RU146817U1

RU146817U1 - BILATERAL HYDRAULIC YAS

Info

Publication number: RU146817U1
Application number: RU2014118030/03U
Authority: RU
Inventors: Александр Александрович Оборин; Николай Юрьевич Мялицин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ВНИИБТ - Буровой инструмент"
Priority date: 2014-05-05
Filing date: 2014-05-05
Publication date: 2014-10-20

Abstract

Гидравлический яс двухстороннего действия, содержащий полый шпиндель и трубчатый корпус, выполненные составными и телескопически связанные без вращения между собой, включающие секции гидравлическую и шлицевую, связанные между собой резьбовыми соединениями, заполненные рабочей жидкостью, поршни, две торцевые поверхности трубчатого корпуса, два ударника, уплотнения подвижных и неподвижных соединений, клапаны, ограничивающие течение рабочей жидкости в гидравлической секции, отличающийся тем, что в единственной гидравлической секции размещены два клапана, разделенные втулкой, радиальные отверстия для заливки рабочей жидкости расположены в утолщенной части гидравлической секции, резьбовые соединения дополнительно защищены от попадания бурового раствора уплотнительными элементами, первая из торцевых поверхностей трубчатого корпуса расположена снаружи шлицевой секции, один из ударников расположен снаружи полого шпинделя со стороны шлицевой секции, около торцевой поверхности трубчатого корпуса снаружи шлицевой секции выполнены отверстия для уменьшения сопротивления при создании удара, а для предотвращения перетока рабочей жидкости между трубчатым корпусом и полым шпинделем внутри гидравлической секции может устанавливаться дополнительная втулка.Double-acting hydraulic jar, comprising a hollow spindle and a tubular body made integral and telescopically connected without rotation among themselves, including hydraulic and splined sections, connected by threaded joints, filled with working fluid, pistons, two end surfaces of the tubular body, two impactors, seals movable and fixed joints, valves restricting the flow of working fluid in the hydraulic section, characterized in that in a single hydraulic section p two valves are located, separated by a sleeve, radial holes for filling the working fluid are located in the thickened part of the hydraulic section, threaded connections are additionally protected from drilling fluid by sealing elements, the first of the end surfaces of the tubular body is located outside the spline section, one of the drums is located outside the hollow spindle with the sides of the splined section, near the end surface of the tubular body, holes are made outside the splined section to reduce the resistance Nia when creating pin and to prevent the flow of working fluid between the tubular body and the additional hollow spindle sleeve can be installed within the hydraulic section.

Description

Полезная модель относится к буровой технике, а именно, к устройствам для создания ударных нагрузок, направленных либо вверх, либо вниз, либо в ту и другую сторону, с целью освобождения прихваченной части бурильной и обсадной колонн, забойного двигателя, пакера и другого инструмента в нефтяной или газовой скважине.The utility model relates to drilling equipment, namely, to devices for creating shock loads directed either up or down, or in either direction, in order to release the stuck part of the drill and casing, downhole motor, packer and other tools in oil or gas well.

Известен гидравлический яс двухстороннего действия (Патент RU №2439284, МПК E21B 31/113, публ. 10.09.2011 г.), выбранный за прототип, состоящий из полого шпинделя и трубчатого корпуса, выполненных составными, телескопически соединенных без вращения между собой, включающих шлицевую и гидравлические секции, связанные между собой резьбовыми соединениями, заполненные рабочей жидкостью, а также торцевых поверхностей трубчатого корпуса, расположенных внутри гидравлической и шлицевой секций, уплотнений, ударников, размещенных между внутренними торцевыми поверхностями трубчатого корпуса, поршней, клапанов, ограничивающих течение рабочей жидкости в гидравлических секциях, расположенных в каждой из секций.A double-acting hydraulic jar is known (Patent RU No. 2439284, IPC E21B 31/113, published on 09/10/2011), selected as a prototype consisting of a hollow spindle and a tubular body made integral, telescopically connected without rotation between themselves, including a spline and hydraulic sections, interconnected by threaded joints, filled with a working fluid, as well as the end surfaces of the tubular body located inside the hydraulic and splined sections, seals, drums, located between the internal end faces surface of the tubular body, pistons, valves, for restricting hydraulic fluid in the hydraulic sections disposed in each of the sections.

