Пристрій для звільнення прихоплених труб

Винахід відноситься до нафтової та газової промисловості та може бути використаний для звільнення прихоплених тр уб при бурінні свердловин. Відомий пристрій для ліквідації прихоплення труб при бурінні свердловин (авт.св. СРСР № 1244280, кл. Ε 21 В 23/00). який складається з корпусу та лінійного Імпульсного двигуна з розміщеним на корпус! статором та встановленим в останньому з можливістю осьового переміщення якорем зі штоком, до якого прикріплюється вільний кінець прихопленої колони. Такий пристрій дозволяє при роботі двигуна створювати силові Імпульси через певні проміжки часу, імпульсне навантаження, що діє на статор, передається через корпус на вузол, який створює попереднє статичне розтягуюче зусилля в колоні. Протилежне за напрямком Імпульсне навантаження сприймається якорем та з'єднаною з ним колоною труб, формуючи в останній хвилі деформації. Але в такому пристрої силовий Імпульс, який сприймається колоною, не перевищує величини попереднього статичного розтягуючого навантаження тому, що при переміщенні якоря Імпульсного двигуна вгору порушується кінематичний зв'язок між верхньою частиною штока якоря та його корпусом, в результаті чого Імпульсне навантаження зрівноважується зі статичним. Найбільш близьким за конструкцією та призначенням до поданого рішення є пристрій для звільнення прихоплених труб (авт.св. СРСР № 1506073, кл. Ε 21 В 31/107). Цей пристрій складається з корпуса з силовим гідроциліндром та пружним резервуаром, які гідравлічно зв'язані між собою. лінійного Імпульсного двигуна з розміщеним в корпусі статором та встановленим в останньому з можливістю осьового переміщення якорем зі штоком, вузла для створення розтягуючих з усиль та вузла перетворення поступального руху штока силового гідроциліндра в обертовий. Такий пристрій дозволяє при включенні Імпульсного двигуна створювати додаткову силу натягу колони прихоплених труб за рахунок пружності рідини та резервуара, що розширює сферу його застосування. В основу винаходу поставлене завдання вдосконалення пристрою для звільнення прихоплених труб шля хом створення значного статичного навантаження прихопленої колони, додаткового до сили імпульсного двигуна, що забезпечує її максимальне навантаження і за рахунок цього призводить до розширення експлуатаційних можливостей та спрощення конструкції. Поставлене завдання досягається тим, що β пристрої для звільнений прихоплених труб, який включає корпус зі змонтованими в ньому силовими циліндрами та імпульсний двигун з розміщеним в корпусі статором та встановленим в останньому з можливістю осьового переміщення якорем зі штоком, згідно винаходу силові циліндри заповнені попередньо стиснутим газом та наділені пристроєм регулювання ходу штока поршня, а штоки поршнів контактують з траверсою, яка з'єднана штоком з якорем імпульсного двигуна, за допомогою регулювальних гвинтів. При переміщенні якоря Імпульсного двигуна вгору разом з поршнем необхідний такий додатковий об'єм рідини, який би зберіг тиск в циліндрі відомого пристрою. Але велика жорсткість рідини та пружного резервуару (товщина стінок в зв'язку а високим тиском значна) не дозволяє забезпечити необхідний додатковий об'єм, що призводить до падіння тиску в гідроциліндрі та зниження статичного навантаження на колону. В запропонованому пристрою попередньо стиснутий газ, що заповнює в пневмо-циліндрах певний об'єм, встановлений за допомогою пристрою регулювання ходу штока, представляє собою "газову пружину" з характеристикою, яка визначає залежність тиску від об'єму. Згідно характеристики зменшення тиску при включенні імпульсного двигуна та переміщенні його якоря не перевищує 20%, а тому статичне навантаження прихопленої колони додаткове до сили імпульсного двигуна залишається значним. В кінці Імпульсного циклу, коли величина Імпульсної сили падає до нуля, статичне навантаження колони знову досягає попереднього значення. Відсутність додаткового резервуара І тим самим перепускних отворів для газу та безінерційність його маси (у порівнянні З