устройство для ликвидации обрыва бурильных труб

Формула изобретения

Устройство для ликвидации обрывов бурильных труб, включающее метчик и центрирующую воронку, отличающееся тем, что метчик и воронка, контактируя по скользящей посадке посредством соответственно цилиндрической проточки и расточки, имеют возможность относительно друг друга свободно проворачиваться и под действием пружины перемещаться в осевом направлении, причем рабочая поверхность воронки выполнена в форме конуса с параметрами, обеспечивающими плотный обхват конца оборванной трубы независимо от степени ее износа в заданных пределах и заклинивание трубы между воронкой и метчиком с момента начала его внедрения в тело трубы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области бурового инструмента, применяемого при ликвидации аварий в скважине, связанных с обрывами бурильных труб сложного характера и в сложных геолого-технических условиях бурения.

Известен наиболее близкий аналог, принятый за прототип, метчик с центрирующей воронкой (см. кн. «Горная энциклопедия», Гл. ред. Е.А.Козловский и др. - М.: Сов. Энциклопедия. Т.3. Кенган-Орт., 1987, с.112).

В данном устройстве центрирующая воронка предназначена лишь для повышения точности попадания метчика в отверстие трубы и, имея существенно больший внутренний диаметр по отношению к наружному диаметру трубы, воронка не предохраняет от разрыва трубу при ввинчивании в нее метчика. Чтобы предотвратить разрыв трубы от распирающего действия метчика, необходимо обеспечить плотный обхват конца трубы, что неосуществимо устройством, принятым за прототип. Поэтому существующий метчик с центрирующей воронкой не обеспечивает надежный захват и ликвидацию обрыва бурильных труб, что влечет за собой возникновение аварий и удорожание буровых работ.

Задача изобретения состоит в повышении надежности захвата бурильной трубы метчиком с центрирующей воронкой.

Для решения этой задачи в устройстве для ликвидации обрывов бурильных труб, включающем метчик и центрирующую воронку, последняя посредством расточки в корпусе установлена в соответствующей проточке корпуса метчика так, что метчик свободно проворачивается и перемещается вдоль оси при неподвижной воронке. Внутренняя рабочая поверхность воронки выполнена в форме конуса с параметрами, обеспечивающими сопряжение этой поверхности с концом трубы независимо от степени ее износа в заданных пределах. При этом соответствующее осевое перемещение воронки относительно метчика обеспечивается пружиной, установленной между воронкой и метчиком.

Изобретение иллюстрируется чертежом. Устройство состоит из метчика 1, переходника 2, воронки 3 и пружины 4. Воронка 3 своей расточкой 5 находится в контакте с проточкой 6 корпуса метчика, а пружина 4 расположена между торцом воронки 3 и упорным уступом в теле переходника 2, что, с одной стороны, обусловливает свободное вращение метчика вместе с переходником относительно неподвижной воронки, а с другой - обеспечивает заданное выдвинутое положение воронки относительно метчика перед началом его вхождения в трубу 7. Рабочая часть воронки 3 выполнена в форме конуса 8, параметры которого выбраны в соответствии с параметрами конца трубы 7 с учетом ее износа в заданных пределах. Благодаря этому, а также действию пружины 4, регулирующей перемещение воронки 3 в осевом направлении относительно метчика 1, при любой степени износа трубы 7 ее конец перед началом нарезки резьбы всегда находится одновременно в контакте с метчиком и воронкой. Поэтому в процессе нарезки резьбы в трубе возможность разрыва ее исключается.

Заявляемое устройство позволяет решить поставленную задачу.

Действительно, метчик, перемещаясь в осевом направлении, входит внутрь трубы и, нарезая на ее внутренней поверхности резьбу, соединяется с ней. При этом, если труба изношена до предела, то воронка входит в контакт с ней в крайнем нижнем положении относительно метчика и сохраняет его до начала процесса захвата трубы. Если оборванная труба не изношена, т.е. практически новая, то контакт конуса воронки с концом трубы произойдет раньше. В этом случае пружина начнет сжиматься. После появления контакта метчика с концом трубы в обоих указанных случаях метчик сжимает пружину, врезаясь в тело трубы вплоть до окончания процесса захвата бурильной колонны, оставленной в результате обрыва трубы в скважине. В обоих случаях воронка предотвращает разрыв трубы при внедрении в нее метчика, и, следовательно, заявляемое устройство повышает надежность захвата трубы

Устройство для ликвидации обрывов бурильных труб работает следующим образом (см. чертеж).

Подготавливают воронку 3, параметры конуса 8 которой соответствуют параметрам конца новой и предельно изношенной трубы 7 данного типоразмера. В воронку вставляют метчик 1 до полного сопряжения его проточки 6 с расточкой 5 воронки. Затем в метчик ввинчивают переходник 2 с предварительно вставленной в его проточку пружиной 4, обеспечивающей выдвинутое положение воронки относительно метчика. Собранное устройство спускают в скважину на бурильной колонне, накрывают им конец оборванной трубы так, что метчик входит внутрь трубы и начинается процесс ее захвата. Если труба новая, то сначала в контакт с ней вступает воронка, а затем метчик, при этом пружина сжимается. В случае, если труба изношена до предельного состояния, то в контакт с ней одновременно вступают воронка и метчик. В дальнейшем труба заклинивается между воронкой и режущей частью метчика, и последний, сжимая пружину, ввинчивается в тело трубы при неподвижной воронке. Затем оставленную бурильную колонну поднимают на поверхность и заменяют оборванную трубу.