PL64277B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: 06.X.1967 Francja Opublikowano: 15.XII.1971 64277 KI. 5 a, 17/06 MKP E 21 b, 17/06 Wspóltwórcy wynalazku: Wladimir Tiraspolsky, Remi Reynard, Roger Rouviere Wlasciciel patentu: Institut Francais du Pstrole des Carburants et Lubrifiants, Rueil-Malmaison (Francja) Mechaniczne urzadzenie rozprzegajace do gietkiego przewodu wiertniczego Wynalazek dotyczy mechanicznego urzadzenia rozprzegajacego do gietkiego przewodu wiertni¬ czego zabezpieczajacego odlaczenie gietkiego prze¬ wodu wiertniczego od czesci sztywnej kolumny wiertniczej, która podtrzymuje w przypadku za¬ klinowania czesci sztywnej tej kolumny.W klasycznym wierceniu stosuje sie szereg urzadzen zwanych polaczeniami lub zlaczami bez¬ pieczenstwa, które maja za zadanie rozprzezenie czesci górnej kolumny wiertniczej w przypadku zaklinowania; jednakze wszystkie te urzadzenia pracuja na zasadzie zastosowania jednoczesnego lub kolejnego rozciagania, sciskania i obrotu w jed¬ nym lub drugim kierunku sztywnej kolumny wiertniczej laczacej urzadzenie z powierzchnia.W przypadku gdy ciag klasycznych ciegiel jest zastapiony przez kolumne wiertnicza, utworzona z gietkiego przewodu unoszacego czesc sztywna kolumny wiertniczej, zawierajaca silnik bezposred¬ nio sprzezony z narzedziem wiertniczym, wówczas wystepuje tylko jeden rodzaj dzialania mechanicz¬ nego, przekazywanego od powierzchni w glab.Celem wynalazku jest wyeliminowanie wad wy¬ stepujacych w znanych urzadzeniach konstrukcyj¬ nych.Zadaniem wynalazku jest opracowanie konstruk¬ cji urzadzenia rozprzegajacego do gietkiego prze¬ wodu wiertniczego pozbawionego wyzej wymienio¬ nych wad, zabezpieczajacego przed niepozadanym odryglowaniem w wyniku dzialania przypadkowej 10 15 25 30 sily czesci pozostalej na dole, umozliwiajacego latwe ponowne sprzegniecie lub jej wyciagniecie na po¬ wierzchnie specjalnym urzadzeniem. A ponadto winno zabezpieczac przeslanie katowych sil od¬ powiadajacych na przyklad momentowi obroto¬ wemu reakcji silnika napedzajacego swider na koncu kolumny wiertniczej.Istota rozwiazania urzadzenia wedlug wynalaz¬ ku, pozwalajacego na rozprzezenie dwóch ele¬ mentów kolumny wiertniczej, na przyklad korpusu i elementu sprzegajacego, w wyniku wystepowa¬ nia minimalnej sily rozciagajacej przekraczajacej pewna okreslona granice, wywolanej miedzy tymi dwoma elementami i wystepujacej przez pewien okreslony czas, zawierajacego element sprzegajacy przesuwalny w stosunku do elementu pierwszego kolumny, równolegle do osi kolumny w wyniku rozciagania, srodki do chwytania i zwalniania z uchwytu drugi element kolumny od czesci sprze¬ gajacej jest to, ze posiada sprezynujacy element wycechowany laczacy pierwszy element kolumny z elementem sprzegajacym w sposób podatny ele¬ mentu na dzialanie sily rozciagajacej przylozonej miedzy tymi dwoma elementami kolumny, oraz element przystosowany do umozliwienia zwolnie¬ nia srodków do chwytania i zwalniania z uchwy¬ tu po minimalnym scisnieciu elementu sprezynu¬ jacego oraz posiada elementy amortyzujace przy¬ stosowane do hamowania przemieszczania czesci sprzegajacej w stosunku do elementu pierwszego. 