скважинный ловитель "кузьма"

Формула изобретения

1. Скважинный ловитель, включающий корпус с осевым каналом и со ступенчатой наружной поверхностью, жестко соединенные с ним проходной колокол и фрезерную коронку, и направляющую с торцевым пазом под аварийную колонну труб, соединенную с корпусом посредством срезного элемента, отличающийся тем, что он снабжен узлом фиксации направляющей относительно стенок скважины и центратором для аварийной колонны, размещенным в полости фрезерной коронки, причем минимальный внутренний диаметр центратора меньше внутреннего диаметра проходного колокола по нижнему торцу.

2. Скважинный ловитель по п.1, отличающийся тем, что узел фиксации направляющей выполнен в виде радиально подпружиненных плашек, шарнирно закрепленных в сквозных пазах, выполненных в направляющей, и взаимодействующего с ними в рабочем положении привода, при этом плашки и привод в исходном положении расположены на разных уровнях.

3. Скважинный ловитель по п.2, отличающийся тем, что привод плашек выполнен в виде втулки с коническим торцом, закрепленным на наружной поверхности фрезерной коронки с возможностью вращения.

4. Скважинный ловитель по п.2, отличающийся тем, что плашки со стороны оси ловителя снабжены телами качения, взаимодействующими с коническим торцом привода плашек.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горному делу, а именно к устройствам для извлечения колонны труб, "голова" которой находится в каверне скважины, диаметр которой в несколько раз превышает диаметр бурильной колонны.

Известен скважинный ловитель, содержащий корпус с шарнирно подсоединенным крючком и проходной колокол (см. авторское свидетельство СССР №141833, кл. Е21В 31/02, 1961).

Недостатком указанного ловителя является низкая эффективность его работы, связанная с необходимостью использования гидравлического привода и сложностью создания необходимого крутящего момента для поворота отводного крючка для захвата оборванной колонны труб, "голова" которой расположена в каверне.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является скважинный ловитель, включающий корпус с осевым каналом и со ступенчатой наружной поверхностью, жестко соединенные с ним проходной колокол и фрезерную коронку, и направляющую с торцевым пазом под аварийную колонну труб, соединенную с корпусом посредством срезного элемента (см. рацпредложение "Приспособление для ликвидации обрыва отклоненной в каверну бурильной трубы" в "Сборнике рационализаторских предложений и изобретений, рекомендованных для внедрения в геологической отрасли", вып.8 (152), М., ВИЭМС, 1983.

Недостатком данного ловителя является малая надежность в работе из-за отсутствия жесткой фиксации направляющей, а следовательно, и аварийной колонны относительно стенок скважины. Отсутствие такой фиксации создает значительные трудности при фрезеровании аварийной колонны и приводит к быстрому выходу из строя фрезерной коронки. Другим недостатком известного ловителя является сложность "накрытия" отрезанной "головы" аварийной колонны проходным колоколом из-за отсутствия центратора для аварийной колонны в полости фрезерной коронки. Учитывая же, что "голова" аварийной колонны после ее фрезерования постоянно прижата к стенкам фрезерной коронки, в известном ловителе соединение аварийной колонны с колоколом требует значительных затрат времени.

В связи с изложенным технической задачей изобретения является повышение надежности и эффективности работы ловителя за счет жесткой фиксации аварийной колонны относительно стенок скважины и ее центровки относительно проходного колокола.

Поставленная задача решается тем, что скважинный ловитель, включающий корпус с осевым каналом и со ступенчатой наружной поверхностью, жестко соединенные с ним проходной колокол и фрезерную коронку, и направляющую с торцевым пазом под аварийную колонну труб, соединенную с корпусом посредством срезного элемента, согласно изобретению снабжен узлом фиксации направляющей относительно стенок скважины и центратором для аварийной колонны, размещенным в полости кольцевого фрезера, причем минимальный внутренний диаметр центратора меньше внутреннего диаметра проходного колокола по нижнему торцу.

Решению поставленной задачи способствуют также и то, что:

- узел фиксации направляющей выполнен в виде радиально подпружиненных плашек, шарнирно закрепленных в сквозных пазах, выполненных в направляющей, и взаимодействующего с ними в рабочем положении привода, при этом плашки и привод в исходном положении расположены на разных уровнях;

- привод плашек выполнен в виде втулки с коническим торцом, закрепленным на наружной поверхности фрезерной коронки с возможностью вращения;

- плашки со стороны оси ловителя снабжены телами качения, взаимодействующими с коническим торцом привода плашек.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлен общий вид предложенного ловителя в продольном разрезе.