Недостатком известной конструкции является недостаточная надежность и технологичность уплотнений, при сборке трубчатого корпуса, состоящего из секций (двух гидравлических и шлицевой). Возможны повреждения уплотнительных элементов за счет выхода уплотнений из канавок при установке сборке трубчатого корпуса с полым шпинделем Недостатком известной конструкции является расположение торцевой поверхности трубчатого корпуса и ударника внутри гидравлической секции, так как при ударах торцевая поверхность деформируется в области канавки с уплотнением, что приводит к нарушению работы уплотнительного элемента и герметичности гидравлической и шлицевой секций, а также создает дополнительное сопротивление при ударе.A disadvantage of the known design is the lack of reliability and manufacturability of seals when assembling a tubular body consisting of sections (two hydraulic and slotted). Damage to the sealing elements due to the release of seals from the grooves during installation of the assembly of the tubular body with a hollow spindle A disadvantage of the known design is the location of the end surface of the tubular body and the hammer inside the hydraulic section, since during impacts the end surface is deformed in the area of the seal groove, which leads to the operation of the sealing element and the tightness of the hydraulic and splined sections, and also creates additional resistance to impact.

Недостатком известной конструкции является отсутствие защиты цилиндрической резьбы от бурового раствора, что может привести к повреждению резьбы и дальнейшей разгерметизации.A disadvantage of the known design is the lack of protection of the cylindrical thread from the drilling fluid, which can lead to damage to the thread and further depressurization.

Недостатком известной конструкции является размещение резьбовых отверстий под пробки для заливки рабочей жидкости в тонкой части трубчатого корпуса и в зоне высокого давления, что усложняет изготовление резьбового соединения и может привести к разгерметизации при работе яса на высоких давлениях.A disadvantage of the known design is the placement of threaded holes for plugs for filling the working fluid in the thin part of the tubular body and in the high pressure zone, which complicates the manufacture of a threaded connection and can lead to depressurization during operation of the jar at high pressures.

Техническая задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в повышении силы удара, срока службы гидравлического яса двухстороннего действия и надежности его работы.The technical problem to be solved by the claimed utility model is to increase the impact force, the service life of a double-acting hydraulic jar and the reliability of its operation.

Технический результат достигается за счет того, что гидравлический яс двухстороннего действия, содержащий полый шпиндель и трубчатый корпус, выполненные составными и телескопически связанные без вращения между собой, включающие секции гидравлическую и шлицевую, связанные между собой резьбовыми соединениями, заполненные рабочей жидкостью, поршни, две торцевые поверхности трубчатого корпуса, два ударника, уплотнения подвижных и неподвижных соединений, клапаны, ограничивающие течение рабочей жидкости в гидравлической секции, отличающийся тем, что в единственной гидравлической секции размещены два клапана, разделенные втулкой, радиальные отверстия для заливки рабочей жидкости расположены в утолщенной части гидравлической секции, резьбовые соединения дополнительно защищены от попадания бурового раствора уплотнительными элементами, первая из торцевых поверхностей трубчатого корпуса расположена снаружи шлицевой секции, один из ударников расположен снаружи полого шпинделя со стороны шлицевой секции, около торцевой поверхности трубчатого корпуса снаружи шлицевой секции выполнены отверстия для уменьшения сопротивления при создании удара, а для предотвращения перетока рабочей жидкости между трубчатым корпусом и полым шпинделем внутри гидравлической секции может устанавливаться дополнительная втулка.The technical result is achieved due to the fact that a double-acting hydraulic jar containing a hollow spindle and a tubular body made integral and telescopically connected without rotation among themselves, including hydraulic and splined sections, connected by threaded joints, filled with a working fluid, pistons, two end the surface of the tubular body, two impactors, seals of movable and fixed joints, valves restricting the flow of working fluid in the hydraulic section, distinguishing because two valves separated by a sleeve are located in a single hydraulic section, radial holes for filling the working fluid are located in the thickened part of the hydraulic section, threaded connections are additionally protected against penetration of drilling fluid by sealing elements, the first of the end surfaces of the tubular body is located outside the splined section, one of the impactors is located outside the hollow spindle from the side of the spline section, near the end surface of the tubular body outside the spline with The openings were made to reduce the resistance when creating a shock, and to prevent the flow of working fluid between the tubular body and the hollow spindle, an additional sleeve can be installed inside the hydraulic section.

