Труболовка зовнішня, що звільнюється

Реферат: Труболовка зовнішня, що звільнюється, яка складається з розміщеного між перехідником та направленням корпуса із конічною внутрішньою поверхнею, усередині якого міститься верхнє кільце, ущільнююча манжета, захватний механізм, на внутрішній поверхні якого виконана ловильна різь, та шпонкове з'єднання, причому на внутрішній поверхні корпуса нарізані витки спіральних конусів, які відповідні виткам спіральних конусів, що виконані на зовнішній поверхні захватного механізму, який разом із додатково встановленим нижнім кільцем утворює шпонкове з'єднання. UA 73538 U (12) UA 73538 U UA 73538 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до нафтогазовидобувної промисловості, зокрема до ловильного інструменту для захоплення і вилучення із свердловини аварійної колони труб. 7 Відомий овершот (патент України № 54492, МПК Е21В31/18, опубл. 17.03.2003, бюл. № 3), який містить складений корпус, в нижній частині якого виконана внутрішня конічна поверхня і встановлена з можливістю осьового переміщення підпружинена захватна втулка цангового типу з відповідною зовнішньою конічною поверхнею і внутрішньою нарізкою, причому на внутрішній поверхні нижньої частини корпуса упаяні різці з надтвердими зубцями, а верхня частина корпуса містить кульковий та пальчиковий вузли звільнення. Недоліком такого пристрою є складність вузлів звільнення, яка полягає у наявності великої кількості деталей, спроможних спричинити відмову в роботі, а саме наявність кульок-фіксаторів, пружин, сферичного клапана та його рухомого сідла тощо. Крім того, пристрій має обмежене застосування щодо діапазону діаметрів труб, що вилучаються. Найбільш близьким аналогом до запропонованого технічного рішення за технічною суттю та результатом, що досягається, є труболовка зовнішня, що звільнюється (Предупреждение и ликвидация аварий в бурении. Пустовойтенко И.П.. - М.: Недра, 1988. С.172-173), яка містить корпус з конічною поверхнею в нижній внутрішній частині. Усередині корпуса в пазах закріплені дві шпонки, уздовж яких по відповідних пазах на зовнішній поверхні рухаються захвати у вигляді плашок з ловильною різзю на внутрішній поверхні. У верхній частині корпуса над плашками встановлені кільце, гумова манжета та натискна втулка зі спіральною пружиною. Верхньою частиною труболовка з'єднується з робочою колоною труб через перехідник, а нижньою - до спрямовуючої воронки (направлення). Недоліками такої труболовки є обмеженість її використання щодо діапазону діаметрів труб, що вилучаються, та недостатня вантажопідйомність. Задачею корисної моделі є підвищення надійності і вантажопідйомності труболовки та розширення її технологічних можливостей за рахунок підвищення надійності механізму захвату і спрощення механізму звільнення, а також забезпечення можливості її використання для широкого діапазону діаметрів труб, що вилучаються, за рахунок вибору типу захватного механізму. Для вирішення поставленої задачі пропонується труболовка зовнішня, що звільнюється, яка містить розміщений між перехідником та направленням корпус із конічною внутрішньою поверхнею, усередині якого встановлені верхнє кільце, ущільнююча манжета, захватний механізм, на внутрішній поверхні якого виконана ловильна різь, та шпонкове з'єднання, згідно з запропонованим технічним рішенням, внутрішня поверхня корпуса містить витки спіральних конусів, які відповідні виткам спіральних конусів, що виконані на зовнішній поверхні захватного механізму. Захватний механізм виконаний у вигляді цанги або конічної гвинтової спіралі. У залежності від типу захватного механізму шпонкове з'єднання складається зі шпонкового виступу нижнього кільця та шпонкового паза цангового захватного механізму або зі шпонкового паза нижнього кільця та шпонкового виступу спірального захватного механізму. Захватний механізм завдяки спіральним конусам, що виконані на його зовнішній поверхні, спіральним конусам внутрішньої поверхні корпуса та шпонковому з'єднанню має можливість поздовжньо-обертового переміщення. Верхнє і нижнє кільця, ущільнюючі манжети та захватний механізм є замінними деталями труболовки. Для пояснення суті запропонованого технічного рішення наведені креслення, де на фіг. 1 зображено загальний вид труболовки, яка оснащена цанговим захватним механізмом, на фіг. 2 переріз А-А фіг. 1, на фіг. 3 зображено загальний вид труболовки, яка оснащена спіральним захватним механізмом, на фіг. 4 - переріз Б-Б фіг. 3. Труболовка з'єднується з робочою колоною труб за допомогою перехідника 1, до якого різзю приєднано корпус 2, у верхній частині якого встановлене верхнє кільце 3 із внутрішньою проточкою під ущільнюючу манжету 4, яка для поліпшення герметичності може бути виконана, наприклад А-подібною. На внутрішній конічній поверхні корпуса 2 виконані витки спіральних конусів 5, які відповідні виткам спіральних конусів 6 зовнішньої поверхні цангового або спірального захватного механізму. Цанга 7 застосовується, якщо діаметр труб, що вилучаються, значно менший ніж розмір самого цангового захвата, а конічна гвинтова спіраль 8 застосовується, якщо діаметр труб, що вилучаються, близький до максимального розміру спірального захвата труболовки. Для забезпечення надійного зчеплення з трубою, що вилучається, на внутрішній поверхні як цанги 7, так і конічної