RU2271431C1

RU2271431C1 - Safety joint

Info

Publication number: RU2271431C1
Application number: RU2004129469/03A
Authority: RU
Inventors: Виталий Анатольевич Ясашин (RU); Виталий Анатольевич Ясашин; Дмитрий Юрьевич Сериков (RU); Дмитрий Юрьевич Сериков; Николай Митрофанович Панин (RU); Николай Митрофанович Панин
Original assignee: Виталий Анатольевич Ясашин; Дмитрий Юрьевич Сериков; Николай Митрофанович Панин
Priority date: 2004-10-07
Filing date: 2004-10-07
Publication date: 2006-03-10

Abstract

FIELD: safety means, particularly releasing-joints adapted to disconnect free pipe string part from that stuck inside well.

SUBSTANCE: safety joint comprises composite body including upper and lower parts and sealing unit arranged between the parts over torque transmission unit, which connects body parts and formed as spline connection. Joint also has seat for free fall valve and axial load transmission unit made as collet with extensions on outer surface of springing leafs. Solid collet end is connected with upper body part. Collet extensions are arranged in annular groove formed in inner surface of lower bode part. Collet extensions are fixed in working position by free-fall valve seat, wherein the valve is retained by compression spring installed on stop ring rigidly connected to lower body part. Split collet part has inner conical surface. Free-fall valve seat has mating outer surface.

EFFECT: increased operational reliability and simplified safety joint manufacture.

2 dwg

Description

Изобретение относится к противоаварийному инструменту, а именно к разъединительным устройствам, предназначенным для отсоединения свободной части колонны труб от прихваченной в скважине.The invention relates to an emergency tool, and in particular to disconnecting devices designed to disconnect the free part of the pipe string from stuck in the well.

Известно разъединительное устройство, включающее корпус, верхний и нижний переходники, последний из которых соединен с корпусом посредством левой резьбы и стопорных пальцев, и подвижный шток с поршнем, установленный в корпусе с возможностью взаимодействия со стопорными пальцами (см. авт. св. СССР N438774, кл. 21 В 17/06, 1973 г.)A disconnecting device is known including a housing, upper and lower adapters, the last of which is connected to the housing by means of left-hand thread and locking fingers, and a movable rod with a piston mounted in the housing with the ability to interact with locking fingers (see ed. St. USSR N438774, C. 21 B 17/06, 1973)

Недостатком известного устройства является сложность конструкции и оставление в скважине значительного количества деталей после разъединения колонны.A disadvantage of the known device is the design complexity and the abandonment of a significant number of parts in the well after the separation of the column.

Известно разъединительное устройство, разъединительный переходник, включающий составной корпус, состоящий из верхней и нижней частей, соединенных между собой посредством узлов передачи крутящего момента осевой нагрузки, и седло под бросовый клапан (см. патент России №2002026, кл. Е 21 В 17/06, 1991 г.)A disconnecting device, a disconnecting adapter, comprising a composite housing consisting of upper and lower parts interconnected by means of axial load torque transmitting units, and a saddle for a throttle valve are known (see Russian patent No. 2002026, class E 21 B 17/06 , 1991)

Данное устройство имеет более простую конструкцию по сравнению с аналогом и после его срабатывания в скважине остается только нижний переходник с клапаном, что значительно упрощает проведение дальнейших ловильных работ.This device has a simpler design than the analogue and after its operation in the well, only the bottom adapter with the valve remains, which greatly simplifies further fishing operations.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является разъединительный переходник, включающий составной корпус, состоящий из верхней и нижней частей, между которыми расположен уплотнительный узел, размещенный над узлом передачи крутящего момента, соединяющим между собой части корпуса и выполненным в виде шлицевого соединения (см. авт. св. СССР N899833, кл. 21 В 17/06, 1982).The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a disconnect adapter, comprising a composite housing consisting of upper and lower parts, between which there is a sealing assembly located above the torque transmission unit, connecting the housing parts to each other and made in the form of a spline connection ( see ed. St. USSR N899833, class 21 B 17/06, 1982).

К отрицательным сторонам прототипа можно отнести недостаточную надежность из-за невозможности использования стопорных пальцев необходимого размера, что имеет особое значение при бурении скважин малого диаметра, а также определенную сложность изготовления, связанную с необходимостью точного совмещения осевых отверстий для стопорных пальцев трех сопрягаемых деталей: поршня, корпуса и нижнего переходника.The negative sides of the prototype include insufficient reliability due to the inability to use retaining fingers of the required size, which is of particular importance when drilling small diameter wells, as well as certain manufacturing difficulties associated with the need to accurately align the axial holes for retaining fingers of three mating parts: piston, housing and lower adapter.