В отличие от прототипа, в предлагаемой полезной модели находится только одна гидравлическая секция, в которой размещены два клапана, разделенные втулкой, что обеспечивает технологичность сборки и стабильность настройки времени гидравлической задержки.Unlike the prototype, in the proposed utility model there is only one hydraulic section, in which two valves are located, separated by a sleeve, which ensures the manufacturability of the assembly and the stability of the setting of the hydraulic delay time.

В отличие от прототипа, радиальные отверстия для заливки рабочей жидкости расположены в утолщенной части гидравлической секции, что обеспечивает технологичность и качество при изготовлении резьбы, тем самым обеспечивается повышение качества герметичности резьбового соединения при работе яса.Unlike the prototype, radial holes for filling the working fluid are located in the thickened part of the hydraulic section, which ensures manufacturability and quality in the manufacture of threads, thereby improving the quality of the tightness of the threaded connection during operation of the jar.

В отличие от прототипа, резьбовые соединения дополнительно защищены от попадания бурового раствора уплотнительными элементами, что позволяет сохранить целостность резьбовых соединений и повысить их надежность.Unlike the prototype, threaded connections are additionally protected from the ingress of drilling fluid by sealing elements, which allows to preserve the integrity of threaded connections and increase their reliability.

В отличие от прототипа, первая из торцевых поверхностей трубчатого корпуса расположена снаружи шлицевой секции, один из ударников расположен снаружи полого шпинделя со стороны шлицевой секции, так же около торцевой поверхности трубчатого корпуса снаружи шлицевой секции выполнены отверстия, что обеспечивает уменьшение сопротивления при создании удара и позволяет увеличить надежность и силу удара при работе яса.Unlike the prototype, the first of the end surfaces of the tubular body is located outside the spline section, one of the impactors is located outside the hollow spindle from the side of the spline section, also holes are made near the end surface of the tubular body outside the spline section, which reduces drag when creating a shock and allows increase the reliability and impact power during the work of the jar.

В отличие от прототипа, между трубчатым корпусом и полым шпинделем внутри гидравлической секции может устанавливаться дополнительная втулка, что обеспечивает предотвращение перетока рабочей жидкости и технологичность настройки яса.Unlike the prototype, an additional sleeve can be installed between the tubular body and the hollow spindle inside the hydraulic section, which prevents the overflow of working fluid and manufacturability of the jar.

Преимуществом предлагаемой конструкции является меньшее количество деталей, соединенных резьбовыми соединениями, что позволяет сделать более технологичным (ускорить, упростить) процесс сборки и повысить общую надежность всей конструкции, в частности, уменьшить вероятность отказа изделия по резьбовому соединению.The advantage of the proposed design is a smaller number of parts connected by threaded joints, which makes it possible to make the assembly process more technological (speed up, simplify) and increase the overall reliability of the entire structure, in particular, reduce the likelihood of product failure by a threaded connection.

На фиг. 1 показан продольный разрез гидравлического яса двухстороннего действия согласно заявляемой полезной модели.In FIG. 1 shows a longitudinal section of a double-acting hydraulic jar according to the claimed utility model.

