RU2193646C2

RU2193646C2 - Mechanical jar

Info

Publication number: RU2193646C2
Application number: RU2001104455/03A
Authority: RU
Inventors: В.В. Лапин; В.А. Войцеховский; В.П. Семенов; Г.Л. Рыбаков; Н.А. Балабанов
Original assignee: Закрытое акционерное общество завод "Измерон"
Priority date: 2001-02-13
Filing date: 2001-02-13
Publication date: 2002-11-27

Abstract

FIELD: oil and gas producing industry; applicable in elimination of tools sticking in well drilling and workovers. SUBSTANCE: mechanical jar has body with anvil, rod with striker and uncoupling unit which consists of stop, retainer, collet and thread bushing. Retainer is located between stop and thread bushing and engageable with spring regulated by thread bushing which is installed in jar body low part. Collet is engageable by means of its lugs with retainer and stop for pressing retainer out of seat. EFFECT: higher operating reliability of mechanical jar due to provision of uncoupling unit with stop, retainer and thread bushing ensuring smooth regulation of operation force of uncoupling unit. 2 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначается для ликвидации прихватов инструмента при бурении и капитальном ремонте скважин. The invention relates to the oil and gas industry and is intended to eliminate tool sticks during drilling and workover.

Известен ясс, предназначенный для ликвидации прихватов при бурении, см. патент США 5139086 по кл. Е 21 В 31/107, опубл. 1994 г. Known jas intended for the elimination of sticking during drilling, see US patent 5139086 CL. E 21 B 31/107, publ. 1994

Этот ясс имеет сложную конструкцию. This yass has a complex structure.

Известен ясс двойного действия, см. заявку РСТ 93/04258 по кл. Е 21 В 31/107, опубл. 1994 г. Known double-acting yass, see PCT application 93/04258 in class. E 21 B 31/107, publ. 1994

Этот ясс сложен при эксплуатации. This jar is difficult to operate.

Известен ударный ясс, см. патент США 5327982 по кл. Е 21 В 31/107, опубл. 1995 г. Known shock jar, see US patent 5327982 for CL. E 21 B 31/107, publ. 1995 year

Этот ясс не надежен при эксплуатации. This jar is not reliable during operation.

Известен ловильный ясс для буровой колонны, см. заявку РСТ 94/09247 по кл. Е 21 В 31/107, опубл. 1995 г. Known fishing jar for a drill string, see PCT application 94/09247 by class. E 21 B 31/107, publ. 1995 year

Конструктивное выполнение элементов ясса сложное и при эксплуатации он не надежен. The constructive implementation of the elements of iass is complex and in operation it is not reliable.

Известен механический ясс, см. авторское свидетельство СССР 1530746 по кл. Е 21 В 31/107, опубл. 1988 г. The mechanical yass is known, see USSR author's certificate 1530746 according to class. E 21 B 31/107, publ. 1988 year

Этот ясс неэффективен, шток при ликвидации прихватов не имеет возможности свободно перемещаться по всей длине хода. This jar is ineffective, the stem during the elimination of sticking is not able to move freely along the entire length of the stroke.

Известен механический ясс, включающий корпус с наковальней, установленный в нем с возможностью ограничения осевого перемещения шток с бойком и узел расцепления, см. авторское свидетельство СССР 1682525 по кл. Е 21 В 31/107, опубл. 1991 г. Шток имеет винтовую нарезку на наружной поверхности. Узел расцепления выполнен в виде двух втулок. Верхняя втулка взаимодействует с винтовой нарезкой штока и имеет ответную ей внутреннюю винтовую нарезку. Шток имеет шары, установленные в винтовых нарезках штока и верхней втулки. Нижняя втулка зафиксирована от поворота и подпружинена относительно корпуса в осевом направлении. Фиксатор установлен в корпусе и подпружинен в радиальном направлении относительно корпуса. В нижней части нижней втулки выполнено отверстие под фиксатор. Фиксатор фиксирует нижнюю втулку в ее крайнем нижнем положении. В нижней части штока имеется кольцевой выступ для перевода фиксатора в исходное положение при крайнем нижнем положении штока. A mechanical jar is known, including a casing with an anvil, installed in it with the possibility of limiting axial movement of the rod with the striker and the trip unit, see USSR copyright certificate 1682525, class. E 21 B 31/107, publ. 1991. The stem has a screw thread on the outer surface. The trip unit is made in the form of two bushings. The upper sleeve interacts with a screw thread of the rod and has a reciprocal internal screw thread. The stem has balls mounted in the screw threads of the stem and the upper sleeve. The lower sleeve is fixed against rotation and is spring loaded relative to the housing in the axial direction. The latch is installed in the housing and is spring-loaded in a radial direction relative to the housing. In the lower part of the lower sleeve there is a hole for the retainer. The latch locks the lower sleeve in its lowermost position. In the lower part of the rod there is an annular protrusion for translating the latch to its original position at the extreme lower position of the rod.

Данное техническое решение принято за прототип настоящего изобретения. This technical solution is taken as a prototype of the present invention.

