Механічний яс колонний

Механічний яс колонний, що містить циліндричний корпус, який складається з двох патрубків, що зістиковані з'єднувальною муфтою з осьовим квадратним отвором, телескопічно установленого у ньому порожнистого штока із приєднувальним перехідником і виконаною на ЗОВНІШНІЙ поверхні порожнистого штока чотиригранною призмою, вузла розчіплювання у вигляді конічної фрикційної пари, який відрізняється тим, що порожнистий шток виконаний із верхньою і нижньою чотири Винахід належить до нафтогазовидобувної промисловості, зокрема, до глибинних пристроїв, які призначені для ліквідації прихватів колони труб у свердловині і входять в компоновку бурильної колони Відомий механічний яс (ас №1691504 М Кп5 Е21В31/107 від 15 11 91 р Бюл №42), який складається з корпуса з ковадлами, штока з ВІДПОВІДНИМ числом бойків, вузла розчеплення у вигляді конусної пари, при цьому, відстані між усіма бойками і ковадлами рівні між собою при крайньому нижньому положенні штока, а всі бойки мають прокладки з пластичного металу При такому технічному рішенні сила удару обмежена розміром пружної деформації розтягнутої бурильної колони, що залежить від кута ухилу твірної фрикційної конічної пари, а так як, періодичність його ударів коливається у певних межах (1 гранними поверненими одна щодо одної на 45° призмами, поперечний переріз яких конгруентний перерізу квадратного отвору з'єднувальної муфти, розділювальна частина між призмами виконана у вигляді циліндричної шийки, висота якої відповідає висоті з'єднувальної муфти, при цьому вершина нижньої призми служить ударним торцем нижнього бою, основа верхньої призми - ударним торцем верхнього бою, а з'єднувальна муфта - ковадлом із нижньою і верхньою ударними площинами, порожнистий шток оснащений конічною насадкою, що разом із внутрішнім циліндром верхньої втулки складають фрикційну пару верхнього вузла розчіплювання, крім того порожнистий шток зафіксований у циліндричному корпусі вузлом фіксації, що містить приєднувальний перехідник з зовнішньою кільцевою проточкою, у якій розміщено пружинне півкільце, сферичні упорні елементи установлені в радіальні отвори перехідника, а сідло клапана з радіальними вікнами і циліндричним виступом закріплене зрізним гвинтом у внутрішній порожнині приєднувального перехідника 4хв), ударні імпульси не можуть накластись один на одного внаслідок загасання їх у матеріалі бурильної колони Іншим недоліком цього механічного яса є неможливість досягнення хаотичної частоти ударних імпульсів і регульованої величини сили удару, а також впливати на прихвачену колону спрямованою униз ударною енергією Крім того, пристрій не може бути включений в компоновку колони, тому що шток утримується в корпусі за рахунок фрикційної сили конічної пари, розчіплювання якої може відбутися при розходжуванні бурильної колони Найбільш близьким по технічній сутності і результату, що досягається, до запропонованого об'єкта є пристрій для буріння і ліквідації прихватів (а с №817204 М кл 3 Е21В23Ю0 від ЗО 03 81 Бюл №12), який містить циліндричний корпус, порожнистий шток, розміщений між ними ущільнюючий О о (О со о (О елемент, обмежувач і регулятор осьового ходу штока, конічну пару фрикційного зчеплення, що містить конічну муфту, яка установлена в корпусі СПІВВІСНО штоку Крім того, муфта установлена в корпусі з можливістю обмеженого осьового переміщення і взаємодії з ним за допомогою пружного елемента, виконаного у вигляді тарілчастих пружин, а зовнішня поверхня штока і внутрішня поверхня корпуса, для взаємодії, виконані у вигляді багатогранника Недоліком цього пристрою є ненадійність фіксації порожнистого штока в циліндричному корпусі, фіксація якого забезпечується ущільнюючим елементом і силою зчеплення фрикційної конічної пари, а