переводник для безопасного извлечения колонны бурильных труб

Формула изобретения

Переводник для безопасного извлечения колонны бурильных труб, содержащий нижний и верхний корпусы, соединенные между собой посредством конической резьбы, причем в верхнем корпусе установлен полый вал, верхний конец которого выполнен с правой конической резьбой, а нижний конец расположен в нижнем корпусе, вал выполнен с участками, входящими в зацепление с нижним и верхним корпусами для передачи крутящего момента по колонне труб в правую сторону нижнему корпусу и исключения воздействия крутящего момента на резьбу, посредством которой соединены нижний и верхний корпусы, при этом вал подпружинен в осевом направлении посредством винтовой цилиндрической пружины сжатия, а на валу выполнена, по меньшей мере, одна кольцевая канавка для размещения в ней резинового уплотнительного кольца для герметизации пространства между валом и внутренней стенкой нижнего корпуса, отличающийся тем, что нижний и верхний корпусы соединены между собой посредством левой конической резьбы, верхний конец вала соединен с колонной бурильных труб, нижний конец вала выполнен с шестигранным в поперечном сечении участком, входящим в зацепление с шестигранным участком внутренней поверхности нижнего корпуса, над шестигранным концом вала расположены цилиндрический средний участок вала, диаметр которого равен диаметру описанной окружности ниже расположенного шестигранного поперечного сечения, и верхний участок вала, выполненный с шестигранным поперечным сечением, входящим в зацепление с шестигранным отверстием в торцевой стенке верхнего корпуса и конической правой резьбой на расположенном над ним, верхнем конце, посредством которой вал соединен с колонной стальных бурильных труб, при этом, по меньшей мере, одна кольцевая канавка для размещения в ней резинового уплотнительного кольца выполнена на цилиндрическом среднем участке вала, выше выполнена кольцевая канавка для взаимодействия с латунными срезными винтами, расположенными диаметрально противоположно в нижнем корпусе и входящими в указанную кольцевую канавку для удержания вала от осевого перемещения относительно нижнего корпуса, винтовая цилиндрическая пружина сжатия охватывает верхний участок вала и расположена в верхнем корпусе с упором верхним концом во внутреннюю торцевую поверхность торцевой стенки верхнего корпуса и нижним концом в уступ, образованный на валу цилиндрическим средним участком вала.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к оборудованию для бурения и капитального ремонта скважин. Безопасный переводник применяется в составе бурильной колонны труб при выполнении сложных работ с использованием стальных бурильных труб (СБТ) и предназначен для разъединения бурильной колонны в месте его установки в случае прихвата инструмента.

Известен переводник, содержащий корпус с центральным каналом и переходник, соединенные между собой посредством левой резьбы, а в корпусе размещен предохранитель от проворота в виде полого штока с эксцентричным выступом, совмещенным с эксцентричной выемкой в зоне расположения левой резьбы, и гнездом под сбрасываемый с поверхности груз, например стальной шарик (см. патент RU № 2058471, кл. E21B 17/06, 20.04.1996).

Однако данный переводник имеет сложную конструкцию и сравнительно большие габариты, а также невысокую производительность и оперативность при разъединении колонны труб.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является переводник для безопасного извлечения колонны бурильных труб, содержащий нижний и верхний корпусы, соединенные между собой посредством конической резьбы, в верхнем корпусе установлен полый вал, верхний конец которого выполнен с правой конической резьбой, а нижний конец - расположен в нижнем корпусе, причем вал выполнен с участками, входящими в зацепление с нижним и верхним корпусами для передачи крутящего момента по колонне труб в правую сторону нижнему корпусу и исключения воздействия крутящего момента на резьбу, посредством которой соединены нижний и верхний корпусы, при этом вал подпружинен в осевом направлении посредством винтовой цилиндрической пружины сжатия, а на валу выполнена, по меньшей мере, одна кольцевая канавка для размещения в ней резинового уплотнительного кольца для герметизация пространства между валом и внутренней стенкой нижнего корпуса (см. патент US № 2708100, кл. E21B 17/06, 10.05.1955).

