RU2058471C1

RU2058471C1 - Hydraulic detachment piece

Info

Publication number: RU2058471C1
Application number: RU9393046296A
Authority: RU
Inventors: Владимир Михайлович Питерский; Николай Митрофанович Панин; Евгений Иванович Павлов; Игорь Павлович Мельничук
Original assignee: Владимир Михайлович Питерский; Николай Митрофанович Панин; Евгений Иванович Павлов; Игорь Павлович Мельничук
Priority date: 1993-09-29
Filing date: 1993-09-29
Publication date: 1996-04-20

Abstract

FIELD: mining industry. SUBSTANCE: detachment of body from adapter is accomplished along left-hand thread after unlatching by axial displacement of unit for torque transfer manufactured in the form of matched eccentric ducts of body and adapter and eccentric protrusion of rod moving in axial direction connected in starting position to body with the aid of spring locator. Washing out of slime plug is carried out through matched radial ducts of rod and adapter brought out to conic surface of adapter and overlapped by rod at starting position. EFFECT: enhanced efficiency of washing out of slime plug and guaranteed detachment of unstuck part of tool from stuck one. 4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к противоаварийному инструменту, предназначенному для отсоединения колонны бурильных труб от прихваченного в скважине снаряда, например забойного двигателя. The invention relates to an emergency tool designed to disconnect a drill pipe string from a projectile stuck in the well, such as a downhole motor.

Известен гидравлический отсоединитель [1] содержащий муфту и ниппель, соединенные левой резьбой и жестко зафиксированные штифтами, взаимодействующими с выталкивателем, который при осевом перемещении производит разблокировку левого резьбового соединения. Known hydraulic disconnector [1] containing a coupling and a nipple connected by a left-hand thread and rigidly fixed by pins interacting with an ejector, which, when axially displaced, unlocks the left-hand threaded connection.

К недостаткам данного устройства относятся сложность конструкции и, как следствие этого, малая надежность в работе, а также значительная его стоимость. The disadvantages of this device include the complexity of the design and, as a consequence of this, low reliability in operation, as well as its significant cost.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является гидравлический отсоединитель [2] содержащий корпус, радиальные сливные каналы, перекрытые в исходном положении, переходник, закрепленный с корпусом посредством узла соединения с предохранителем от проворота и размещенный в полости корпуса, подвижный в осевом направлении шток с фиксатором перемещения, проточками на наружной поверхности и седлом под бросовый клапан. The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a hydraulic disconnector [2] comprising a housing, radial drain channels blocked in the initial position, an adapter fixed to the housing via a connection unit with a fuse against rotation and placed in the cavity of the housing, movable in the axial direction a rod with a movement lock, grooves on the outer surface and a seat under the throttle valve.

К недостатку прототипа следует отнести, в первую очередь, малую надежность в работе, связанную со сложностью и возможностью деформации элементов узла передачи крутящего момента из-за их ограниченных размеров, что может исключить разъединение устройства. Другим существенным недостатком устройства является необходимость вращения колонны влево с целью освобождения свободной части колонны от прихваченной, что далеко не всегда приводит к разъединению колонны в заданном месте. К недостаткам известного устройства относится также неэффективное использование радиальных каналов, которые служат только для слива промывочной жидкости, что не позволяет повысить эффективность освобождения бурового инструмента в целом. The disadvantage of the prototype should be attributed, first of all, to the low reliability associated with the complexity and the possibility of deformation of the elements of the torque transmission unit due to their limited size, which can eliminate the disconnection of the device. Another significant drawback of the device is the need to rotate the column to the left in order to free the free part of the column from the stuck one, which does not always lead to the separation of the column in a given place. The disadvantages of the known device also include the inefficient use of radial channels, which serve only to drain the flushing fluid, which does not allow to increase the efficiency of the release of the drilling tool as a whole.

Задачей изобретения является повышение надежности работы отсоединителя, упрощение конструкции и технологии его эксплуатации, а также повышение эффективности его работы за счет обеспечения возможности размыва шламовых пробок. The objective of the invention is to increase the reliability of the disconnector, simplifying the design and technology of its operation, as well as increasing the efficiency of its operation by providing the possibility of erosion of sludge plugs.

Поставленная задача решается тем, что в гидравлическом отсоединителе, содержащем корпус, радиальные сливные каналы, перекрытые в исходном положении, переходник, закрепленный с корпусом посредством узла соединения с предохранителем от проворота, и размещенный в полости корпуса подвижный в осевом направлении шток с проточками на наружной поверхности, седлом под бросовый клапан и фиксатором перемещения, согласно изобретению корпус и переходник выполнены с эксцентричными каналами в виде левой резьбы, шток с эксцентричным выступом на наружном поверхности, а предохранитель от проворота в виде эксцентричного соединения, образованного эксцентричными каналами корпуса и переходника, совмещенными в зоне расположения левой резьбы с эксцентричным выступом штока. The problem is solved in that in a hydraulic disconnector comprising a housing, radial drain channels blocked in the initial position, an adapter fixed to the housing by means of a connection unit with a fuse against rotation, and an axially movable rod with grooves on the outer surface located in the cavity of the housing , with a saddle under the throttle valve and a movement lock, according to the invention, the housing and the adapter are made with eccentric channels in the form of a left-hand thread, a rod with an eccentric protrusion on the bunk surface, and the rotation guard in the form of an eccentric connection formed by the eccentric channels of the housing and the adapter, combined in the area of the left-hand thread with the eccentric protrusion of the rod.

