RU2413834C1

RU2413834C1 - Unlatching joint

Info

Publication number: RU2413834C1
Application number: RU2009140603/03A
Authority: RU
Inventors: Николай Митрофанович Панин (RU); Николай Митрофанович Панин; Юрий Серафимович Татарчук (RU); Юрий Серафимович Татарчук; Виталий Иванович Титов (RU); Виталий Иванович Титов; Альберт Федорович Гущин (RU); Альберт Федорович Гущин; Геннадий Моисеевич Осипов (RU); Геннадий Моисеевич Осипов
Original assignee: Николай Митрофанович Панин
Priority date: 2009-11-05
Filing date: 2009-11-05
Publication date: 2011-03-10

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: unlatching joint includes upper and lower reducers which are connected to each other by means of fixture, and vessel with corrosive fluid in relation to fixture located below bottom part of the vessel. At that, joint is equipped with seat for waste valve, which is movable in axial direction and fixed in initial position against axial movement with a stop, and hammers for depressurisation of the vessel. Seat body has annular groove on outer surface forming together with the upper reducer a cavity for arrangement of vessel with corrosive fluid to protect it against the contact with the lowered equipment. At that, each hammer is rigidly fixed relative to its upper reducer and has faceted outer surface, and bottom part of vessel has annular section which has plane of weakness, which is located opposite hammers.

EFFECT: improving reliability and efficiency of operations during elimination of accidents relating to sticking of tools in the well.

6 cl, 3 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 №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 17/06, 1973).

Недостатком известного устройства является сложность конструкции и оставление в скважине значительного количества деталей после разъединения колонны, что значительно увеличивает непроизводительные затраты времени на ликвидацию аварии.A disadvantage of the known device is the complexity of the design and the abandonment of a significant number of parts in the well after the separation of the column, which significantly increases the unproductive time required to eliminate the accident.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является разъединительный переводник, включающий соединенные между собой посредством фиксатора верхний и нижний переходники и сосуд с агрессивной жидкостью по отношению к фиксатору, расположенному ниже донной части сосуда (см. авт. св. СССР №1828904, кл. Е21В 17/06, 1993 г.).The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a disconnecting sub, including the upper and lower adapters interconnected by means of a clamp and a vessel with aggressive fluid in relation to the clamp located below the bottom of the vessel (see ed. St. USSR No. 1828904, C. E21B 17/06, 1993).

Данное устройство имеет более простую конструкцию по сравнению с аналогом и после его срабатывания в скважине остается только нижний переходник с сосудом, что значительно упрощает проведение дальнейших ловильных работ. Кроме того, при разъединении прихваченной колонны оно не требует приложения крутящего момента, что необходимо при использовании в переводниках левой или незатягивающейся резьбы.This device has a simpler design compared to the analogue and after its operation in the well, only the lower adapter with the vessel remains, which greatly simplifies further fishing operations. In addition, when disconnecting the tacked column, it does not require the application of torque, which is necessary when using left or non-tightening threads in the sub.

К отрицательным сторонам прототипа следует отнести нерегулируемость процесса срабатывания разъединительного переводника, что не позволит полностью использовать ресурс работы породоразрушающего инструмента, особенно в случае простоев по самым различным причинам. Это приводит к снижению технико-экономических показателей бурения из-за неоправданного роста объема спуско-подъемных операций, особенно при бурении глубоких скважин. Другим недостатком прототипа является высокая опасность и строгое соблюдение правил техники безопасности при обращении с кислотами. Это особенно касается случаев работы с открытыми сосудами, заполненными кислотами.The negative sides of the prototype include the unregulated operation of the disconnecting sub, which will not allow the full use of the resource of the rock cutting tool, especially in the case of downtime for various reasons. This leads to a decrease in the technical and economic indicators of drilling due to unjustified growth in the volume of tripping operations, especially when drilling deep wells. Another disadvantage of the prototype is the high danger and strict adherence to safety rules when handling acids. This is especially the case with open vessels filled with acids.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности и эффективности работы устройства путем обеспечения срабатывания его в точно заданное время по команде с поверхности и повышение техники безопасности.The technical result of the invention is to increase the reliability and efficiency of the device by ensuring that it is triggered at a precisely specified time on command from the surface and to improve safety.

