RU2405905C1

RU2405905C1 - Disconnecting device

Info

Publication number: RU2405905C1
Application number: RU2009135808/03A
Authority: RU
Inventors: Николай Митрофанович Панин (RU); Николай Митрофанович Панин; Николай Иванович Дедов (RU); Николай Иванович Дедов; Сергей Дмитриевич Шапошников (RU); Сергей Дмитриевич Шапошников; Василий Андреевич Гавриленко (RU); Василий Андреевич Гавриленко; Вячеслав Андреевич Барашков (RU); Вячеслав Андреевич Барашков
Original assignee: Николай Митрофанович Панин
Priority date: 2009-09-28
Filing date: 2009-09-28
Publication date: 2010-12-10

Abstract

FIELD: oil and gas production.

SUBSTANCE: disconnecting device comprises composite case, made of upper and lower parts joined to each other by means of ball gate arranged in radial channel of case, covered by seat for free fall valve. Seat for free fall valve is arranged with circular bore on external surface for arrangement of ball gate, as composite case is disconnected, and is equipped with fixator in the form of spring arranged between lower end of seat and ledge of upper part of case. At the same time circular bore of seat in initial position is arranged higher than radial channel of case with ball gate and is arranged as inclined downwards. Upper part of composite case is arranged with ledge for seat of free fall valve. To transfer torque, upper and lower parts of case are arranged with response cams.

EFFECT: increased reliability of device operation and considerable reduction of inefficient time expenditures.

5 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к противоаварийному инструменту, а именно к разъединительным устройствам, предназначенным для отсоединения свободной части колонны труб от прихваченной части в скважине.The invention relates to an emergency tool, namely to disconnecting devices designed to disconnect the free part of the pipe string from the stuck part 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 № 438774, кл. 21В 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 No. 438774 Cl 21B 06/17/1973).

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.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является разъединительное устройство, включающее составной корпус, состоящий из верхней и нижней частей, телескопически соединенных между собой посредством шарового затвора, размещенного в радиальном канале корпуса, перекрытым седлом под бросовый клапан, зафиксированный от осевого перемещения (см. патент России №2136840, кл. Е21В 17/06, 1999 г.).The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a disconnecting device, comprising a composite housing, consisting of upper and lower parts, telescopically connected to each other by means of a ball valve located in the radial channel of the housing, closed by a saddle under the throttle valve, fixed from axial movement ( see the patent of Russia No. 2136840, class ЕВВ 17/06, 1999).

Данное устройство имеет более простую конструкцию по сравнению с аналогом, что значительно упрощает технологию его изготовления и снижает стоимость затрат на проведение работ по разъединению колонны.This device has a simpler design than the analogue, which greatly simplifies the technology of its manufacture and reduces the cost of the work on the separation of the column.

К отрицательным сторонам прототипа можно отнести недостаточную надежность из-за определенной сложности определения времени срабатывания шарового затвора и необходимость проведения дополнительных работ для освобождения проходного канала колонны от продавочной пробки и шарового затвора с целью проведения дальнейших работ. Эти недостатки особо проявляются в случае использования разъединительного устройства при бурении скважин для освобождения прихваченной части колонны.The negative sides of the prototype include insufficient reliability due to the difficulty of determining the response time of the ball valve and the need for additional work to release the passage channel of the column from the cork plug and ball valve in order to carry out further work. These disadvantages are especially evident in the case of using a disconnecting device when drilling wells to release the stuck part of the column.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение надежности работы и сокращение непроизводительных затрат времени на освобождение прихваченной колонны и последующего бурения.In connection with the stated technical result of the invention is to increase the reliability and reduce unproductive time spent on the release of stuck columns and subsequent drilling.

Указанный технический результат достигается тем, что в разъединительном устройстве, включающем составной корпус, состоящий из верхней и нижней частей, телескопически соединенных между собой посредством шарового затвора, размещенного в радиальном канале корпуса, перекрытым седлом под бросовый клапан, зафиксированный от осевого перемещения, согласно изобретению, седло под бросовый клапан выполнено с кольцевой проточкой на наружной поверхности для размещения шарового затвора при разъединении составного корпуса, при этом верхняя часть составного корпуса выполнена с уступом под седло бросового клапана, а кольцевая проточка его в исходном положении расположена выше радиальных каналов корпуса.The specified technical result is achieved by the fact that in a disconnecting device comprising a composite housing, consisting of upper and lower parts, telescopically connected to each other by means of a ball valve located in the radial channel of the housing, closed by a saddle under the throttle valve, fixed from axial movement, according to the invention, the seat for the throttle valve is made with an annular groove on the outer surface to accommodate the ball valve when disconnecting the composite housing, while the upper part the composite body is made with a ledge under the saddle of the throttle valve, and its annular groove in the initial position is located above the radial channels of the body.