Решению поставленной задачи способствует также выполнение переходника в верхней части с конической поверхностью, на которой расположены выходные части радиальных каналов и выполнены фрезерованные зубья, армированные твердым сплавом, причем радиальные каналы выполнены в штоке и переходнике, смещены в исходном положении и сообщены в крайнем нижнем положении штока, при этом седло под клапан в штоке выполнено ниже его радиальных каналов. The task is also facilitated by the implementation of the adapter in the upper part with a conical surface on which the output parts of the radial channels are located and milled teeth reinforced with hard alloy are made, and the radial channels are made in the rod and adapter, are displaced in the initial position and communicated in the lowermost position of the rod while the valve seat in the stem is made below its radial channels.

Использование в предложенном переходнике левой резьбы гарантирует разъединение колонны точно в заданном месте, а выполнение узла блокировки в виде эксцентричного соединения повышает надежность работы отсоединителя при одновременном упрощении его конструкции. The use of the left-hand thread in the proposed adapter ensures that the column is disconnected exactly at the specified location, and the implementation of the locking unit in the form of an eccentric connection increases the reliability of the disconnector while simplifying its design.

Оснащение переходника зубьями на верхнем торце и схема размещения радиальных каналов позволяют наиболее эффективно разрушать шламовую пробку и тем самым освободить всю колонну труб от прихвата. Equipping the adapter with teeth on the upper end and the layout of the radial channels allow the most efficient destruction of the sludge plug and thereby free the entire pipe string from sticking.

На чертеже изображен отсоединитель, продольный разрез. The drawing shows a disconnector, a longitudinal section.

Отсоединитель включает корпус 1, переходник 2, соединенный с корпусом 1 левой резьбой 3 с предохранителем от проворота, и подвижный в осевом направлении шток 4 с радиальными каналами 5, установленный в полости корпуса 1 с возможностью их перекрытия в исходном положении. Переходник 2 в верхней части выполнен со сливными радиальными каналами 6 и 6а и с конической поверхностью 7, на которой расположены выходные части радиальных каналов 6. Коническая поверхность 7 выполнена с фрезерованными зубьями 8, армированными твердым сплавом. Корпус 1 в нижней части выполнен с эксцентричным каналом 9, а переходник 2 с аналогичным эксцентричным каналом 10, который в исходном положении совмещен с эксцентричным каналом 9 корпуса 1. Шток 4 выполнен с кольцевыми проточками 11 на наружной поверхности, расстояние между которыми выбирается равным расстоянию между радиальными каналами 5 и 6а в исходном положении. Нижняя проточка 11 служит для крепления штока 4 с корпусом 1 в исходном положении фиксатором 12, а верхняя для удержания штока от падения на забой. Шток 4 оснащен уплотнительными кольцами 13 и расположенными в его нижней части седлом под бросовый клапан 14 и эксцентричным выступом 15, образующим совместно с эксцентричными каналами 9 и 10 предохранитель от проворота левой резьбы 3. The disconnector includes a housing 1, an adapter 2, connected to the housing 1 by a left-hand thread 3 with a rotation guard, and an axially movable rod 4 with radial channels 5 mounted in the cavity of the housing 1 with the possibility of their overlapping in the initial position. The adapter 2 in the upper part is made with drain radial channels 6 and 6a and with a conical surface 7 on which the output parts of the radial channels 6 are located. The conical surface 7 is made with milled teeth 8 reinforced with hard alloy. The housing 1 in the lower part is made with an eccentric channel 9, and the adapter 2 with a similar eccentric channel 10, which in the initial position is aligned with the eccentric channel 9 of the housing 1. The rod 4 is made with annular grooves 11 on the outer surface, the distance between which is chosen equal to the distance between radial channels 5 and 6a in the initial position. The lower groove 11 is used to secure the rod 4 with the housing 1 in the initial position with a latch 12, and the upper one to keep the rod from falling onto the bottom. The rod 4 is equipped with o-rings 13 and a seat located in its lower part under the throttle valve 14 and an eccentric protrusion 15, which together with the eccentric channels 9 and 10 form a safety lock against turning the left-hand thread 3.

Отсоединитель размещается между бурильной колонной 16 и КНБК 17 (или забойным двигателем, или УБТ и т.д.), соединенным с переходником 2 посредством правой резьбы 18. The disconnector is located between the drill string 16 and BHA 17 (or downhole motor, or drill collar, etc.) connected to the adapter 2 by means of a right-hand thread 18.