гвинтової спіралі 8 нарізана крупна ловильна різь 9. У нижній частині корпуса 2 встановлене кільце 10 із внутрішньою проточкою під встановлення ущільнюючої манжети 11. Кільце 10 виконано із шпонковим виступом 12, який є відповідним шпонковому пазу 13 цанги 7. У разі встановлення конічної гвинтової спіралі 8, у кільці 10 окрім шпонкового виступу 12 виконано шпонковий паз 14, який є відповідним нижньому 1 UA 73538 U 5 10 15 20 25 30 35 40 кінцю конічної гвинтової спіралі 8, виконаного у вигляді шпонкового виступу 15. Кільце 10 фіксується в корпусі 2 направленням 16, що з'єднується з корпусом 2 різзю. Труболовка зовнішня, що звільнюється, працює наступним чином. У залежності від діаметра труби, що підлягає вилученню, визначають компоновку труболовки відповідним до нього типом захватного механізму. Труболовку кріплять до робочої колони труб через перехідник 1 і спускають у свердловину. Досягнувши верхньої частини труби, що вилучається, повільно обертають робочу колону труб вправо, що досягається передачею обертального моменту шпонковим з'єднанням між шпонковим виступом 12 нижнього кільця 10 і шпонковим пазом 13 цанги 7 при використанні цангового захватного механізму або шпонковим пазом 14 нижнього кільця 10 і шпонковим виступом 15 конічної гвинтової спіралі 8 при використанні спірального захватного механізму. Продовжують спуск труболовки для пропуску труби, що вилучається, усередину корпуса 2 крізь направлення 16, нижнє кільце 10 із ущільнюючою манжетою 11, захватний механізм, який поступово розтискається завдяки переміщенню спіральних конусів 6 захватного механізму по відповідних спіральних конусах 5 корпуса 2 і одночасного поздовжньо-обертового переміщення у корпусі 2. Верхня частина труби, що вилучається, проходить крізь верхнє кільце 3 із ущільнюючою манжетою 4 до контакту з перехідником 1. Далі припиняється спуск робочої колони труб і створюється тягове зусилля, ініціюючи при цьому стиснення труби, що вилучається, від зусилля, яке утворюється при переміщенні вниз цанги 7 або стиснення конічної гвинтової спіралі 8. При цьому це зусилля рівномірно розподіляється в зоні дії захватного механізму по зовнішній поверхні труби, що вилучаються, через взаємодію спіральних конусів 5 корпусу 2 і спіральних конусів 6 захватного механізму, забезпечуючи максимальну вантажопідйомність труболовки, а завдяки нарізаній на внутрішній поверхні захватного механізму крупній ловильній різі 9, забезпечується надійне захоплення труби. Після захоплення труби, що вилучається, створюють циркуляцію рідини, що обумовлює обтискання труби ущільнюючими манжетами 4 та 11, тим самим досягаючи герметичного перекриття кільцевого простору навколо труби, створюючи циркуляцію у аварійній колоні із метою полегшення звільнення її у разі можливого прихоплення. За необхідності звільнити труболовку від труб, що вилучаються, виконують різке розвантаження робочої колони труб, яке призводить до розкріплення захватного механізму, тобто до такого положення спіральних конусів 6 захватного механізму, за якого вони виходять із жорсткого зачеплення зі спіральними конусами 5 корпуса 2. Зняття труболовки з труби, що вилучається, здійснюється повільним правим обертанням й одночасним повільним підійманням робочої колони з припиненням циркуляції, що призводить до розширення захватного механізму і стискання ущільнюючих манжет 4 та 11. Технічним результатом від застосування запропонованої труболовки зовнішньої, що звільнюється, є підвищення її надійності і технологічних можливостей за рахунок підвищення вантажопідйомності труболовки і надійності механізму захвату, спрощення механізму звільнення, а також забезпечення використання її для широкого діапазону діаметрів труб завдяки можливості вибору змінних захватних механізмів. Впровадження труболовки дозволить буровим і нафтогазовидобувним підприємствам ефективно здійснювати аварійно-відновлювальні роботи у недіючих свердловинах і збільшити обсяги видобутку вуглеводнів за рахунок підвищення рівня успішності ловильних робіт та зменшення кількості спуско-підйомних операцій. 45 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 1. Труболовка зовнішня, що звільнюється, яка складається з розміщеного між перехідником та направленням корпуса із конічною внутрішньою поверхнею, усередині якого міститься верхнє кільце, ущільнююча манжета, захватний механізм, на внутрішній поверхні якого виконана ловильна різь, та шпонкове з'єднання, яка відрізняється тим, що на внутрішній поверхні корпуса нарізані витки спіральних конусів, які відповідні виткам спіральних конусів, що виконані на зовнішній поверхні захватного механізму, який разом із додатково встановленим нижнім кільцем утворює шпонкове з'єднання. 2. Труболовка зовнішня, що звільнюється, за п. 1, яка відрізняється тим, що захватний механізм виконаний у вигляді цанги, при цьому шпонкове з'єднання складається зі шпонкового виступу нижнього кільця та шпонкового паза цангового захватного механізму. 3. Труболовка зовнішня, що звільнюється, за п. 1, яка відрізняється тим, що захватний механізм виконаний у вигляді конічної гвинтової спіралі, при цьому шпонкове з'єднання 2 UA 73538 U складається зі шпонкового паза нижнього кільця та шпонкового виступу спірального захватного механізму. Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3