6427764277 3 Cecha znamienna urzadzenia rozprzegajacego wedlug wynalazku jest równiez to, ze elementy amortyzujace zawieraja komore akumulacyjna o zmiennej objetosci w zaleznosci od przemiesz¬ czania, mieszczaca plyn hydrauliczny oraz komore 5 rozprezajaca polaczona z komora akumulacyjna za posrednictwem elementu amortyzujacego, na kanal laczacy obydwie komory, przy czym kanal stanowiacy element amortyzujacy posiada zawór umieszczony równolegle do kanalu laczacego ko- 10 mory.Dalsza cecha znamienna urzadzenia, w którym kolumne wiertnicza stanowi przewód wiertniczy jest to, ze komora rozprezajaca jest ograniczona elementem ruchomym, przy czym scianka ze- 15 wnetrzna tego elementu jest podatna na cisnienie plynu wiertniczego.Z chwila gdy sila rozciagajaca przekroczy pew¬ na okreslona granice urzadzenie umozliwia osiowe przemieszczenie urzadzenia blokujacego, uwalniajac 20 sprzeglo klowe, które teraz moze rozlaczyc. Ele¬ ment amortyzujacy uniemozliwia odryglowanie urzadzenia w wyniku krótkotrwalego dzialania si¬ ly rozciagajacej.Urzadzenie wedlug wynalazku stanowi korzystnie 25 element slimakowy zaopatrzony w zebra pierscie¬ niowe lub po linii srubowej rozmieszczone na po¬ wierzchni cylindra lub stozka, dopasowane do od¬ powiednich rowków slimacznicy zawierajacej pew¬ na liczbe odcinków rozczlonkowanych lub gietkich 30 i utrzymywanych promieniowo w wyniku obecnosci sprzegla pierscieniowego polaczonego sztywno z korpusem zewnetrznego cylindra zdolnym do wy¬ wolania wzglednego ruchu osiowego w stosunku do sprzegla w wyniku dzialania osiowej sily roz- 35 ciagajacej przekraczajacej z góry ustalona war¬ tosc na przyklad 50—80 lub 100 ton, w zaleznosci od srednic wyposazenia.Urzadzenie rozprzegajace stanowiace przedmiot wynalazku jest zwykle zablokowane w wyniku 40 dzialania sprezyny osiowej, korzystnie typu pod¬ kladki sprezynowej, uprzednio scisnietej do usta¬ lonej granicy naprezen i umieszczonej w komorze wypelnionej ciecza niescisliwa, na przyklad ole¬ jem, który zostaje usuniety z tej komory z chwi- 45 la gdy sila osiowa przekracza wartosc ustalona przy sprezaniu.Sprzezenia zapewnia tarcie powierzchni czolo¬ wych sprzegla powstale w wyniku dzialania spre¬ zyny uprzednio scisnietej. W przeciwnym razie 50 urzadzenie zawiera element blokujacy katowo wy¬ konujacy ruch slizgowy osiowy. Jezeli sila roz¬ ciagajaca dzialajac w sposób ciagly przekroczy wartosc graniczna, sprezyna jest sciskana i plyn wypelniajacy komore akumulacyjna wyplywa po- 55 przez odpowiedni element amortyzujacy do komory kompensacyjnej znajdujacej sie pod cisnieniem otoczenia, wywolujac wzgledne przemieszczenie osiowe korpusu i unoszac w swym ruchu pier¬ scien blokujacy rygiel az do chwili gdy uwolnie- 60 nie tego ostatniego wywola rozlaczenie czesci gór¬ nej i dolnej urzadzenia.W wyniku wstepnego naprezenia sprezyny na¬ stepuje ruch przeciwny i plyn niescisliwy zajmuje ponownie swe miejsce w komorze sprezania, 65 w przypadku gdyby niepozadana sila osiagnela wartosc graniczna przez okres czasu zbyt krótki aby spowodowac rozlaczenie.Najkorzystniej urzadzenie wedlug wynalazku ma czesc pozostajaca w szybie