Принцип работы отсоединителя заключается в следующем. The principle of operation of the disconnector is as follows.

В процессе работы снаряда крутящий момент от бурильной колонны 16 передается через корпус 1, узел предохранения от проворота и переходник 2 на КНБК. При этом шток 4 удерживается в исходном положении фиксатором 12. Усилие срабатывания фиксатора регулируется путем поджатия его пружины резьбовой гайкой. During the operation of the projectile, the torque from the drill string 16 is transmitted through the housing 1, the anti-rotation unit and the adapter 2 to the BHA. In this case, the rod 4 is held in its initial position by the latch 12. The trigger force of the latch is controlled by preloading its spring with a threaded nut.

В случае прихвата КНБК 17 забрасывают клапан 14 и под давлением нагнетаемой жидкости шток 4, преодолевая сопротивление подпружиненных фиксаторов 12, опускается до совмещения радиальных каналов 5 и 6а. Промывочная жидкость через радиальные каналы 5 и 6 направляется в зону наиболее вероятного образования шламовой пробки, какой является зона перехода с одного диаметра инструмента на другой. Жидкость воздействует на шламовую пробку и размывает ее, способствуя освобождению прихваченного инструмента. Размытый шлам удаляется как в сторону забоя, так и в сторону устья скважины. В случае освобождения колонны она поднимается на поверхность. In the event of a BHA sticking, the valve 14 is thrown and, under the pressure of the injected liquid, the stem 4, overcoming the resistance of the spring-loaded clamps 12, is lowered to align the radial channels 5 and 6a. The flushing fluid through the radial channels 5 and 6 is directed to the zone of the most likely formation of a slurry plug, which is the zone of transition from one diameter of the tool to another. The liquid acts on the sludge plug and erodes it, helping to release the stuck tool. The washed-out slurry is removed both towards the bottom and towards the wellhead. If the column is released, it rises to the surface.

В случае невозможности освобождения инструмента путем вращения бурильной колонны вправо разъединяют корпус 1 с переходником 2 по левой резьбе 3. При этом шток 4 фиксируется в нижнем положении за верхнюю проточку 11 и все элементы отсоединителя, кроме переходника 2, поднимаются на поверхность, а находящаяся в полости труб 16 жидкость сливается через радиальные каналы 5. If it is impossible to release the tool by rotating the drill string to the right, disconnect the housing 1 with the adapter 2 along the left-hand thread 3. In this case, the rod 4 is fixed in the lower position behind the upper groove 11 and all elements of the disconnector, except the adapter 2, rise to the surface, and located in the cavity pipes 16, the fluid is drained through radial channels 5.

Применение предложенного отсоединителя позволит значительно снизить затраты на проведение работ, связанных с ликвидацией прихватов бурильных колонн. Это достигается как за счет упрощения конструкции отсоединителя, а следовательно, и снижения его стоимости, так и за счет повышения надежности работы благодаря возможности передачи значительного крутящего момента, допустимого для самой бурильной колонны. The use of the proposed disconnector will significantly reduce the cost of carrying out work related to the elimination of sticking of drill strings. This is achieved both by simplifying the design of the disconnector and, consequently, by reducing its cost, and by increasing the reliability of operation due to the possibility of transmitting significant torque, permissible for the drill string itself.

Схема выполнения радиальных каналов 6 и оснащение переходника 2 зубьями 8 способствуют ускорению процесса ликвидации аварии за счет большей вероятности размыва и механического разрушения шламовой пробки. The design of the radial channels 6 and the equipment of the adapter 2 with teeth 8 contribute to accelerating the process of eliminating the accident due to the greater likelihood of erosion and mechanical destruction of the slurry plug.

Claims

1. A HYDRAULIC DISCONNECTOR, comprising a housing, radial drain channels blocked in the initial position, an adapter secured to the housing by means of a connection unit with a fuse against rotation and axially movable rod with grooves on the outer surface, a seat for the throttle valve and a movement lock, characterized in that the housing and the adapter are made with eccentric channels, the node connecting them in the form of a left-hand thread, a rod with an eccentric protrusion on the outer surface, and fuse against rotation in the form of an eccentric connection formed by eccentric channels of the housing and an adapter with an eccentric protrusion of the rod aligned in the area of the left-hand thread.

2. The disconnector according to claim 1, characterized in that the radial drain channels are made in the adapter and the stem and are located with the possibility of their displacement relative to each other in the initial position of the disconnector and communicating with each other in the lowermost position of the stem, and the seat under the throttle valve is located below the radial channels of the stem.

3. The disconnector according to claim 1, characterized in that the adapter in the upper part is made with a conical surface, and the output parts of the radial drain channels are located on the latter.

4. The disconnector according to claims 1 and 2, characterized in that milled teeth reinforced with hard alloy are made on the conical surface of the adapter.