при необхідності розходжування колони може відбутися передчасне розчеплення штока з корпусом Іншими недоліками цього пристрою є те, що при наявності ущільнюючого елемента, що здійснює великий опір прямуванню штока нагору, гаситься сила удару, а також неможливо діяти на прихвачену колону спрямованою униз ударною енергією для її розходжування Задачею цього винаходу є підвищення ефективності роботи пристрою за рахунок надійної фіксації штока - ударника в циліндричному корпусі для включення пристрою в компоновку бурильної колони з метою оперативного запровадження в дію при ускладненнях у процесі буріння, забезпечення спрямованих знакозмінних ударних діянь на прихвачену колону для її розходжування і скорочення часу на ліквідацію аварії Для вирішення поставленої задачі в механічному ясі колонному, що містить циліндричний корпус, який складається із двох патрубків, що зістиковані з'єднувальною муфтою з осьовим квадратним отвором, телескопічно установленого у ньому порожнистого штока із приєднувальним перехідником і виконаною на ЗОВНІШНІЙ поверхні чотиригранною призмою, вузла розчіплювання у вигляді конічної фрикційної пари, ВІДПОВІДНО ДО винаходу, порожнистий шток виконаний із верхньою і нижньою чотиригранними поверненими одна щодо одної на 45° призмами, поперечний перетин яких конгруентний перетину квадратного отвору з'єднувальної муфти, розділювальна частина між призмами виконана у вигляді циліндричної шийки, висота якої відповідає висоті з'єднувальної муфти, при цьому вершина нижньої призми служить ударним торцем нижнього бою, основа верхньої призми - ударним торцем верхнього бою, а з'єднувальна муфта - ковадлом із нижньою і верхньою ударними площинами, порожнистий шток постачений конічною насадкою, що разом із внутрішнім циліндром верхньої втулки складають фрикційну пару верхнього вузла розчіплювання, крім того порожнистий шток зафіксований у циліндричному корпусі вузлом фіксації, що містить приєднувальний перехідник з зовнішньою кільцевою проточкою, у якій розміщене пружинне напівкільце, сферичні упорні елементи установлені в радіальні отвори перехідника, а сідло клапана з радіальними вікнами і циліндричним виступом закріплене зрізним гвинтом у внутрішній порожнині приєднувального перехідника На фіг 1 - зображений пристрій у вихідному 60360 положенні, загальний вид, на фіг 2 - теж у робочому положенні, при ударі нагору, загальний вид, на фіг 3 - теж у зарядженому положенні для удару униз, загальний вид, на фіг 4 - перетин А-А на фіг 1, на фіг 5 - перетин Б-Б на фіг З Механічний яс колонний містить циліндричний корпус 1, що складається з патрубка 2 із втулкою З і патрубка 4 із різьбовим ніпелем замка 5 Патрубок 2 і патрубок 4 зістиковані між собою ковадлом 6 (муфтою) з осьовим квадратним отвором 7, всередину якого телескопічно установлений із можливістю знакозмінного осьового переміщення і передачі крутного моменту порожнистий шток 8 На порожнистому штоку 8 виконані верхня чотиригранна призма 9 і нижня чотиригранна призма 10, повернені щодо верхньої призми на 45° (див фіг 4), поперечний перетин яких конгруентний поперечному перетину квадратного отвору 7 ковадла 6 Між призмами 9 і 10 проточена циліндрична шийка 11, висота проточки якої відповідає висоті ковадла 6, при цьому, вершина призми 10 є ударним торцем нижнього бою, а основа призми 9 ударним торцем верхнього бою До основи полого штока 8 різзю приєднаний конусний наконечник 12 із кутом нахилу менше кута тертя сталі по сталі і разом із внутрішньою циліндричною розточкою 13 різьбового ніпеля замка 5 складають фрикційну пару вузла розчіплювання нижнього бою Над призмою 9 жорстко установлена конічна насадка 14, що із внутрішнім циліндром 15 втулки 3 складають фрикційну пару вузла розчіплювання верхнього