Скважинный ловитель содержит корпус 1 с осевым каналом 2 и ступенчатой наружной поверхностью, проходной колокол 3 и фрезерную коронку 4, жестко соединенные с корпусом 1 посредством удлинителя в виде патрубка 20, и направляющую 5, соединенную с корпусом 1 посредством срезного штифта 6. Возможен вариант соединения направляющей 5 с корпусом 1 посредством промежуточной втулки 7. Направляющая 5 выполнена с боковой прорезью 8 в форме клина под аварийную колонну 9 и снабжена узлом фиксации, выполненным в виде радиально подпружиненных плашек 10, которые посредством осей 11 шарнирно закреплены в сквозных пазах 12 направляющей 5. Плашки 10 снабжены приводом в виде втулки 13 с коническим торцом, взаимодействующим с плашками 10 при осевом перемещении привода относительно направляющей 5. Втулка 13 закреплена на корпусе фрезерной коронки 4 посредством шарикового подшипника 14 с возможностью вращения относительно коронки 4. Втулка 13 своим коническим торцом контактирует с плашками 10 через тела качения, преимущественно в виде шаров 15, закрепленных на внутренней поверхности плашек 10, т.е. со стороны оси ловителя. Плашки 10 в транспортном положении удерживаются посредством пружин 16, установленных между направляющей 5 и плашками 10. При этом плашки 10 располагаются заподлицо с наружной поверхностью направляющей 5 и не препятствуют спуску и вращению ловителя в скважине. Плашки 10 и их привод в виде втулки 13 в исходном положении располагаются на разных уровнях, что исключает контакт плашек 10 со стенками скважины при проведении спуско-подъемных операций. Фрезерная коронка 4 оснащена режущими элементами 19. Для повышения надежности захвата аварийной колонны ловитель снабжен центратором 17 с конической внутренней поверхностью, жестко соединенным с фрезерной коронкой 4 любым известным способом, например штифтами 18, и расположенным непосредственно под нижним торцом проходного колокола 3. При этом минимальный внутренний диаметр центратора 17 меньше внутреннего диаметра проходного колокола 3 по нижнему торцу, а обращенные один к другому торцы центратора 17 и проходного колокола 4 расположены на минимальном расстоянии, обеспечивая беспрепятственный проход "головы" аварийной колонны через центратор 17 в полость проходного колокола 4.

Скважинный ловитель работает следующим образом. Ловитель посредством резьбы соединяют с бурильной колонной (не показана) и опускают в скважину в зону расположения "головы" аварийной колонны 9. Путем вращения колонны труб с ловителем совмещают прорезь 8 направляющей 5 с "головой" 9 аварийной колонны. При опускании ловителя вниз благодаря клиновой форме прорези 8 направляющая 5 жестко фиксирует "голову" аварийной колонны 9. После этого путем создания избыточного усилия на бурильную колонну срезают штифты 6 и фрезерную коронку 4 опускают вниз до контакта с аварийной колонной 9. При этом втулка 13, двигаясь вниз вместе с фрезерной коронкой 4, взаимодействует с плашками 10 и своим коническим торцом раздвигает их до контакта со стенками скважины, фиксируя направляющую 5 относительно стенок скважины. Затем, вращая бурильную колонну, фрезерной коронкой 4 срезают аварийную колонну 9, "голова" которой подается в полость центратора 17 и далее в полость проходного колокола 3, а отрезанная часть аварийной колонны 9 падает на забой скважины. Благодаря тому, что минимальный проходной диаметр центратора 17 меньше входного диаметра проходного колокола 3, "голова" 9 аварийной колонны центрируется по оси ловителя и гарантированно попадет в полость проходного колокола 3. При дальнейшем вращении бурильной колонны проходной колокол 3 прочно соединяется с аварийной колонной и обеспечивает подъем оставленных в скважине труб. При подъеме колонны труб корпус 1 ловителя снова входит в контакт с направляющей 5, которая поднимается вместе с корпусом 1 на поверхность. При этом благодаря осевому смещению плашек 10 и втулки 13, т.е. расположению их на разных уровнях, плашки 10 занимают транспортное положение и не препятствуют их подъему из скважины, а из-за значительной разницы между диаметрами бурильной колонны и скважины отрезанная часть аварийной колонны не препятствует подъему захваченной колонны.

Преимуществом предложенного ловителя по сравнению с прототипом является более эффективная его работа благодаря жесткой фиксации "головы" аварийной колонны относительно стенок скважины и тем самым созданию благоприятных условий работы для фрезерной коронки, а также благодаря гарантированному захвату аварийной колонны проходным колоколом.