Указанный технический результат достигается тем, что разъединительный переводник, включающий соединенные между собой посредством фиксатора верхний и нижний переходники и сосуд с агрессивной жидкостью по отношению к фиксатору, расположенному ниже донной части сосуда, согласно изобретению, он снабжен подвижным в осевом направлении седлом под бросовый клапан, зафиксированным в исходном положении от осевого перемещения стопором, и ударниками, расположенными ниже сосуда с возможностью взаимодействия с ним при осевом перемещении седла под бросовый клапан, при этом сосуд установлен с возможностью совместного перемещения с седлом.The specified technical result is achieved by the fact that the disconnecting sub, including the upper and lower adapters interconnected by means of a retainer and a vessel with aggressive fluid in relation to the retainer located below the bottom of the vessel, according to the invention, it is equipped with an axially movable seat under the dump valve, fixed in the initial position from the axial movement by the stopper, and by impactors located below the vessel with the possibility of interaction with it during axial movement of the saddle along d throttle valve, while the vessel is installed with the possibility of joint movement with the seat.

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

- корпус седла выполнен разъемным и с кольцевой проточкой на наружной поверхности, образующей с верхним переходником полость для размещения и фиксации сосуда с агрессивной жидкостью от осевого перемещения;- the seat housing is detachable and with an annular groove on the outer surface, forming a cavity with the upper adapter for placement and fixation of the vessel with aggressive fluid from axial movement;

- каждый ударник жестко зафиксирован относительно верхнего переходника и выполнен с граненой наружной поверхностью;- each drummer is rigidly fixed relative to the upper adapter and is made with a faceted outer surface;

- донная часть сосуда с агрессивной жидкостью выполнена с кольцевым участком, имеющим ослабленное сечение и расположенным напротив ударников;- the bottom of the vessel with an aggressive fluid is made with an annular section having a weakened cross section and located opposite the impactors;

- нижняя часть седла под бросовый клапан выполнена с продольными пазами для размещения ударников;- the lower part of the saddle under the throttle valve is made with longitudinal grooves to accommodate the drummers;

- ударники жестко соединены с кольцевым диском, установленным на уступе, выполненном в нижней части верхнего переходника.- drummers are rigidly connected to the annular disk mounted on a ledge made in the lower part of the upper adapter.

На фиг.1 изображен общий вид разъединительного устройства, на фиг.2 - узел А на фиг.1 в увеличенном масштабе и на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.2.Figure 1 shows a General view of the disconnecting device, figure 2 - node a in figure 1 on an enlarged scale and figure 3 is a section bB in figure 2.