бою В внутрішньому циліндрі 15 виконана циліндрична розточка 16, що є елементом вузла фіксації 17 полого штока 8 у циліндричному корпусі І Вузол фіксації 17 сполучений різзю із порожнистим штоком 8 і складається з приєднувального перехідника 18 із зовнішньою кільцевою розточкою 19, у якій установлене пружинне напівкільце 20, ЗОВНІШНІЙ діаметр якого дорівнює діаметру циліндричної частини перехідника 18 Пружинне напівкільце 20 знаходиться в контакті зі сферичними упорними елементами 21, установленими в радіальні отвори приєднувального перехідника 18 У внутрішню порожнину перехідника 18 установлене сідло клапана 22 із виконаними в ньому радіальними вікнами 23 і циліндричним виступом 24 Радіальним діянням циліндричного виступу 24 на сферичні елементи 21 розтискають пружинне напівкільце 20 до входу його в циліндричну розточку 16 втулки 3, чим забезпечується надійна фіксація полого штока 8 у циліндричному корпусі 1 При цьому, сідло клапана 22 фіксується в приєднувальному перехіднику 18 зрізним гвинтом 25 УЩІЛЬНЮЮЧІ КІЛЬЦЯ рухливих з'єднань і бурильна колона, у компонування якої включений запропонований яс умовно не показані Механічний яс приводиться в дію шляхом скидання в бурильну колону сферичного клапана 26 Механічний яс колонний працює таким чином Механічний яс спускається в ствол свердловини в компоновці бурильної колони Для ліквідації прихватів у бурильну колону скидають сферичний клапан 26 і створюють надлишковий внутрішній тиск, яким руйнують зрізні гвинти 25 При цьому, сідло клапана 22 разом із сферичним клапаном 26 опуститься униз до упору з вершиною полого штока 8 Сферичні елементи 21 радіально перемістяться до осі пристрою у зазор, що утворився між внутрішньою порожниною приєднувального перехідника 18 і зовнішньою поверхнею сідла клапана 22, пружинне напівкільце 20 стиснеться, вийшовши з циліндричної розточки 16 втулки 3 і порожнистий шток 8 телескопічно звільниться від циліндричного корпуса 1 (див фіг 2) Натягом бурильної колони (умовно не показана) сполученої з порожнистим шток 8 розчіплюють фрикційну пару конусного наконечника 12 із внутрішньою циліндричною розточкою 13 різьбового ніпеля замка 5 За рахунок енергії деформації натягнутої бурильної колони вершиною чотиригранної призми здійснюється удар по муфті - ковадлу 6 Розвантаженням бурильної колони знову заклинюють фрикційну пару "конусний наконечник 12 - внутрішня циліндрична розточка 13" і повторюють спрямовані нагору удари Для зміни напрямку ударів, при натягнутій бурильній колоні і контакті ударного торця чотиригранної призми 10 із ковадлом 6, провертають бурильну колону разом із порожнистим штоком 8 Фіг і 60360 Так як, циліндрична шийка 11 у даний момент розташовується в квадратному отворі ковадла 6 і и діаметр відповідає відстані між сторонами квадрата, то при суміщенні граней призми 4 із сторонами квадрата, шток 8 телескопічно вільно ввійде в неї Натягом бурильної колони заклинюють фрикційну пару "конічна насадка 14 - внутрішній циліндр 15 втулки З" Розвантаженням ваги бурильної колони роз'єднують конічну насадку 14 і циліндр 15, унаслідок чого основою чотиригранної призми 9 здійснюється спрямований униз удар по ковадлу 6 (див фігЗ) Зміна напрямку удару здійснюється аналогічно вище описаному, але при розвантаженні ваги на ковадло 6 Використання механічного яса колонного при ліквідації ускладнень і аварій пов'язаних із прихватом колони труб, зривом пакеров, і т п дозволить значно скоротити час відновлюваних робіт і пов'язані з ними витрати, за рахунок оперативного запровадження яса в дію, можливості здійснювати ним спрямовані знакозмінні ударні діяння на прихвачену колону і регулювати силу ударів 60360 Комп'ютерна верстка О Гапоненко Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119