием. В верхней части муфтовой головки 2 выполнена внутренняя присоединительная резьба для соединения с бурильными трубами (не показаны), а в нижней части - внутренняя присоединительная резьба для соединения с метчиком 1 и наружная присоединительная резьба для соединения с переводником 3.

В нижней части переводника 3 выполнена внутренняя присоединительная резьба для соединения с полым цилиндрическим корпусом 4.

В полом цилиндрическом корпусе 4 в нижней части выполнены сквозные отверстия 9, расположенные рядами в плоскостях, перпендикулярных оси устройства.

Напротив одного ряда сквозных отверстий 9, например верхнего, внутри полого цилиндрического корпуса 4, закреплено центрирующее кольцо 6, которое жестко крепится фиксирующими винтами 7 к полому цилиндрическому корпусу 4.

На центрирующем кольце 6, внутри полого цилиндрического корпуса 4, размещено цанговое устройство 5.

Выше верхнего ряда сквозных отверстий 9 на уровне верхнего торца центрирующего кольца 6, когда оно закреплено в верхнем ряде сквозных отверстий 9, в полом цилиндрическом корпусе 4 выполнены осевые прорези 10, предназначенные для монтажа цангового устройства 5 внутри полого цилиндрического корпуса 4 и для промывки устройства.

Сквозные отверстия 9 выполнены таким образом, чтобы завинченные в центрирующее кольцо 6 винты 7 не выступали за габариты устройства. Расстояния между рядами сквозных отверстий 9 определяются длиной (L _м) муфты 12 ловимой трубы 13. Длины муфт 12 разных ловимых труб 13 различные и зависят от их диаметра и исполнения [Трубы нефтяного сортамента: Справочник / Под общей ред. А.Е.Сарояна. - М.: Недра, 1987. - С.341-362]. Например, для извлечения гладких насосно-компрессорных труб, применяемых на Ямбургском месторождении, имеющих диаметр 73, 89 и 114 мм, расстояние (l ₁) между верхним рядом сквозных отверстий 9 и средним должно составлять 14 мм, а между средним и нижним (l ₂) - 10 мм.

Башмак устройства выполнен в виде направляющей со специальными наклонными вырезами 11, позволяющими устройству при необходимости забуриваться в песчаную пробку (не показано), которой зачастую присыпаны ловимые трубы 13.

Устройство работает следующим образом.

На поверхности собирают заявленное устройство. Центрирующее кольцо 6 закрепляют с помощью фиксирующих винтов 7 напротив одного из рядов сквозных отверстий 9 из расчета того, чтобы лепестки цангового устройства 5 разместились ниже метчика 1 на расстоянии (S₁), определяемом зависимостью:

S₁=L _м-S₂,

где S ₂ - высота ловильной резьбы 8 метчика 1, на которую вворачивается метчик 1 в тело муфты 12 ловимой трубы 13.

Опыт извлечения оборванных труб из скважин на Ямбурском месторождении показывает, что обычно метчик 1 вворачивается в тело муфты 12 ловимой трубы 13 на длину 2-3 ниток ловильной резьбы 8, что составляет по высоте 25 мм.

Размещение центрирующего кольца 6 в одном из рядов сквозных отверстий 9 определяется длиной (L_м ) муфты 12 ловимой трубы 13. Например, для извлечения оборванной гладкой насосно-компрессорной трубы диаметром 73 мм центрирующее кольцо 6 размещают в верхнем ряду сквозных отверстий 9, для извлечения труб диаметром 89 и 114 мм - соответственно в среднем и нижнем рядах.

На центрирующее кольцо 6 через осевые прорези 10 устанавливают цанговое устройство 5, лепестки которого размещаются ниже метчика 1 на расстоянии (S₁).

Собранное устройство на колонне бурильных труб без вращения опускают в скважину.

Осторожно наводят устройство с помощью направляющей, выполненной в нижней части полого цилиндрического корпуса 4 в виде специальных наклонных вырезов 11, на ловимую трубу 13. Центрирующее кольцо 6 направляет муфту 12 ловимой трубы 13 в раструб цангового устройства 5, совмещая ось ловимой трубы 13 с осью метчика 1. Продолжают спуск устройства до требуемой глубины, до контакта с метчиком 1. При этом муфта 12 ловимых труб 13 проходит через цанговое устройство 5, разжимая лепестки цангового устройства 5.

Одновременно начинают вращать устройство (влево) и ловильная резьба 8 метчика 1 начинает врезаться в тело муфты 12 ловимой трубы 13, перемещая метчик 1 на расстояние (S ₂). При этом цанговое устройство 5 будет также перемещаться вниз относительно муфты 12 ловимой трубы 13 на расстояние (S ₂).

Лепестки цангового устройства 5 будут скользить по наружной поверхности муфты 12 ловимой трубы 13 в сжатом положении до момента срыва их с муфты 12. После чего лепестки цангового устройства 5 сожмутся на теле самой ловимой трубы 13 ниже муфты 12, фиксируя и препятствуя прохождению муфты 12 в обратном направлении.

При достижении заданного усилия врезки метчика 1 проводится извлечение из скважины ранее оборвавшихся и упавших на забой и ловимых в настоящий момент труб по известному способу.

Ловимые трубы 13 при извлечении из скважины находятся в зацеплении с ловильной резьбой 8 метчика 1 и опираются на лепестки цангового устройства 5. Цанговое устройство 5 частично разгружает вес ловимых труб 13 с ловильной резьбы 8 метчика 1 на себя, препятствуя повторному обрыву ловимых труб 13 и повышая надежность их извлечения из скважины.

Сквозные отверстия в метчике 1 и полый цилиндрический корпус 4 позволяют проводить промывку устройства от песка и металлической стружки при подъеме ловимых труб 13, а осевые прорези 10 - при углублении устройства в песчаной пробке на забое скважины.

Предлагаемое устройство обеспечивает надежный захват и извлечение ловимых труб 13 из скважины, препятствует возникновению условий для повторного, аварийного, срыва ловимых труб 13 с ловильной резьбы 8 метчика 1, обладает несложной конструкцией, удобно при монтаже и обслуживании. Кроме того, позволяет извлечь ловимые трубы 13 даже в случае их повторного обрыва с ловильной резьбы 8 метчика 1 за счет удержания муфты 12 лепестками цангового устройства 5 внутри полого цилиндрического корпуса 4 устройства и, тем самым, устранить дополнительные затраты, связанные с повторными ловильными работами в случае обрыва и падения ловимых труб 13 на забой скважины.

Таким образом, заявляемое устройство позволяет значительно повысить надежность и эффективность извлечения из скважины труб и, в конечном итоге, обеспечить надежность ремонта эксплуатационных скважин за счет сокращения времени их простоя в случае повторного обрыва труб и спуска нового устройства для их извлечения.