В связи с изложенным технической задачей изобретения является повышение надежности работы и упрощение технологии изготовления разъединительного переходника.In connection with the stated technical objective of the invention is to increase the reliability and simplification of the manufacturing technology of the isolation adapter.

Указанная техническая задача решается тем, что в разъединительном переходнике, включающем составной корпус, состоящий из верхней и нижней частей, между которыми расположен уплотнительный узел, размещенный над узлом передачи крутящего момента, соединяющим между собой части корпуса и выполненным в виде шлицевого соединения, и седло под бросовый клапан, согласно изобретению устройство снабжено узлом передачи осевой нагрузки в виде цанги с выступами на наружной поверхности пружинных лепестков, при этом неразрезной конец цанги соединен с верхней частью корпуса, а выступы цанги размещены в кольцевой расточке, выполненной на внутренней поверхности нижней части корпуса, и зафиксированы в рабочем положении седлом под бросовый клапан, зафиксированным в свою очередь пружиной сжатия, установленной на стопорном кольце, жестко соединенном с нижней частью корпуса, причем разрезная часть цанги выполнена с внутренней конической поверхностью, а седло под бросовый клапан с ответной наружной поверхностью.The specified technical problem is solved by the fact that in the disconnecting adapter, comprising a composite housing, consisting of upper and lower parts, between which there is a sealing assembly located above the torque transmission unit, connecting the housing parts and made in the form of a spline connection, and a saddle under the dump valve, according to the invention, the device is equipped with an axial load transmission unit in the form of a collet with protrusions on the outer surface of the spring lobes, while the continuous end of the collet is connected to the upper part of the housing, and the tabs of the collet are placed in an annular bore made on the inner surface of the lower part of the housing, and are fixed in position by a saddle under the throttle valve, fixed in turn by a compression spring mounted on a snap ring rigidly connected to the lower part of the housing, the split part of the collet is made with an inner conical surface, and a seat under the throttle valve with a reciprocal outer surface.

На фиг.1 изображен общий вид разъединительного устройства; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.Figure 1 shows a General view of the disconnecting device; figure 2 is a section aa in figure 1.

Разъединительный переходник содержит составной корпус (см. фиг.1), состоящий из верхней и нижней частей 1 и 2 соответственно, и седло 3 под бросовый клапан преимущественно в виде шара 4. Верхняя и нижняя части 1 и 2 корпуса соединены между собой посредством узлов передачи крутящего момента и осевой нагрузки. Узел передачи крутящего момента выполнен в виде шлицевого соединения (см. фиг.2), образованного шлицами 5 и 6 соответственно на внутренней и наружной поверхностях нижней 2 и верхней частей 1 корпуса. Узел передачи осевой нагрузки выполнен в виде цанги 7 с выступами 8 на наружной поверхности пружинных лепестков 9. Неразрезной конец цанги 7 разъемно посредством резьбы 10 соединен с верхней частью 1 корпуса, а выступы 8 цанги 7 размещены в кольцевой расточке 11, выполненной на внутренней поверхности нижней части 2 корпуса, и зафиксированы в рабочем положении седлом 3 под бросовый клапан. С этой целью разрезная часть цанги 7 выполнена с внутренней конической поверхностью 12, а седло 3 под бросовый клапан - с ответной конической наружной поверхностью 13. В рабочем положении контактирующие поверхности 12 и 13 удерживаются или пружиной 14, размещенной между нижним торцом седла 3 и верхним торцом стопорного кольца 15, жестко соединенного с нижней частью 2 корпуса, или срезным элементом 16 (см. правую часть фиг.1), посредством которого седло 3 фиксируется относительно нижней части 2 корпуса. Верхняя 1 и нижняя 2 части корпуса снабжены узлом уплотнения 17, расположенным над узлом передачи крутящего момента. Узел уплотнения 17 в зависимости от условий эксплуатации может содержать одно или несколько колец из соответствующего материала, обеспечивающих надежную герметизацию корпуса переходника.The disconnecting adapter contains a composite housing (see figure 1), consisting of upper and lower parts 1 and 2, respectively, and a seat 3 under the throttle valve mainly in the form of a ball 4. The upper and lower parts 1 and 2 of the housing are interconnected via transmission nodes torque and axial load. The torque transmission unit is made in the form of a spline connection (see FIG. 2) formed by the slots 5 and 6, respectively, on the inner and outer surfaces of the lower 2 and upper parts 1 of the housing. The axial load transfer unit is made in the form of a collet 7 with protrusions 8 on the outer surface of the spring lobes 9. The continuous end of the collet 7 is detachably connected via the thread 10 to the upper part 1 of the housing, and the protrusions 8 of the collet 7 are placed in an annular bore 11 made on the inner surface of the lower parts 2 of the body, and fixed in position by the seat 3 under the throttle valve. For this purpose, the split part of the collet 7 is made with an inner conical surface 12, and the seat 3 for the throttle valve with a mating conical outer surface 13. In the working position, the contacting surfaces 12 and 13 are held either by a spring 14 located between the lower end of the seat 3 and the upper end a locking ring 15, rigidly connected to the lower part 2 of the housing, or a shear element 16 (see the right part of figure 1), through which the saddle 3 is fixed relative to the lower part 2 of the housing. The upper 1 and lower 2 parts of the housing are equipped with a seal assembly 17 located above the torque transmission assembly. The seal assembly 17, depending on operating conditions, may contain one or more rings of the corresponding material, which provide reliable sealing of the adapter housing.

