Пристрій для різання труб у свердловині

Реферат: Пристрій для різання труб у свердловині, який містить корпус з радіальними каналами та пазами для розміщення шарнірно закріплених за допомогою осей різцеутримувачів з армованими різцями, що утримуються у вихідному положенні пружинними фіксаторами, поршень з виконаним на верхній торцевій поверхні розточенням-сідлом для встановлення куліклапана, поздовжнім центральним циркуляційним отвором і конусом, що виконаний в нижній частині поршня для взаємодії з відповідною поверхнею різцеутримувачів, пружину для упору та повернення поршня у вихідне положення, кільцеву канавку, виконану у верхній частині корпуса для встановлення розпірного кільця, виконаний в середній частині корпуса радіальний отвір для встановлення утримуючого пальця, що за допомогою подовжньої канавки, виконаної на зовнішній поверхні поршня, утримує поршень від осьового повороту, встановлені в нижній частині корпуса втулку, пружину і утримуюче кільце з можливістю осьового переміщення, виконані на зовнішній поверхні корпуса кутові розточення для кріплення кутових утримувачів. Радіальні циркуляційні канали в нижній частині поршня виконані напроти різців у вигляді повздовжніх щілин, а нижня частина втулки виконана у вигляді конусного продовження корпуса і на її зовнішній конусній поверхні впаяні різці з надтвердими зубцями. UA 90428 U (12) UA 90428 U UA 90428 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до нафтогазовидобувної промисловості, зокрема до пристроїв, які використовуються під час ремонту свердловин для відрізання частини насоснокомпресорних, бурильних та обсадних труб для подальшого їх вилучення зі свердловини. 3 Відомий свердловинний труборіз-фрезер (а.с. СРСР № 926233, МПК Е21В 29/00, публ. 07.05.1982, бюл. № 17), що включає корпус з радіальними промивними каналами та пазами для розміщення шарнірно закріплених за допомогою осей різцеутримувачів і поршень з поздовжнім центральним циркуляційним отвором і штуцером, установлений рухливо в верхній внутрішній частині корпуса для взаємодії з різцеутримувачами з армованими різцями, що утримуються у вихідному положенні пружним фіксатором. Поршень у нижній частині виконаний у вигляді конуса для взаємодії з відповідною поверхнею різцеутримувачів і спирається на пружину, призначену для його повернення у вихідне положення. В нижній частині корпуса співвісно із штуцером встановлений сигналізатор, основною частиною якого є стержень з конічною вершиною. Вихід стержня регулюється втулкою і пружиною, що встановлені в нижній частині корпуса. Для фіксації різців в крайньому положенні передбачений обмежувач. Недоліками відомого пристрою є складність конструкції, що збільшує ймовірність поломки елементів пристрою та зменшує надійність його роботи, обмежена технологічність його застосування, які полягають в наступному: можливість поломки шарнірно закріплених різцеутримувачів із-за відсутності фіксації осей, на яких вони працюють; відсутність можливості вилучення на поверхню відрізаної труби; відсутність можливості роботи пристрою без циркуляції; відсутність фіксації поршня від переміщення вверх при спуску пристрою в свердловину; відсутність можливості оперативної заміни різцеутримувачів із різцями для розширення технологічних можливостей пристрою. Найбільш близьким аналогом (прототипом) за технічною сутністю та результатом, що досягається до запропонованого технічного рішення є труборізка внутрішня (патент України № 34043, МПК Е21В 29/00, публ. 25.07.2008, бюл. №14), яка містить корпус з радіальними каналами та пазами для розміщення шарнірно закріплених за допомогою осей різцеутримувачів з армованими різцями, що утримуються у вихідному положенні пружинними фіксаторами, поршень з поздовжнім центральним циркуляційним отвором та з виконаним в нижній частині конусом для взаємодії з відповідною поверхнею різцеутримувачів, пружину для упору та повернення поршня у вихідне положення, встановлені в нижній частині корпуса втулку та пружину. У верхній частині корпуса виконана внутрішня кільцева канавка для встановлення розпірного кільця, в середній частині - радіальний отвір для встановлення утримуючого пальця, що утримує поршень від осьового повороту, а на зовнішній поверхні корпуса виконані кутові розточення для кріплення кутових утримувачів. Всередині нижньої частини корпуса встановлене з можливістю осьового переміщення утримуюче кільце, в нижній частині поршня виконані направлені радіальні циркуляційні канали, а на верхній торцевій поверхні виконано розточення-сідло для встановлення кулі-клапана. Недоліками пристрою за прототипом є недостатня надійність його роботи та обмежена технологічність застосування, що полягає в наступному: можливість передчасного зламу різців із-за невеликого прохідного отвору радіальних циркуляційних каналів, що не забезпечують