Гидравлический яс двухстороннего действия 1 (фиг. 1) состоит из трубчатого корпуса 2 и полого шпинделя 3 со сквозным осевым каналом, выполненными составными и телескопически связанные без вращения между собой, включающие секцию гидравлическую 4 и секцию шлицевую 5, которые заполнены рабочей жидкостью, и связаны между собой резьбовыми соединениями 6. В трубчатом корпусе 2 размещен поршень 7, который разделяет гидравлическую и шлицевую секции, а поршень 8 создает границу между рабочей жидкостью и буровым раствором. Ударник 9 и торцевая поверхность 11 трубчатого корпуса 2 расположены внутри шлицевой секции 5, для создания ударных нагрузок. Ударник 10 расположен снаружи полого шпинделя со стороны шлицевой секции 5. Первая торцевая поверхность 12 трубчатого корпуса 2 расположена снаружи шлицевой секции 5. Ударник 10 и первая торцевая поверхность 12 служат для создания ударных нагрузок. В единственной гидравлической секции 4 размещены два клапана 15, 16, разделенные втулкой 17, для попеременной работы клапанов. Уплотнения подвижных соединений 13 и уплотнения неподвижных соединений 14, клапаны 15, 16 ограничивают течение рабочей жидкости. Радиальные отверстия 18, 19 для заливки рабочей жидкости расположены в утолщенной части гидравлической секции 4, резьбовые соединения 6 дополнительно защищены от попадания бурового раствора уплотнительными элементами 20, 21, а около торцевой поверхности 12 трубчатом корпуса 2 снаружи шлицевой секции 5 выполнены отверстия 22 для уменьшения сопротивления при создании удара. Для предотвращения перетока рабочей жидкости между трубчатым корпусом 2 и полым шпинделем 3 внутри гидравлической секции 4 может устанавливаться дополнительная втулка 23.A double-acting hydraulic jar 1 (Fig. 1) consists of a tubular body 2 and a hollow spindle 3 with a through axial channel made integral and telescopically connected without rotation among themselves, including a hydraulic section 4 and a spline section 5, which are filled with a working fluid, and are connected between each other by threaded connections 6. A piston 7 is placed in the tubular body 2, which separates the hydraulic and splined sections, and the piston 8 creates a boundary between the working fluid and the drilling fluid. The drummer 9 and the end surface 11 of the tubular body 2 are located inside the spline section 5, to create shock loads. The hammer 10 is located outside the hollow spindle from the side of the spline section 5. The first end surface 12 of the tubular body 2 is located outside the spline section 5. The hammer 10 and the first end surface 12 are used to create shock loads. In a single hydraulic section 4 there are two valves 15, 16, separated by a sleeve 17, for alternating operation of the valves. The seals of the movable joints 13 and the seals of the fixed joints 14, valves 15, 16 limit the flow of the working fluid. Radial holes 18, 19 for pouring the working fluid are located in the thickened part of the hydraulic section 4, threaded connections 6 are additionally protected from the ingress of drilling fluid by sealing elements 20, 21, and holes 22 are made outside the spline section 5 outside the spline section 5 to reduce resistance when creating a punch. To prevent overflow of the working fluid between the tubular body 2 and the hollow spindle 3 inside the hydraulic section 4 can be installed additional sleeve 23.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Гидравлический яс двухстороннего действия 1 верхним концом трубчатого корпуса 2 с помощью резьбы соединяется с утяжеленной бурильной трубой (не показана на чертеже), а нижним концом полого шпинделя 3 с помощью резьбы соединяется с компоновкой низа бурильной колонны (не показана на чертеже).A double-acting hydraulic jar 1 with the upper end of the tubular body 2 is connected to the drill pipe by a thread (not shown in the drawing), and the lower end of the hollow spindle 3 is connected by thread to the bottom assembly of the drill string (not shown in the drawing).

В случае возникновения прихвата в бурильной колонне проводят аварийные работы с применением гидравлического яса двухстороннего действия. Для нанесения удара, направленного снизу вверх, производят дальнейшее натяжение бурильной колонны (подъемным устройством на буровой), при этом необходимо натянуть бурильную колонну на расчетную величину тягового усилия, в гидравлическом ясе двухстороннего действия начнется переток рабочей жидкости, скорость трубчатого корпуса 2, перемещающегося относительно полого шпинделя 3 становится очень мала, так как перетекание рабочей жидкости в гидравлической секции 4 осуществляется только через клапан 16, выполняющий функцию дросселирующего канала. Вследствие дросселирования жидкости скорость перемещения подъемного устройства значительно выше скорости перемещения трубчатого корпуса 2, что позволяет создать вытяжку бурильной колонны, появляется сила упругости растянутой колонны труб. В гидравлической секции 4 возникает давление, пропорциональное усилию растяжения. После окончания дросселирования рабочей жидкости через клапан рабочая жидкость получает возможность резкого перетока, в результате чего давление резко падает, гидравлическая сила, удерживающая трубы в растянутом состоянии, исчезает, бурильные трубы сжимаются, тем самым ускоряя утяжеленную бурильную трубу и трубчатый корпус 2, происходит удар, направленный снизу вверх.In the event of a sticking in the drill string, emergency work is carried out using a double-acting hydraulic jar. To strike from the bottom up, the drill string is further tensioned (by a lifting device on the drill), it is necessary to pull the drill string to the estimated pulling force, the flow of the working fluid will begin in the double-acting hydraulic jar, the speed of the tubular body 2 moving relative to the hollow spindle 3 becomes very small, since the flow of the working fluid in the hydraulic section 4 is carried out only through the valve 16, which performs the function of a throttling anal. Due to the throttling of the fluid, the speed of movement of the lifting device is much higher than the speed of movement of the tubular body 2, which allows you to create an extract of the drill string, the elastic force of the extended pipe string appears. In the hydraulic section 4, a pressure occurs proportional to the tensile force. After the throttling of the working fluid through the valve, the working fluid is able to abruptly overflow, as a result of which the pressure drops sharply, the hydraulic force holding the pipes in the extended state disappears, the drill pipes are compressed, thereby accelerating the weighted drill pipe and tubular body 2, an impact occurs. directed from bottom to top.