Разъединительный переводник содержит верхний и нижний переходники 1 и 2, соединенные между собой посредством фиксатора 3, выполненного в виде правой резьбы, и запаянный сосуд 4 с агрессивной жидкостью по отношению к фиксатору 3. Донная часть сосуда 4 расположена выше фиксатора 3. Выше сосуда 4 расположено седло 6 под бросовый клапан 7, установленное с возможностью осевого перемещения. При этом в исходном положении седло 6 зафиксировано от перемещения стопором, например, в виде срезного штифта 20 или пружины 5, размещенной между нижним торцом седла 6 и уступом 11 на внутренней поверхности верхнего переходника 1. При использовании в качестве стопора пружины 5 для ограничения осевого перемещения седла 6 вверх применяется пружинное разрезное кольцо 8. Для герметизации седла 6 используются уплотнительные элементы 16. На уступе 11 переходника размещены ударники 9, жестко соединенные с кольцевым диском 18 и пропущенные через пазы 19 в нижней части седла 6. Седло 6 выполнено разъемным для обеспечения размещения сосуда 4. Количество ударников 9 выбирается в зависимости от диаметра используемой колонны труб и материала. Для хранения агрессивной жидкости используется сосуд 4 из стекла или пластика. При использовании сосуда 4 из стекла для предохранения его от повреждения, например при спуске геофизических приборов, седло 6 на наружной поверхности выполнено с кольцевой проточкой 10, длина которой должна обеспечить перекрытие сосуда 4 по всей его длине. Для исключения жесткого контакта сосуда 4 с седлом 6 могут использоваться прокладки 21 из упругого материала. Каждый ударник 9 выполнен из прочного материала, имеет заостренный конец и граненую наружную поверхность 17, что гарантирует быстрый слив агрессивной жидкости из сосуда 4 после разрушения его донной части. Ударники 9 жестко соединены с кольцевым диском 18 любым известным способом, например посредством резьбы. Сосуд 4 перемещается в осевом направлении только совместно с седлом 6 под бросовый клапан 7. Для доставки кислоты в зону фиксатора 3 в верхнем переходнике 1 выполнены наклонные каналы 12, устье которых расположено в кольцевой полости 13, образованной в зоне стыка верхнего и нижнего переходников 1 и 2. Донная часть сосуда 4 с агрессивной жидкостью выполнена с кольцевым участком 14, имеющим ослабленное сечение и расположенное напротив ударников 9 для гарантированного разрушения сосуда 4 при возникновении аварии.The disconnecting sub contains the upper and lower adapters 1 and 2, interconnected by means of a retainer 3, made in the form of a right-hand thread, and a sealed vessel 4 with aggressive fluid in relation to the retainer 3. The bottom of the vessel 4 is located above the retainer 3. Above the vessel 4 is located seat 6 under the throttle valve 7, mounted with axial movement. At the same time, in the initial position, the seat 6 is fixed from movement by the stopper, for example, in the form of a shear pin 20 or a spring 5 located between the lower end of the seat 6 and the step 11 on the inner surface of the upper adapter 1. When using a spring 5 as a stopper, to limit axial movement upstream of the seat 6, a spring split ring 8 is used. Sealing elements 16 are used to seal the seat 6. Drum 9 is placed on the ledge 11 of the adapter, rigidly connected to the ring disk 18 and passed through the grooves 19 in izhney of the saddle 6. The saddle 6 is satisfied for detachably placing the container 4. The number of projectiles 9 is selected depending on the diameter of the pipe string and used material. A vessel 4 made of glass or plastic is used to store aggressive liquids. When using a vessel 4 of glass to protect it from damage, for example, when lowering geophysical instruments, the saddle 6 on the outer surface is made with an annular groove 10, the length of which should ensure that the vessel 4 overlaps along its entire length. To eliminate the hard contact of the vessel 4 with the seat 6 can be used gaskets 21 of elastic material. Each drummer 9 is made of durable material, has a pointed end and a faceted outer surface 17, which ensures quick discharge of aggressive liquid from the vessel 4 after the destruction of its bottom. The hammers 9 are rigidly connected to the annular disk 18 in any known manner, for example by means of a thread. The vessel 4 moves in the axial direction only together with the seat 6 under the junk valve 7. For the delivery of acid to the area of the retainer 3 in the upper adapter 1 there are made inclined channels 12, the mouth of which is located in the annular cavity 13 formed in the junction zone of the upper and lower adapters 1 and 2. The bottom of the vessel 4 with aggressive fluid is made with an annular section 14 having a weakened cross section and located opposite the impactors 9 to guarantee the destruction of the vessel 4 in the event of an accident.