Однако оно обладает рядом недостатков. However, it has several disadvantages.

После удара бойка в наковальню верхняя втулка с шариками должна остановиться, стопором для нее будет корпус. Поэтому вся кинетическая энергия вращающейся верхней втулки перейдет на торец корпуса крутящим моментом, который может раскрепить резьбовое соединение ясса и труб. After hitting the striker in the anvil, the upper sleeve with balls should stop, the body will be a stopper for it. Therefore, all the kinetic energy of the rotating upper sleeve will go to the end of the housing with a torque that can unfasten the threaded connection of the jar and pipes.

Неточная регулировка фиксатора относительно отверстия нижней втулки приведет к поломке механизма, так как нижняя втулка не будет зафиксирована в нижнем положении относительно корпуса и под действием пружины войдет в зацепление с верхней втулкой, вращающейся относительно корпуса. Произойдет удар, и нижняя втулка переместится вниз, однако под действием пружины вновь возвратится в исходное положение. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока верхняя втулка не перестанет вращаться и не войдет в зацепление с нижней втулкой. Удар нижней втулки по верхней недопустим, так как приведет к поломке элементов и пружины. Inaccurate adjustment of the latch relative to the hole of the lower sleeve will damage the mechanism, since the lower sleeve will not be fixed in the lower position relative to the housing and, under the action of the spring, will engage with the upper sleeve rotating relative to the housing. A blow will occur, and the lower sleeve will move down, but under the action of the spring will again return to its original position. This process will continue until the upper sleeve stops rotating and engages with the lower sleeve. Impact of the lower sleeve on the upper is unacceptable, as it will lead to damage to the elements and the spring.

В основу настоящего изобретения положено решение задачи повышения надежности работы ясса путем обеспечения плавности регулировки усилия срабатывания узла расцепления. The present invention is based on the solution of the problem of increasing the reliability of the iass by ensuring a smooth adjustment of the tripping force of the trip unit.

Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что ясс, включающий корпус с наковальней, установленный в нем с возможностью ограниченного осевого перемещения штока с бойком, имеет узел расцепления, который состоит из резьбовой втулки, упора с седлом и расположенного между ними фиксатора, поджатого к седлу, взаимодействующего с пружиной, регулируемой резьбовой втулкой, и цанги, взаимодействующей своими лепестками с фиксатором и упором для отжатия фиксатора от седла. According to the invention, this problem is solved due to the fact that the jar, including the casing with the anvil, installed in it with the possibility of limited axial movement of the rod with the striker, has a trip unit, which consists of a threaded sleeve, an abutment with a saddle and a clamp located between them, pressed against a saddle interacting with a spring, an adjustable threaded sleeve, and a collet interacting with its petals with a latch and an emphasis to depress the latch from the saddle.

Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "новизна". The applicant has not identified sources containing information on technical solutions identical to the present invention, which allows us to conclude that it meets the criterion of "novelty."

За счет реализации отличительных признаков изобретения (в совокупности с признаками, указанными в ограничительной части формулы) достигаются важные новые свойства объекта. Due to the implementation of the distinguishing features of the invention (in conjunction with the features indicated in the restrictive part of the formula), important new properties of the object are achieved.

В предложенном техническом решении повышение надежности работы ясса путем обеспечения плавности регулировки усилия срабатывания узла расцепления достигается за счет того, что узел расцепления содержит упор, фиксатор, цангу и резьбовую втулку, и при растяжении колонны труб, когда усилие натяжения штока превысит силу удержания узлом расцепления, происходит плавное размыкание цанги с упором, фиксатор переместится, а пружина надежно его подожмет к упору, усилие поджатия фиксатора к цанге пружиной регулируется резьбовой втулкой. In the proposed technical solution, improving the reliability of the jar by ensuring smooth adjustment of the response force of the tripping unit is achieved due to the fact that the tripping unit contains an emphasis, a clamp, a collet and a threaded sleeve, and when the pipe string is stretched, when the rod tension exceeds the holding force of the tripping unit, there is a smooth opening of the collet with an emphasis, the latch will move, and the spring will reliably tighten it to the emphasis, the force of pressing the latch to the collet with a spring is regulated by a threaded sleeve.

Заявителю не известны какие-либо публикации, которые содержали бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат. В связи с этим, по мнению заявителя, можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень". The applicant is not aware of any publications that would contain information on the influence of the distinguishing features of the invention on the achieved technical result. In this regard, according to the applicant, it can be concluded that the claimed technical solution meets the criterion of "inventive step".

Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображены:
на фиг. 1 - механический ясс, разрез;
на фиг. 2 - узел А на фиг. 1.The invention is illustrated by drawings, which depict:
in FIG. 1 - mechanical jar, section;
in FIG. 2 - node A in FIG. 1.