wykonana o ksztalcie prostym w kierunku górnego konca i o wymia¬ rach zapewniajacych latwe uchwycenie zwykle stosowanymi przyrzadami wyciagajacymi, w toku operacji wiercenia.Przedmiot wynalazku jest objasniony na przy¬ kladzie wykonania urzadzenia rozprzegajacego, przedstawionym na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematyczne urzadzenie wedlug wy¬ nalazku zaopatrzone w swej czesci dolnej w srod¬ ki laczace u wierzcholka czesci sztywnej kolumny wiertniczej, fig. 2 — element amortyzujacy unie¬ mozliwiajacy niepozadane rozlaczenie i srodki la¬ czace z dolna czescia gietkiego przewodu wiertni¬ czego, fig. 2 i 3 — dwie odmiany wykonania urza¬ dzenia sprzegajacego dwóch elementów kolumny wiertniczej.Czesc dolna — sztywna, kolumny wiertniczej jest polaczona za posrednictwem zlacza la z walem 1 dolnej czesci urzadzenia wedlug wynalazku, pod¬ czas gdy kolumna gietka wchodzaca w grunt jest polaczona z wierzcholkiem urzadzenia wedlug wy¬ nalazku, za pomoca korpusu 3, który normalnie zamocowany jest na wale 1 wzdluz odsadzenia 2.Korpus 3 jest podzielony na komore akumula¬ cyjna 12, w której jest umieszczony element spre¬ zynujacy na przyklad sprezyna 15 i która napel¬ niona jest plynem niescisliwym, oraz komore roz¬ prezajaca 10 unoszaca w swej dolnej czesci pier¬ scien 7 i przedluzona przez oslone 3a prowadzaca az do odsadzenia 2.Przez korpus 3 przechodzi czesc sprzegajaca w postaci ciegla 9 polaczonego sztywno w swej czesci górnej z tlokiem-nakretka 11, które prze¬ suwa sie slizgowo wewnatrz korpusu 3 i jest wy¬ posazone w wykladzine uszczelniajaca 13.U dolu komory akumulacyjnej 12, cieglo 9 prze¬ chodzi przez wytoczenie 22 wylozone wykladzina uszczelniajaca 17.W czesci wystajacej komory rozprezajacej 10 zastosowano uszczelnienie ruchome w postaci swo¬ bodnego tloka kompensacyjnego 19 wyposazonego w wykladziny 21 i 23 i umieszczonego miedzy cieglem 9 a korpusem 3.Skok tloka 19 jest ograniczony z jednej strony odsadzeniem 22a wytoczenia 22 a z drugiej strony odsadzeniem 9a wykonanym w precie naciagowym.Pret naciagowy w swym ruchu ku górze jest ograniczony na odsadzeniu polaczenia górnego kor¬ pusu 3 (nie przedstawionego na rysunku) przez ogranicznik tloka-nakretki 11.Sprezyna 15 utworzona stosem okraglych pod¬ kladek sprezynujacych jest wstepnie scisnieta, tak, ze wywiera nacisk za posrednictwem tloka-na¬ kretki 11 na pret naciagowy 9, który to nacisk skierowany jest od dolu ku górze i równy jest co do wielkosci, dopuszczalnej granicy rozciagania, ponizej której urzadzenie nie powinno pracowac.Elementy amortyzujace hamuja przemieszczenie elementu sprzegajacego 9, 11, w wyniku czego ko¬ mora akumulacyjna 12 jest polaczona za posrednie-64277 6 twem dwóch przewodów 24 i 26 z komora rozpre¬ zajaca 10 usytuowana miedzy odsadzeniem 22a wy¬ toczenia 22 a tlokiem kompensacyjnym 19.Przewód 24, przedstawiony schematycznie jako wykalibrowany kanal o bardzo imalym przekroju, 5 zapewnia bardzo powolny przeplyw oleju miedzy komora akumulacyjna 12 a komora rozprezajaca 10 lub odwrotnie. Przewód ten ma równiez ko¬ rzystnie postac kanalu linii srubowej usytuowane¬ go na zewnetrznej powierzchni