Решению поставленной задачи способствует также и то, что:The solution of the problem also contributes to the fact that:

- кольцевая проточка под шаровой затвор в седле выполнена наклонной от наружной поверхности седла в сторону его оси;- the annular groove under the ball valve in the saddle is made inclined from the outer surface of the saddle in the direction of its axis;

- верхняя часть корпуса выполнена с радиальными каналами, перекрытыми в исходном положении седлом под бросовый клапан;- the upper part of the body is made with radial channels, blocked in the initial position by a saddle under the throttle valve;

- седло под бросовый клапан снабжено фиксатором в виде пружины, размещенной между нижним торцом седла и уступом верхней части корпуса.- the seat for the throttle valve is equipped with a latch in the form of a spring located between the lower end of the seat and the ledge of the upper part of the body.

- верхняя и нижняя части корпуса выполнены с ответными кулачками для передачи крутящего момента- the upper and lower parts of the housing are made with reciprocal cams for transmitting torque

На чертеже изображен общий вид разъединительного устройства (на левой половине - в исходном положении, на правой - после срабатывания).The drawing shows a General view of the disconnecting device (on the left half - in the initial position, on the right - after operation).

Разъединительное устройство переходник содержит составной корпус, состоящий из верхней и нижней частей 1 и 2, соответственно, и седло 3 под бросовый шаровой клапан 4. Верхняя и нижняя части 1 и 2 корпуса соединены между собой посредством шарового затвора. Шаровой затвор образован несколькими шарами 5, установленными в совмещенных радиальных каналах 6 и 7 верхней и нижней частей 1 и 2 корпуса и зафиксированными в исходном положении с наружной стороны пробкой 15, а с внутренней стороны - седлом 3 клапана 4. Количество шаровых затворов выбирается в зависимости от условий работы. На наружной поверхности седла 3 выполнена кольцевая проточка 8 с наклонными стенками от наружной поверхности вниз в сторону его оси. Верхняя часть 1 корпуса выполнена с радиальными каналами 16 для слива промывочной жидкости, перекрытыми в исходном положении седлом 3 и служащими для контроля срабатывания разъединителя. Седло 3 в исходном положении фиксируется посредством пружины 9, установленной между уступом 10 верхней части 1 корпуса и нижним торцом седла 3. От перемещения вверх седло 3 фиксируется стопорным разрезным кольцом 11. Для герметизации разъединителя используются уплотнительные элементы 12, а для разгрузки шарового затвора от передачи крутящего момента верхняя и нижняя части 1 и 2 корпуса выполнены с ответными кулачками 13 и 14.The disconnecting device of the adapter contains a composite housing consisting of upper and lower parts 1 and 2, respectively, and a seat 3 under the thrown ball valve 4. The upper and lower parts 1 and 2 of the housing are interconnected by means of a ball valve. The ball valve is formed by several balls 5 installed in the combined radial channels 6 and 7 of the upper and lower parts 1 and 2 of the body and fixed in the initial position on the outside by a plug 15, and on the inside by a seat 3 of the valve 4. The number of ball valves is selected depending from working conditions. On the outer surface of the seat 3 is made an annular groove 8 with inclined walls from the outer surface down to the side of its axis. The upper part 1 of the housing is made with radial channels 16 for draining the flushing fluid, blocked in the initial position by the seat 3 and serving to control the operation of the disconnector. The seat 3 in the initial position is fixed by means of a spring 9 installed between the ledge 10 of the upper part 1 of the body and the lower end of the seat 3. From moving upward, the seat 3 is fixed with a snap split ring 11. To seal the disconnector, the sealing elements 12 are used, and to unload the ball valve from the gear The upper and lower parts 1 and 2 of the housing are made with reciprocal cams 13 and 14.