достатнього охолодження і винос залишків різання на поверхню; можливість аварійного непроходження та прихоплення пристрою в грубах, внутрішня поверхня яких має відхилення циліндричності й округлості, що викликає необхідність, перед їх різанням, виконувати додаткові свердловинні операції з фрезерування їх внутрішньої поверхні. Задачею корисної моделі є підвищення надійності роботи пристрою за рахунок забезпечення достатнього охолодження і виносу залишків різання на поверхню та розширення технологічних можливостей пристрою за рахунок можливості, перед різанням труб, що мають відхилення циліндричності й округлості, викопувати фрезерування їх внутрішньої поверхні для запобігання аварійного непроходження і прихоплення пристрою. Для вирішення поставленої задачі пропонується пристрій для різання труб у свердловині, який містить корпус з радіальними каналами та пазами для розміщення шарнірно закріплених за допомогою осей різцеутримувачів з армованими різцями, що утримуються у вихідному положенні пружинними фіксаторами, поршень з виконаним на верхній торцевій поверхні розточенням-сідлом для встановлення кулі-клапана, поздовжнім центральним циркуляційним отвором і конусом, що виконаний в нижній частині поршня для взаємодії з відповідною поверхнею різцеутримувачів, пружину для упору та повернення поршня у вихідне положення, кільцеву канавку, виконану у верхній частині корпуса для встановлення розпірного кільця, 1 UA 90428 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 виконаний в середній частині корпуса радіальний отвір для встановлення утримуючого пальця, що за допомогою подовжньої канавки, виконаної на зовнішній поверхні поршня, утримує поршень від осьового повороту, встановлені в нижній частині корпуса втулку, пружину і утримуюче кільце з можливістю осьового переміщення, виконані на зовнішній поверхні корпуса кутові розточення для кріплення кутових утримувачів, згідно корисної моделі, радіальні циркуляційні канали в нижній частині поршня виконані напроти різців у вигляді повздовжніх щілин, а нижня частина втулки виконана у вигляді конусного продовження корпуса і на її зовнішній конусній поверхні впаяні різці з надтвердими зубцями. Для пояснення суті запропонованого технічного рішення на фіг.1 зображений загальний вигляд пристрою для різання труб у свердловині при спуску в свердловин, на фіг.2 зображений загальний вигляд пристрою у робочому стані, на фіг.3 - переріз А-А фіг. 1. Пристрій складається з корпуса 1 з радіальними каналами 2 та пазами 3, у верхній частині якого викопана внутрішня кільцева канавка 4 для встановлення розпірного кільця 5, що фіксує переміщення поршня 6 вверх при спуску пристрою в свердловину. В середній частині корпуса І виконаний радіальний отвір 7 для встановлення утримуючого пальця 8, на зовнішній поверхні корпуса 1 виконані кутові розточення 9 для кріплення за допомогою болтів 10 кутових утримувачів 11, що фіксують осі 12 різцеутримувачів 13 з армованими різцями 14 від випадання при роботі пристрою та дозволяють у випадку технологічної необхідності оперативно замінити різцеутримувачі 13 з армованими різцями 14. Всередині нижньої частини корпуса 1 розташоване з можливістю осьового переміщення утримуюче кільце 15 для фіксації різцеутримувачів 13 від повернення у вихідне положення при вилученні частини відрізаної аварійної труби (надалі за текстом - труби) на поверхню, підпружинене пружиною 16, яка опирається на втулку 17, (встановлену за допомогою різьби в нижній частині корпуса 1). Крім того, всередині корпуса 1 встановлений підпружинений пружиною 18 поршень 6 з повздовжнім циркуляційним отвором 19 та конусом 20, виконаним в нижній частині поршня 6 для взаємодії з відповідною поверхнею 21 різцеутримувачів 13, що утримуються у вихідному положення пружинними фіксаторами 22, а на зовнішній поверхні поршня 6 виконана подовжня канавка 23, що утримує через палець 8 поршень 6 від осьового повороту. В нижній частині поршня 6 виконані радіальні циркуляційні канали 24, які для більш ефективного охолодження різців та виносу залишків різання виконані у вигляді повздовжніх щілин напроти різців 14. На верхній торцевій поверхні поршня 6 виконано розточення-сідло 25 для встановлення у випадку необхідності кулі-клапана 26, що дозволяє, в разі наявності поглинань в свердловині, працювати без циркуляції. Нижня частина втулки 17 викопана у вигляді конусного продовження корпуса 1 і на її зовнішній конусній поверхні впаяні різці з надтвердими зубцями 27. Пристрій працює наступним чином. Пристрій на малій швидкості спускають з обертанням в свердловину до наміченого місця відрізання труби. При обертанні пристрою різці з надтвердими зубцями 27, що впаяні на зовнішній конусній поверхні втулки 17 виконують фрезерування внутрішньої поверхні труб, що мають відхилення циліндричності й