rdzenia cylindrycz- 10 nego polaczonego wciskowo w sposób szczelny, w wykalibrowane wytoczenie.Na obydwu koncach przewodu 24 hamowania umieszczone sa okragle podkladki filtracyjne 25 i 27 wykonane z metalu porowatego lub innego 15 odpowiedniego materialu. Przewód 26 jest zamy¬ kany zaworem 29, który jest utrzymywany w swym polozeniu za pomoca kalibrowanej spre¬ zyny umieszczonej w komorze 28 i przymocowanej drugim swym koncem za pomoca nakretki przy- 23 trzymujacej 31 do otworu przelotowego 30. Kon¬ cówka dolna preta naciagowego wyposazona jest w rowki cylindryczne 96 lub po linii srubowej wspólpracujace z odpowiednimi rowkami 8 urza¬ dzenia rozprzegajacego na przyklad wystepów 6 25 stanowiacych przedluzenie wienca zebatego 5 umieszczonego w górnej czesci walu 1. Plytki 6 od¬ cinane sa sprezyscie od osi koulmny wiertniczej przy pomocy pierscienia 7, w przypadku braku blokady promieniowej wystepujacej w trakcie prac 30 wiertniczych.Przestrzen pierscieniowa miedzy cieglem 9 i wa¬ lem 1 a korpusem 3 w czesci usytuowanej ponizej tloka 19 kompensacyjnego znajduje sie pod cis¬ nieniem panujacym w kanale Osiowym 34 kolum- 35 ny wiertniczej, sluzacym do obiegu plynu wiertni¬ czego.Wieniec utworzony plytkami 6 jest korzystnie uszczelniany, przez zatkanie rowków osiowych dzielacych plytki, za pomoca elastomeru uniemoz- 40 liwiajacego cyrkulacje promieniowa plynów za¬ nieczyszczonych i umozliwiajacego jednoczesnie przemieszczenie promieniowe glowic plytek 6.Jeden lub kilka otworów przelotowych o malej srednicy w plytkach 6 wystarczy do wyrównania 45 nacisków z obu stron plytek.W czasie pracy, wieniec utworzony przez glo¬ wice plytek 8 jest oparty o pierscien 7, który za¬ pewnia dostateczna sztywnosc w kierunku pro¬ mieniowym, gwarantujaca sztywne polaczenie 50 osiowe walu 1 z czescia sztywna kolumny wiertni¬ czej i pretem naciagowym 9, opierajac sie za posrednictwem sprezyny 15 na korpusie 3 polaczo¬ nym z przewodem gietkim.Przekazanie sil obrotowych od walu 1 na korpus 55 3 zapewnia odpowiednie tarcie wywolane na od¬ sadzanie 2 równolegle do osi, oraz polaczenie skos¬ ne miedzy wpustami 9b i rowkami 8, oraz przez pierscieniowe klinowanie walu 1 w stosunku do korpusu 3, korzystnie wytworzone bezposrednio 60 nad wiencem plytek 6.Tak dlugo jak sily rozciagajace wywolane po¬ przez korpus 3 na czesc dolna kolumny nie prze¬ krocza pewnej okreslonej granicy nacisku na spre¬ zyne 15, wynoszacego na przyklad 80 ton, zespól 65 urzadzenia pracowac bedzie jako cieglo sztywne, w przeciwnym wypadku sprezyna zostanie skró¬ cona, umozliwiajac pretowi 9 slizgowe przemiesz¬ czenie w stosunku do korpusu 3, przy czym jego ruch wzgledny jest hamowany odpowiednimi wy¬ miarami przewodu 24 dlawiacego ciecz wypelnia^ jaca komore akumulacyjna 12.Przewód dlawiacy jest tak zwymiarowany, ze dla wywolania naprezenia, na przyklad 80 do 90 ton, czynnosc trwa przez jedna lub wiecej minut.Wtedy gdy droga miedzy pretem 9 i korpusem 3 równa jest dlugosci polaczenia miedzy glowicami plytek 6 d wienca 7, wówczas glowice plytek zostaja wysuniete z wienca 7 i.rozwarte w wyniku pola¬ czonego nacisku wywolanego nachylonymi po¬ wierzchniami elementu 8 i 9b i ewentualnie wstepnego naprezenia plytek oraz uwalniaja dol¬ na koncówke ciegla 9, prowadzonego w tym sa¬ mym czasie ku górze w wyniku naporu uwolnionej sprezyny 15. Ruch powrotny jest równiez dlawiony przeplywem cieczy powracajacej przewodem 24 z komory rozprezajacej 10 do komory akumula¬ cyjnej 12. Zespól zawarty w korpusie 3 rozlaczany z walem 1 jest swobodnie podnoszony, pozostawia^ jac na swoim miejscu wal 1 zakonczony wiencem 5 i przedluzony plytkami.Powierzchnia zewnetrzna walu 1 ma korzystnie na swej czesci cylindrycznej, powyzej odsadzenia 2, uszczelnienie 4, wpusty lub rowki ulatwiajace jego wyciagniecie specjalnym narzedziem znanego typu, na przyklad korona ratunkowa obiegowa.W przypadku zatkania elementów amortyzuja¬ cych utworzone przez otwór kalibrowany i filtry koncowe urzadzenie posiada zawór 29 wywazony sprezyna 33 tak, ze jest otwierany cisnieniem nie¬ co wyzszym od normalnego cisnienia pracy, za¬ pewniajac w tym momencie przeplyw cieczy wy¬ pelniajacej komore akumulacyjna 12 do komory rozprezajacej 10. W przypadku gdy sila rozciaga¬ jaca miedzy walem 1 & korpusem 3 przekracza w pewnym momencie wartosc wstepnego naprezenia sprezyny 15 nastepuje przesuniecie korpusu 3 w stosunku do walu 1 i preta 9, jednakze to prze¬ suniecie nie powoduje zadnego dzialania, o ile czas dzialania sily ponad wartosc dopuszczalna nie przekracza czasu ustalonego dla przeplywu prze¬ wodem kalibrowanym 24.Z chwila gdy sila rozciagajaca osiagnie wartosc nizsza niz dopuszczalna, tlok-nakretka 11 i pret naciagowy zostaja za pomoca sprezyny wprowa¬ dzone na swoje miejsce wprowadzajac do komory 10 a nastepnie do komory akumulacyjnej 12 ciecz chwilowo usunieta dzialaniem nadmiernej sily rozciagajacej.Zestaw zaslepek zapewnia napelnienie i opróz¬ nienie ciecza.W innym przykladzie wykonania urzadzenia we¬ dlug wynalazku elementy sprzegajace stanowia plytki oporowe, których blokade zapewnia korpus 3, przesuwalny osiowo w stosunku do elementu roz¬ przegajacego na calej drodze przemieszczenia osio¬ wego tego elementu blokujacego.Jak przedstawiono na fig. 3, zespól plytek opo¬ rowych 6 jest zastapiony sprzeglem stalym 35 sztywno polaczonym z walem 1 i posiadajacym64277 8 otwory sluzace jako gniazdo dla kulek sprzegaja¬ cych 36, umieszczonych w pierscieniu elastycznym 37 i wprowadzonych w odpowiednie przegrody 38 preta 9. Pierscien 7 ograniczajacy ustalajacy polo¬ zenie kulek w przegrodach, w pozycji wiercenia 5 przedstawionej na figurze 1, sprzega sztywno wal 1 z pretem 9.W odmianie wykonania, przedstawionej na fi¬ gurze 4, wal 1 jest sprzezony z pretem 9 za po¬ srednictwem co najmniej dwóch haków 39, obro- 10 towo polaczonych osia 40 z dolna koncówka preta 9 i zakleszczanych u wierzcholka pierscienia 41 polaczonego sztywno z walem 1, od strony odsa¬ dzenia pierscieniowego 41a pierscienia 41.Wewnetrzna powierzchnia pierscienia 7 zawiera 15 czesc cylindryczna 7a stanowiaca ogranicznik w kierunku promieniowym dla czesci koresponduja¬ cej 39a ruchomych haków 39, przy czym czesc cylindryczna 7a blokuje w pozycji sprzezenia wtedy, gdy amplituda przemieszczenia pionowego 2o ku górze