Монтаж устройства осуществляют в следующей последовательности. После монтажа узла уплотнения 17 к верхней части 1 корпуса присоединяют цангу 7. Затем верхнюю часть 1 корпуса вместе с цангой 7, вводя в полость нижней части 2 корпуса до совмещения выступов 8 цанги 7 с кольцевой расточкой 11 нижней части 2 корпуса и при одновременном совмещении шлицев 5 и 6. После этого выступы 8 цанги 7 фиксируют седлом 3 клапана 4.Installation of the device is carried out in the following sequence. After mounting the seal assembly 17, a collet 7 is attached to the upper part 1 of the casing 7. Then, the upper part 1 of the casing together with the collet 7 is inserted into the cavity of the lower part 2 of the casing before aligning the protrusions 8 of the collet 7 with the annular bore 11 of the lower part 2 of the casing and simultaneously aligning the splines 5 and 6. After that, the protrusions 8 of the collet 7 are fixed by the seat 3 of the valve 4.

В собранном виде разъединительное устройство включают в состав компоновки бурового инструмента над турбобуром, колонковым снарядом или другой частью компоновки, имеющей наибольший диаметр. В процессе бурения крутящий момент передается через шлицы 5 и 6, а осевая нагрузка вниз через контактные торцевые поверхности верхней и нижней частей 1 и 2 корпуса. При подъеме осевая нагрузка передается через цангу 7. В случае прихвата снаряда сбрасывают клапан 4 и начинают прокачивать промывочную жидкость. Под давлением промывочной жидкости седло клапана 3 опускается вниз, сжимая пружину 14 или срезая штифты 16. В результате этого цанга 7 освобождается и при приложении осевой нагрузки вверх происходит разъединение колонны, что определяется уменьшением веса на крюке. При этом верхняя часть 1 корпуса вместе с цангой 7 извлекаются на поверхность.The assembled disconnecting device is included in the composition of the drilling tool above the turbodrill, core drill or other part of the arrangement having the largest diameter. During drilling, the torque is transmitted through the slots 5 and 6, and the axial load down through the contact end surfaces of the upper and lower parts 1 and 2 of the housing. When lifting, the axial load is transmitted through the collet 7. In the event of a sticking of the projectile, the valve 4 is discarded and the flushing fluid is pumped. Under the pressure of the flushing fluid, the valve seat 3 lowers, compressing the spring 14 or cutting off the pins 16. As a result, the collet 7 is released and when the axial load is applied upward, the column is disconnected, which is determined by the reduction in weight on the hook. In this case, the upper part 1 of the housing together with the collet 7 are removed to the surface.

Предложенная конструкция разъединителя имеет более простую конструкцию и повышает надежность его работы.The proposed design of the disconnector has a simpler design and increases the reliability of its operation.

Claims

Disconnecting adapter, comprising a composite housing, consisting of upper and lower parts, between which there is a sealing unit located above the torque transmission unit connecting the body parts and made in the form of a splined connection, and a saddle for the throttle valve, characterized in that the device equipped with an axial load transmission unit in the form of a collet with protrusions on the outer surface of the spring petals, while the continuous end of the collet is connected to the upper part of the housing, and the collet protrusions are placed an annular bore made on the inner surface of the lower part of the housing, and fixed in position by a saddle under the throttle valve, fixed, in turn, by a compression spring mounted on a retaining ring rigidly connected to the lower part of the housing, and the split part of the collet is made with an internal conical surface, and the seat under the throttle valve - with a reciprocal outer surface.