Однако и данный переводник имеет сложную конструкцию, сравнительно большие габариты и недостаточную надежность работы, что связано с тем, что одинаковая направленность резьбы, посредством которого соединены верхний и нижний корпусы и присоединительных резьб колонны СБТ в ряде случаев может привести к отвороту резьбового соединения СБТ в месте наименьшего сопротивления, то есть в вертикальной части ствола скважины, а не резьбы, посредством которой соединены нижний и верхний корпусы.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является устранение указанных выше недостатков.

Технический результат заключается в упрощении конструкции переводника и повышении надежности его работы.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что переводник для безопасного извлечения колонны бурильных труб содержит нижний и верхний корпусы, соединенные между собой посредством конической резьбы, причем в верхнем корпусе установлен полый вал, верхний конец которого выполнен с правой конической резьбой, а нижний конец - расположен в нижнем корпусе, вал выполнен с участками, входящими в зацепление с нижним и верхним корпусами для передачи крутящего момента по колонне труб в правую сторону нижнему корпусу и исключения воздействия крутящего момента на резьбу, посредством которой соединены нижний и верхний корпусы, при этом вал подпружинен в осевом направлении посредством винтовой цилиндрической пружины сжатия, а на валу выполнена, по меньшей мере, одна кольцевая канавка для размещения в ней резинового уплотнительного кольца для герметизация пространства между валом и внутренней стенкой нижнего корпуса, при этом нижний и верхний корпусы соединены между собой посредством левой конической резьбы, верхний конец вала соединен с колонной бурильных труб, нижний конец вала выполнен с шестигранным в поперечном сечении участком, входящим в зацепление с шестигранным участком внутренней поверхности нижнего корпуса, над шестигранным концом вала расположены цилиндрический средний участок вала, диаметр которого равен диаметру описанной окружности ниже расположенного шестигранного поперечного сечения, и верхний участок вала, выполненный с шестигранным поперечным сечением, входящим в зацепление с шестигранным отверстием в торцевой стенке верхнего корпуса и конической правой резьбой на расположенным над ним верхнем конце, посредством которой вал соединен с колонной стальных бурильных труб, при этом, по меньшей мере, одна кольцевая канавка для размещения в ней резинового уплотнительного кольца выполнена на цилиндрическом среднем участке вала, выше выполнена кольцевая канавка для взаимодействия с латунными срезными винтами, расположенными диаметрально противоположно в нижнем корпусе и входящими в указанную кольцевую канавку для удержания вала от осевого перемещения относительно нижнего корпуса, винтовая цилиндрическая пружина сжатия охватывает верхний участок вала и расположена в верхнем корпусе с упором верхним концом во внутреннюю торцевую поверхность торцевой стенки верхнего корпуса и нижним концом в уступ, образованный на валу цилиндрическим средним участком вала.

На фиг.1 представлен продольный разрез переводника.

На фиг.2 представлено сечение А-А на фиг.1.

На фиг.3 представлено сечение Б-Б на фиг.1.

Переводник для безопасного извлечения колонны бурильных труб содержит нижний 1 и верхний 2 корпусы, соединенные между собой посредством левой конической резьбы 3. В верхнем корпусе 2 установлен полый вал 4, верхний конец 5 которого выполнен с правой конической резьбой, а нижний конец 6 - расположен в нижнем корпусе 1.

Вал 4 выполнен с участками, входящими в зацепление с нижним 1 и верхним 2 корпусами для передачи крутящего момента по колонне труб (не показана на чертеже) в правую сторону нижнему корпусу 1 и исключения воздействия крутящего момента на резьбу 3, посредством которой соединены нижний 1 и верхний 2 корпусы.

Вал 4 подпружинен в осевом направлении посредством винтовой цилиндрической пружины 7 сжатия, а на валу 4 выполнена, по меньшей мере, одна кольцевая канавка для размещения в ней резинового уплотнительного кольца 8 для герметизация пространства между валом 4 и внутренней стенкой нижнего корпуса 1.