рідиною) дозволяють знизити час повернення якоря двигуна у вихідне положення для повторення імпульсу. Таким чином запропонований пристрій дозволяє підвищити експлуатаційні можливості. У відомому пристрої статичне навантаження колони забезпечується вузлом для створення розтягуючих з усиль. В запропонованому пристрої статичне навантаження здійснюється силовими циліндрами, а спеціальний вузол відсутній, що спрощує конструкцію. Застосування силових циліндрів, заповнених попередньо стиснутим газом, а також пристрою регулювання ходу штока поршня, який визначає попередній об'єм та тиск газу в циліндрах, забезпечує створення значного статичного навантаження додаткового до сили Імпульсного двигуна. Наявність регулювальних гвинтів» за допомогою яких штоки поршнів контактують з траверсою, яка з'єднана штоком з якорем Імпульсного, двигуна, дозволяє подати Імпульсну силу в момент досягнення значного статичного навантаження, що забезпечує максимальне навантаження прихоплених тр уб. На кресленні зображено пристрій для звільнення прихоплених труб. Пристрій для звільнення прихоплених труб містить лінійний імпульсний двигун 1, з'єднаний з корпусом силових пневмоциліндрів 2, в яких розташовані поршні 4 зі штоками 5, та пристрої для регулювання їх ходу 3. На штоках б встановлені регулювальні гвинти 6, які контактують з траверсою 7, з'єднаною штоком 8 з якорем 9. Якір 9 встановлено в статорі 10 лінійного Імпульсного двигуна 1 на штоку 11 з можливістю осьового переміщення. Шток 11 під час роботи пристрою з'єднаний з колоною бурильних труб. Корпус силових пневмоциліндрів 2 зв'язаний з пневматичною магістраллю 12 та наділений гаками 13. Пристрій для звільнення прихоплених труб працює таким чином . . Пристрій підвішують за гаки 13 за допомогою штропів до кронблока (на фіг. не зображено) бурової установки та пригвинчують ' шток 11 до колони бурильних труб. Через пневмомагістраль 12 в корпус силових пневмоциліндрів 2 подають газ з початковим тиском меншим від робочого. При цьому поршні 4 пересуваються та впираються в пристрої регулювання ходу Штока 3, Бурильну колону натягують за допомогою кронблока, талевої системи та лебідки бурової установки. Зусилля натягування з кронблока через штропи передається на гаки 13 корпуса пневмоциліндрів 2, переміщуючи Його вгору до упирання регулювальних Гвинтів б β траверсу 7, Робоче станичне навантаження бурильних труб досягається подальшим переміщенням корпуса пневмоциліндрів 2 вгору. Штоки поршнів 4 через регулювальні гвинти б натискають на траверсу 7, яка передав статичне навантаження через шток 8, якір 9 та шток 11 на бурильну колону. При цьому поршні 4 переміщуються вниз відносно корпуса пневмоциліндрів 2, стискаючи газ в пневмоциліндрах до робочого тиску, при якому якір 9 встановлюється в робоче положення відносно статора 10, а зусилля натягування колони зрівноважується силами тиску газу на поршні. Регулювальні гвинти 6 призначені для встановлення в робоче положення якоря 9 відносно статора 10 в залежності від початкового тиску в пневмоциліндрах. Для звільнення прихоплених тр уб лінійний Імпульсний двигун включають через певні проміжки часу. При цьому статор 10 та якір 9 сприймають однакові за величиною, але протилежні за напрямком силові Імпульси. Імпульсне навантаження, що діє на статор 10, передається на корпус Імпульсного двигуна 1 та на з'єднаний жорстко з ним корпус пневмоциліндрів 2 І далі через гаки 13 на штропи та кронблок бурової установки. Протилежне за напрямком Імпульсне навантаження, що дів на якір 9 викликає його переміщення вгору та видовження прихопленої колони. При цьому поршні 4 під дією стиснутого газу також переміщуються вгору. Тиск газу в циліндрах падає на деяку величину, що визначається характеристикою "газової пружини", забезпечуючи значне статичне навантаження колони додаткове до сили Імпульсного двигуна. Хвилі де формації формуються в ста тично навантаженій бурильній колоні та розповсюджуються до зони прихоплений, передаючи при цьому максимальне навантаження, яке приводить до звільнення прихоплених тр уб.