korpusu 3 nie przekracza wartosci od¬ powiadajacej wyjsciu tej czesci 39a haków.Haki 39 zawieraja ramiona 42, których koncówka utrzymujaca na przyklad krazek 43 opiera sie o czesc cylindryczna 7b powierzchni wewnetrznej 25 pierscienia 7 w jego czesci górnej w pozycji sprze¬ gania urzadzenia ~w czasie wiercenia, fig. 4.Jezeli amplituda przemieszczania pionowego kor¬ pusu 3 przekracza wartosc okreslona, rozstawienie haków uwalniajace wal 1 dokonywane jest przez 33 wspólprace ramion 42 haków 39 i czesci stozko¬ wej 7c o srednicy malejacej w kierunku ku dolo¬ wi powierzchni wewnetrznej pierscienia 7 powo¬ dujac zblizenie ramion 42 w kierunku osi urza¬ dzenia i odpowiednie rozstawienie ramion 39. 35 PL PL

Claims (6)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Mechaniczne urzadzenie rozprzegajace do gietkiego przewodu wiertniczego pozwalajace na 40 rozprzezenie dwóch elementów kolumny wiertni¬ czej, na przyklad korpusu i elementu sprzegaja¬ cego, w wyniku wystepowania minimalnej sily roz¬ ciagajacej pewna okreslona granice, wywolanej miedzy tymi dwoma elementami i wystepujacej przez pewien okreslony czas, zawierajace element sprzegajacy przesuwalny w stosunku do elementu pierwszego kolumny równolegle do iosi kolumny w wyniku rozciagania, srodki do chwytania i zwal¬ niania z uchwytu drugi element kolumny od czesci sprzegajacej, znamienne tym, ze posiada sprezynu¬ jacy element wycechowany (15) laczacy pierwszy element (3) kolumny z elementem sprzegajacym (9, 11) w sposób podatny elementu na dzialanie sily rozciagajacej przylozonej miedzy tymi dwoma ele¬ mentami (1, 3) kolumny, oraz posiada element (7) przystosowany do umozliwienia zwolnienia srod¬ ków do chwytania i zwalniania z uchwytu po mi¬ nimalnym scisnieciu elementu sprezynujacego (15) oraz posiada elementy amortyzujace (12, 24, 26) przystosowane do hamowania przemieszczenia czesci sprzegajacej w stosunku do elementu pier¬ wszego (3).

2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze elementy amortyzujace zawieraja komore aku¬ mulacyjna (12) o zmiennej objetosci w zaleznosci bd przemieszczenia, mieszczaca plyn hydrauliczny oraz komore rozprezajaca (10) polaczona z ko¬ mora akumulacyjna (12) za posrednictwem ele¬ mentu amortyzujacego (24).

3. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze element amortyzujacy jest w postaci kanalu (24) laczacego komory (12) i (10).

4. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze kanal stanowiacy element amortyzujacy (26) po¬ siada zawór umieszczony równolegle do kanalu (24) laczacego komory (10, 12).

5. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, w którym kolum¬ ne wiertnicza stanowi przewód wiertniczy, zna¬ mienne tym, ze komora rozprezajaca (10) jest ograniczona elementem ruchomym (19), przy czym scianka zewnetrzna elementu (19) jest podatna na cisnienie plynu wiertniczego.

6. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze sprezynujacy element wycechowany (15) stanowi element uprzednio naprezony miedzy elementem pierwszym (3) kolumny zwlaszcza korpusem a ele¬ mentem sprzegajacym (9, 11).KI. 5 a, 17/06 64277 MKP E 21 b, 17/06 Fi§ i fig 8. PL PL