Верхний конец 5 вала соединен левой конической резьбой с колонной бурильных труб, например через переводник 9. Нижний конец 6 вала 4 выполнен с шестигранным в поперечном сечении участком, входящим в зацепление с шестигранным участком внутренней поверхности нижнего корпуса 1, высота которого равна высоте шестигранного нижнего конца 6 вала 4. Над шестигранным нижним концом 6 на валу 4 расположены цилиндрический средний участок 10, диаметр которого равен диаметру описанной окружности ниже расположенного шестигранного поперечного сечения нижнего конца 6, и верхний участок 11, выполненный с шестигранным поперечным сечением, входящим в зацепление с шестигранным отверстием в торцевой стенке 12 верхнего корпуса.

По меньшей мере, одна кольцевая канавка для размещения в ней резинового уплотнительного кольца 8 выполнена на цилиндрическом среднем участке 10 вала 4, выше выполнена кольцевая канавка 13 для взаимодействия с латунными срезными винтами 14, расположенными диаметрально противоположно в нижнем корпусе 1 и входящими в указанную кольцевую канавку 13 для удержания вала от осевого перемещения относительно нижнего корпуса 1.

Винтовая цилиндрическая пружина 7 сжатия охватывает верхний участок 11 вала 4 и расположена в верхнем корпусе 1 с упором верхним концом во внутреннюю торцевую поверхность торцевой стенки 12 верхнего корпуса 2 и нижним концом в уступ 15, образованный на валу 4 цилиндрическим средним участком 10 вала 4.

В процессе работы при осевом перемещении колонны бурильных труб переводник для безопасного извлечения колонны бурильных труб удерживается в показанном на фиг.1 исходном (рабочем) состоянии за счет латунных срезных винтов 14, установленных в нижнем корпусе 1.

В процессе выполнения фрезерных работ с вращением всей компоновки СБТ вправо жесткая фиксация от вращения конической резьбы 3 осуществляется за счет передачи крутящего момента от шестигранной поверхности верхнего участка 11 вала 4 к нижнему корпусу 1. При этом коническая резьба 3 разгружена.

Перевод переводника в положение, при котором происходит аварийное разъединение переводника в случае прихвата, выполняется путем создания нагрузки (натяжения вверх) сверх собственного веса СБТ на подъем, при этом происходит срезание латунных винтов 14 и перемещение вала 4 в верхнее положение. Для индикации кратковременного изменения показаний нагрузки может быть использован индикатор веса ИВЭ-50, которая сопровождается характерным щелчком, при этом нижний конец 6 вала 4 с шестигранным профилем освобождается от зацепления с шестигранным участком нижнего корпуса 1, оставаясь в зацеплении с шестигранным отверстием в торцевой стенке 12 верхнего корпуса 2. При этом происходит сжатие винтовой цилиндрической пружины 7. Далее производится рассхаживание инструмента.

Если результат рассхаживания положительный, переводник приводится в исходное положение за счет имеющийся винтовой цилиндрической пружины 7, путем уменьшения нагрузки (натяжения вверх), что позволяет продолжить работы по фрезированию, при этом предотвращается несанкционированное разъединение по левой конической резьбе 3.

Если результат рассхаживания отрицательный, то ротором создается медленное вращение по часовой стрелке колонны СБТ с валом 4 и верхним корпусом 2, а нижний корпус 1 и подвешенная на нем ниже компоновка остаются прихваченными и, соответственно, не вращаются. Вращательное движение передается через шестигранное соединение от вала 4 верхнему корпусу 2 и конической резьбе 3 переводника, выполненной левой, что приводит к разъединению верхнего 2 и нижнего 1 корпусов и, как следствие, к разъединению компоновки для проведения фрезерных работ в скважине.

Конструкция переводника для безопасного извлечения колонны бурильных труб позволяет производить рассхаживание инструмента после срезания латунных винтов 14 и перехода вала 4 в верхнее положение. Подбором определенного количества латунных срезных винтов 14 определяется усилие нагрузки при переходе из рабочего положения в положение для извлечения колонны бурильных труб из скважины. В случае необходимости, после рассхаживания компоновки, возможно возобновление передачи вращательного движения рабочему инструменту, например, фрезам.