Принцип работы разъединительного переводника заключается в следующем. После заправки сосуда 4 агрессивной жидкостью, например серной, плавиковой или соляной кислотой, установки седла 6 с сосудом 4 и фиксации седла стопором 20 или пружиной 5 относительно верхнего переходника 1 переводник в составе бурильной или другой колонны спускается в скважину. Необходимый объем кислоты определяется опытным путем на поверхности в зависимости от марки стали, применяемой в качестве материала для труб, в составе которых разъединительный переводник опускается в скважину, диаметра труб, а также свойств используемой кислоты. В случае прихвата инструмента с поверхности забрасывают клапан 7, который садится в седло 6 и перекрывает его проходное сечение. После этого повышением давления промывочной жидкости срезается стопор 20 или сжимается пружина 5, и седло 6 вместе с сосудом 4 опускается вниз. При этом ударники 9 входят в контакт с ослабленным участком 14 дна сосуда 4 и при дальнейшем опускании седла 6 разбивают его. При этом агрессивная жидкость из полости сосуда 4 через наклонные каналы 12 попадает в кольцевую полость 13 и оттуда на фиксатор 3. После заранее определенного промежутка времени фиксатор 3 (в данном случае - резьба) будет разрушен, и колонна труб, расположенная выше переводника, может быть поднята на поверхность. Предложенный разъединительный переводник обеспечивает срабатывание его в точно заданное время и позволяет ликвидировать аварию путем приложения только осевой нагрузки при гарантировании высокой безопасности работ благодаря использованию герметично закрытых сосудов для кислот.The principle of operation of the disconnecting sub is as follows. After filling the vessel 4 with aggressive liquid, for example sulfuric, hydrofluoric or hydrochloric acid, installing the saddle 6 with the vessel 4 and fixing the saddle with a stopper 20 or spring 5 relative to the upper adapter 1, the sub as a part of the drill or other string is lowered into the well. The required amount of acid is determined empirically on the surface, depending on the grade of steel used as the material for the pipes, in which the disconnecting sub is lowered into the well, the diameter of the pipes, as well as the properties of the acid used. In the case of picking up the tool from the surface, a valve 7 is thrown, which sits in the saddle 6 and overlaps its bore. After that, by increasing the pressure of the washing liquid, the stopper 20 is cut off or the spring 5 is compressed, and the saddle 6 together with the vessel 4 is lowered down. When this impactors 9 come into contact with the weakened section 14 of the bottom of the vessel 4 and with a further lowering of the saddle 6 break it. In this case, aggressive fluid from the cavity of the vessel 4 through the inclined channels 12 enters the annular cavity 13 and from there onto the retainer 3. After a predetermined period of time, the retainer 3 (in this case, the thread) will be destroyed, and the pipe string located above the sub can raised to the surface. The proposed disconnecting sub ensures that it is triggered at exactly the specified time and allows the accident to be eliminated by applying only axial load while guaranteeing high work safety through the use of hermetically sealed acid vessels.

Все это повышает надежность, безопасность и эффективность работы предложенного устройства и значительно сокращает непроизводительные затраты времени при ликвидации аварий.All this increases the reliability, safety and efficiency of the proposed device and significantly reduces the waste of time in the elimination of accidents.

Claims

1. Disconnecting sub, including the upper and lower adapters interconnected by means of a clamp and a vessel with aggressive fluid in relation to the clamp located below the bottom of the vessel, characterized in that it is provided with an axially movable seat under the dump valve, fixed in the initial position from axial movement by the stopper, and by impactors located below the vessel with the possibility of interaction with it with axial movement of the saddle under the throttle valve, while the vessel is installed with joint movement with the saddle.

2. The disconnecting sub according to claim 1, characterized in that the seat body is made detachable and with an annular groove on the outer surface, forming a cavity with an upper adapter for accommodating and fixing the vessel with aggressive fluid from axial movement.

3. The disconnecting sub according to claim 1, characterized in that each drummer is rigidly fixed relative to the upper adapter and is made with a faceted outer surface.

4. The disconnecting sub according to claim 1, characterized in that the bottom of the vessel with aggressive fluid is made with an annular section having a weakened cross section and located opposite the impactors.

5. The disconnecting sub according to claim 1, characterized in that the lower part of the seat under the throttle valve is made with longitudinal grooves for accommodating the impactors.

6. The disconnecting sub according to claim 1, characterized in that the drummers are rigidly connected to an annular disk mounted on a ledge made in the lower part of the upper adapter.