округлості. Переконавшись у вільному проходженню пристрою в трубах шляхом підйому-спуску пристрою здійснюють обертання його і одночасно приводять в дію бурові насоси. При роботі бурових насосів промивна рідина перетікає з внутрішньої частини корпуса 1 в повздовжній циркуляційний отвір 19 поршня 6 і створює зусилля на його верхню торцеву поверхню, внаслідок чого поршень 6 рухається вниз. При цьому конус 20 поршня 6 взаємодіє з відповідною поверхнею 21 різцеутримувачів 13 і висуває їх в радіальному напрямку до контакту армованих різців 14 з трубою, яку необхідно відрізати. При подальшому висуванні різцеутримувачів 13 армовані різці 14 врізаються у внутрішню поверхню труби і прорізають її. При цьому, за рахунок радіальних циркуляційних каналів 24 поршня 6, що виконані у вигляді повздовжніх щілин над різцями 14, здійснюється ефективне охолодження різців 14 та винос залишків різання. В момент, коли труба буде повністю прорізана, про що буде свідчити падіння тиску із-за відкриття поршнем 6 радіальних каналів 2 корпуса 1, утримуюче кільце 15 під дією пружини 16, що опирається на втулку 17, зафіксує різцеутримувачі 13 від повернення у вихідне положення, що забезпечить утримування на армованих різцях 14 відрізаної частини труби при вилученні її на поверхню після скидання тиску промивної рідини і повернення поршня 6 у вихідне положення за допомогою пружини 18. Фіксацію від осьового повороту поршня 6 під час його роботи забезпечують утримуючий палець 8, встановлений в радіальному отворі 7 корпуса 1 та подовжня канавка 23 поршня 6, а фіксацію від переміщення поршня 6 вверх при спуску пристрою в свердловину забезпечує розпірне кільце 5, встановлене у внутрішній кільцевій канавці 4 корпуса 1. 2 UA 90428 U 5 10 15 20 З метою використання пристрою тільки для відрізання, без подальшого вилучення відрізаної частини аварійної груби на поверхню, для надійної і безперешкодної роботи пристрою необхідно вилучити із її конструкції утримуюче кільце 15 та пружину 16. Тоді, при прорізанні аварійної груби поршень 6 за допомогою пружини 18 переміститься вверх, а пружинні фіксатори 22 повернуть різцеутримувачі 13 з армованими різцями 14 у вихідне положення, тобто всередину пристрою, що дасть змогу без перешкод вилучити її на поверхню. Технічним результатом від застосування запропонованої конструкції пристрою є підвищення ефективності проведення аварійно-відновлювальних робіт в свердловинах шляхом забезпечення надійності її роботи та розширення технологічних можливостей за рахунок: - утворення над різцями радіальних циркуляційних каналів вигляді повздовжніх щілин, що забезпечить достатню подачу промивної рідини для охолодження різців та винос залишків різання; - виконання нижньої частини втулки у вигляді конусного продовження корпуса і упаювання на її зовнішній поверхні різців з надтвердими зубцями для фрезерування внутрішньої поверхні аварійних труб перед їх різанням, що мінімізує вірогідність аварійного непроходження або прихоплення пристрою в трубах. Використання пристрою для різання труб у свердловині забезпечить під час робіт з ремонту свердловин надійне і безаварійне виконання свердловино-операцій із різання труб у свердловині і скорочення часу на їх проведення, що дозволить нафтогазовидобувним підприємствам збільшити обсяги видобутку вуглеводнів. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 35 Пристрій для різання труб у свердловині, який містить корпус з радіальними каналами та пазами для розміщення шарнірно закріплених за допомогою осей різцеутримувачів з армованими різцями, що утримуються у вихідному положенні пружинними фіксаторами, поршень з виконаним на верхній торцевій поверхні розточенням-сідлом для встановлення куліклапана, поздовжнім центральним циркуляційним отвором і конусом, що виконаний в нижній частині поршня для взаємодії з відповідною поверхнею різцеутримувачів, пружину для упору та повернення поршня у вихідне положення, кільцеву канавку,виконану у верхній частині корпуса для встановлення розпірного кільця, виконаний в середній частині корпуса радіальний отвір для встановлення утримуючого пальця, що за допомогою подовжньої канавки, виконаної на зовнішній поверхні поршня, утримує поршень від осьового повороту, встановлені в нижній частині корпуса втулку, пружину і утримуюче кільце з можливістю осьового переміщення, виконані на зовнішній поверхні корпуса кутові розточення для кріплення кутових утримувачів, який відрізняється тим, що радіальні циркуляційні канали в нижній частині поршня виконані напроти різців у вигляді повздовжніх щілин, а нижня частина втулки виконана у вигляді конусного продовження корпуса і на її зовнішній конусній поверхні впаяні різці з надтвердими зубцями. 3 UA 90428 U 4 UA 90428 U 5 UA 90428 U Комп’ютерна верстка І. Скворцова 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 6