Ясс состоит из составного корпуса 1 с наковальней 2, в котором размещен шток 3 с бойком 4 и шлицами 5 с возможностью осевого перемещения в корпусе 1 и узел расцепления 6 штока 3 и корпуса 1. The jar consists of a composite body 1 with an anvil 2, in which the rod 3 with the striker 4 and the slots 5 with the possibility of axial movement in the housing 1 and the trip unit 6 of the rod 3 and the housing 1 are placed.

Узел расцепления 6 состоит из цанги 7 с лепестками 8, упора 9 с седлом 10, пружины 11, фиксатора 12, резьбовой втулки 13, установленной в корпусе 1. The trip unit 6 consists of a collet 7 with petals 8, a stop 9 with a saddle 10, a spring 11, a latch 12, a threaded sleeve 13 installed in the housing 1.

Работа ясса осуществляется следующим образом. The work of iass is as follows.

Перед спуском ясса в скважину резьбовой втулкой 13 регулируют поджатие фиксатора 12 к цанге 7 с помощью пружины 11. Ясс свинчивается с колонной насосно-компрессорных труб и спускается в скважину до аварийной колонны труб. Спуск производят на талевом блоке буровой вышки (не показана) до тех пор, пока резьбовая втулка 13 корпуса 1 не упрется в резьбу муфты на колонне труб. Before lowering the jar into the well, the threaded sleeve 13 regulates the preload of the latch 12 to the collet 7 using the spring 11. The jar is screwed with the tubing string and lowers into the well to the emergency pipe string. The descent is carried out on the tackle block of the derrick (not shown) until the threaded sleeve 13 of the housing 1 abuts against the thread of the coupling on the pipe string.

Осуществляют вращение колонны труб с яссом, при этом вращение штока 2 через шлицы 5 передается на корпус 1 и происходит свинчивание с колонной прихваченных труб. Carry out the rotation of the pipe string with the jar, while the rotation of the rod 2 through the slots 5 is transmitted to the housing 1 and there is screwing with the string of stuck pipes.

Осуществляют натяжение колонны труб со штоком 3, удерживаемого узлом расцепления 6, при этом происходит растяжение колонны труб. При достижении усилия натяжения штока 3, превышающего силу удержания узлом расцепления 6, происходит перемещение фиксатора 12 лепестками 8 цанги 7 с одновременным их размыканием с упором 9. Освободившийся шток 3 свободно переместится вверх до удара бойком 4 по наковальне 2 корпуса 1, а пружина 11 подожмет фиксатор 12 к седлу 10. Ударный импульс с корпуса 1 передастся на аварийную колонну. The pipe string is tensioned with the rod 3 held by the trip unit 6, and the pipe string is stretched. When the force of the rod 3 tension is exceeded, which exceeds the holding force by the tripping unit 6, the latch 12 moves the petals 8 of the collet 7 with their simultaneous opening with a stop 9. The released rod 3 will freely move up to hit the anvil 4 on the anvil 2 of the housing 1, and the spring 11 will tighten the retainer 12 to the seat 10. The shock pulse from the housing 1 will be transmitted to the emergency convoy.

Для повторного нанесения удара необходимо вновь медленно спустить колонну со штоком 3 до упора бойка 4 в корпус 1, при этом цанга 7 отожмет фиксатор 12 от седла 10, а лепестки 8 войдут в зацепление с упором 9. Пружина 11 обеспечит необходимое усилие удержания фиксатором 12 лепестков 8 на упоре 9. To re-strike, it is necessary to slowly slowly lower the column with the rod 3 until the striker 4 abuts against the body 1, while the collet 7 will release the lock 12 from the seat 10, and the petals 8 will engage with the stop 9. The spring 11 will provide the necessary holding force of the 12 petals 8 on the stop 9.

В случае, если не удалось освободиться от прихвата, то необходимо отвернуть колонну труб вместе с яссом и поднять их из скважины. If it was not possible to get rid of the sticking, then it is necessary to unscrew the pipe string along with the jar and lift them from the well.

Предложенное устройство может быть изготовлено промышленным способом, что подтверждают испытания опытной партии яссов с заявленным узлом расцепления, и это обуславливает, по мнению заявителя, его соответствие критерию "промышленная применимость". The proposed device can be manufactured industrially, which is confirmed by testing an experimental batch of jars with the declared tripping unit, and this determines, according to the applicant, its compliance with the criterion of "industrial applicability".

Использование заявленного изобретения позволяет повысить надежность работы механического ясса, так как узел расцепления содержит упор, фиксатор, цангу и резьбовую втулку, которые обеспечивают плавность регулировки усилия срабатывания узла расцепления. The use of the claimed invention improves the reliability of the mechanical jar, since the trip unit contains an emphasis, a latch, a collet and a threaded sleeve, which ensure smooth adjustment of the response force of the trip unit.

Claims

A mechanical jar including a housing with an anvil installed in it with the possibility of limited axial movement, a rod with a striker and a trip unit, characterized in that the trip unit consists of a threaded sleeve, an abutment with a seat and a retainer located between them, pressed against the seat, interacting with a spring, an adjustable threaded sleeve installed in the lower part of the body, and a collet interacting with its tabs with a latch and an emphasis to depress the latch from the saddle.