Для нанесения удара, направленного сверху вниз разгружают колонну труб до выбранной величины. Двигаясь вниз под действием собственной массы, трубы перемещают трубчатый корпус 2 относительно полого шпинделя 3, происходит дросселирование рабочей жидкости через клапан 15. В гидравлической секции 4 возникает давление, пропорциональное усилию сжатия. После окончания дросселирования рабочей жидкости через клапан 15 рабочая жидкость получает возможность резкого перетока, давление резко падает, трубчатый корпус 2 быстро перемещается вниз и торцевая поверхность 12 трубчатого корпуса 2 ударяет по ударнику 10, и следовательно, по прихваченному инструменту.To strike from top to bottom, the pipe string is unloaded to a selected value. Moving down under the action of its own mass, the pipes move the tubular body 2 relative to the hollow spindle 3, the throttling of the working fluid through the valve 15 occurs. In the hydraulic section 4, a pressure proportional to the compression force occurs. After the throttling of the working fluid through the valve 15 ends, the working fluid is able to abruptly overflow, the pressure drops sharply, the tubular body 2 quickly moves down and the end surface 12 of the tubular body 2 hits the hammer 10, and therefore, the stuck tool.

Гидравлический яс двухстороннего действия наиболее эффективен при постоянном нахождении в составе компоновки бурильной колонны, так как скорость и успех ликвидации прихвата зависит, в первую очередь, от времени с момента его возникновения.A double-acting hydraulic jar is most effective when the drill string is constantly in the composition, since the speed and success of sticking elimination depends, first of all, on the time from the moment of its occurrence.

Выполнение полезной модели с указанными отличительными признаками в совокупности с известными признаками позволяет получить гидравлический яс двухстороннего действия более технологичным в процессе сборки, исключив вероятность отказа изделия по резьбовому соединению, с уменьшенным сопротивлением при создании удара и увеличить надежность и силу удара при работе и повысить надежность всей конструкции в целом и увеличить срок службы.The implementation of the utility model with the indicated distinctive features in combination with the known features allows to obtain a double-acting hydraulic jar more technologically advanced during the assembly process, eliminating the likelihood of product failure by a threaded connection, with a reduced resistance when creating a shock and to increase the reliability and impact strength during operation and increase the reliability of the whole designs in general and increase service life.

Claims

Double-acting hydraulic jar, comprising a hollow spindle and a tubular body made integral and telescopically connected without rotation among themselves, including hydraulic and splined sections, connected by threaded joints, filled with working fluid, pistons, two end surfaces of the tubular body, two impactors, seals movable and fixed joints, valves restricting the flow of working fluid in the hydraulic section, characterized in that in a single hydraulic section p two valves are located, separated by a sleeve, radial holes for filling the working fluid are located in the thickened part of the hydraulic section, threaded connections are additionally protected from drilling fluid by sealing elements, the first of the end surfaces of the tubular body is located outside the spline section, one of the drums is located outside the hollow spindle with the sides of the splined section, near the end surface of the tubular body, holes are made outside the splined section to reduce the resistance Nia when creating pin and to prevent the flow of working fluid between the tubular body and the additional hollow spindle sleeve can be installed within the hydraulic section.