Принцип работы устройства заключается в следующем. До соединения верхней и нижней частей 1 и 2 в полости верхней части 1 устанавливают седло 3 вместе с пружиной 9 и фиксируют его разрезным кольцом 11. Затем совмещают кулачки 13 и 14 верхней и нижней частей 1 и 2 и соединяют их шаровым затвором. При совмещении кулачков 13 и 14 должны совпасть и радиальные каналы 6 и 7 верхней и нижней частей 1 и 2 корпуса. После установки шаров 5 в каналах 6 и 7 последние запираются пробкой 15 и посредством резьб 17 разъединительное устройство устанавливают в заданном месте бурильной колонны или колонны НКТ. В случае возникновения прихвата бурильной колонны или НКТ с поверхности через полость труб сбрасывают клапан 4, который перекрывает проходное сечение седла 3. Путем увеличения давления промывочной жидкости в полости труб седло 3 вместе с клапаном 4 опускается вниз и при совмещении его кольцевой проточки 8 с радиальными каналами 6 и 7 шары 5 попадают в кольцевую проточку 8 и верхняя часть 1 корпуса разъединяется от его нижней части 2 путем приложения только осевой нагрузки. Этому способствует и использование в разъединителе кулачков, которые воспринимают крутящий момент, а шаровой затвор работает в основном на передачу только осевой нагрузки, что исключает заклинивание шаров в радиальных каналах 6 и 7. Момент срабатывания разъединителя в первую очередь фиксируется на поверхности резким падением давления промывочной жидкости, вызванным открытием радиальных каналов 6, а затем и уменьшением осевой нагрузки на крюке. После этого верхняя часть 1 корпуса вместе с седлом 3, клапаном 4 и пружиной 9 на колонне труб поднимается на поверхность. В скважине остается только нижняя часть колонны труб и открытая нижняя часть корпуса 2, позволяющая использовать любые ловильные инструменты для ликвидации аварии.The principle of operation of the device is as follows. Before connecting the upper and lower parts 1 and 2, a saddle 3 is installed in the cavity of the upper part 1 together with the spring 9 and fixed with a split ring 11. Then, the cams 13 and 14 of the upper and lower parts 1 and 2 are combined and connected with a ball valve. When combining the cams 13 and 14, the radial channels 6 and 7 of the upper and lower parts 1 and 2 of the housing must coincide. After installing the balls 5 in the channels 6 and 7, the latter are closed by a stopper 15 and by means of the threads 17 the disconnecting device is installed in a predetermined place of the drill string or tubing string. In the event of a sticking of the drill string or tubing from the surface, a valve 4 is dropped through the pipe cavity, which closes the passage section of the seat 3. By increasing the pressure of the flushing fluid in the pipe cavity, the seat 3 together with valve 4 is lowered down and when its annular groove 8 is aligned with the radial channels 6 and 7, the balls 5 fall into the annular groove 8 and the upper part 1 of the body is disconnected from its lower part 2 by applying only axial load. This is also facilitated by the use of cams in the disconnector, which receive torque, and the ball valve mainly works to transmit only axial load, which eliminates jamming of the balls in radial channels 6 and 7. The actuation time of the disconnector is first recorded on the surface by a sharp drop in pressure of the flushing fluid caused by the opening of the radial channels 6, and then a decrease in the axial load on the hook. After that, the upper part 1 of the housing together with the seat 3, valve 4 and spring 9 on the pipe string rises to the surface. In the well, only the lower part of the pipe string and the open lower part of the casing 2 remain, which allows using any fishing tools to eliminate the accident.

Предложенная конструкция разъединительного устройства повышает надежность его работы благодаря исключению операции вращения колонны при освобождении свободной части колонны от прихваченной и значительно сокращает затраты времени на освобождение ликвидации аварии, связанной с прихватом колонны, а следовательно, и материальные затраты на ликвидацию аварий.The proposed design of the disconnecting device increases the reliability of its operation due to the elimination of the operation of the rotation of the column when releasing the free part of the column from the stuck one and significantly reduces the time required to release the liquidation of the accident associated with the sticking of the column, and therefore the material costs of eliminating the accidents.

Claims

1. Disconnecting device, comprising a composite housing, consisting of upper and lower parts, telescopically connected to each other by means of a ball valve located in the radial channel of the housing, closed by a seat under the throttle valve, fixed from axial movement, characterized in that the saddle under the throttle valve is made with an annular groove on the outer surface to accommodate the ball valve during separation of the composite housing, while the upper part of the composite housing is made with a step under the saddle throw Vågå valve seat and the annular groove in the rest position located above the radial channel housing.

2. The disconnecting device according to claim 1, characterized in that the annular groove under the ball valve in the saddle is made inclined downward from the outer surface of the saddle in the direction of its axis.

3. The disconnecting device according to claim 1, characterized in that the seat for the throttle valve is equipped with a latch in the form of a spring located between the lower end of the saddle and the ledge of the upper part of the body.

4. The disconnecting device according to claim 1, characterized in that the upper part of the housing is made with radial channels blocked in the initial position by a saddle under the throttle valve.

5. The disconnecting device according to claim 1, characterized in that the upper and lower parts of the housing are made with reciprocal cams for transmitting torque.