RU2521016C1

RU2521016C1 - Vibrator

Info

Publication number: RU2521016C1
Application number: RU2013123769/03A
Authority: RU
Inventors: Юрий Серафимович Татарчук; Виталий Иванович Титов; Валентин Васильевич Парамонов; Андрей Андреевич Егоров; Николай Митрофанович Панин
Original assignee: Николай Митрофанович Панин
Priority date: 2013-05-24
Filing date: 2013-05-24
Publication date: 2014-06-27

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: vibrator comprises body connected with upper and lower adapters, rod arranged in upper adapter casing and provided with flange-like hammer and cams to interact with upper adapter anvil and lower adapter cams, and ball cage arranged between anvil working elements and hammer working elements. Said anvil working elements and hammer working elements are composed by bearing cages articulated with upper adapter and rod flange.

EFFECT: longer life, lower costs.

1 dwg

Description

Изобретение относится к горному делу, а именно к устройствам для извлечения из скважины прихваченных труб или штанг.The invention relates to mining, and in particular to devices for extracting stuck pipes or rods from a well.

Известно устройство для ликвидации прихвата аварийной колонны труб, содержащее корпус, в полости которого размещен шпиндель и размещенный между корпусом и шпинделем ударный узел в виде шаров и разрезной упругой втулки (см. авт. свидетельство СССР №1265282, кл. Е21В 23/00, 1986 г.).A device is known for eliminating the sticking of an emergency pipe string containing a housing in which a spindle is located and an impact assembly in the form of balls and a split elastic sleeve placed between the housing and the spindle (see USSR author's certificate No. 1265282, class. E21B 23/00, 1986 g.).

К недостаткам данного устройства следует отнести сравнительно быстрый выход из строя его ударного узла, элементы которого подвергаются усиленному износу при каждом ударе. Другим его недостатком является необходимость высокой точности изготовления элементов ударного механизма, ведущая к удорожанию стоимости устройства в целом.The disadvantages of this device include a relatively quick failure of its shock node, the elements of which are subjected to increased wear at each impact. Another disadvantage is the need for high precision manufacturing of elements of the percussion mechanism, leading to an increase in the cost of the device as a whole.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является вибратор, содержащий корпус, соединенный с верхним и нижним переходниками, размещенный в полости верхнего переходника шток с ударником в виде фланца и кулачками для взаимодействия соответственно с наковальней верхнего переходника и кулачками нижнего переходника и установленную между рабочими элементами наковальни и ударника шариковую обойму (см. авт. свидетельство СССР №117796, кл. Е21В 31/107, 1960 г.).The closest in technical essence and the achieved result is a vibrator containing a housing connected to the upper and lower adapters, a rod with a hammer in the form of a flange and cams placed in the cavity of the upper adapter for interaction with the anvil of the upper adapter and the cams of the lower adapter, respectively, and installed between the working elements anvils and drummer ball cage (see USSR author's certificate No. 1177796, class E21B 31/107, 1960).

Недостатком указанного вибратора является малый ресурс работы его ударного узла, и в первую очередь его рабочих элементов, выполненных в виде неподвижных заклепок. Это ведет к быстрому износу заклепок и как следствие этого - к снижению эффективности работы как ударных механизмов, так и самих вибраторов, а это связано с удорожанием буровых работ и увеличением срока проведения разведочных работ.The disadvantage of this vibrator is the small resource of work of its shock node, and first of all its working elements, made in the form of fixed rivets. This leads to rapid wear of the rivets and, as a consequence, to a decrease in the efficiency of both impact mechanisms and the vibrators themselves, and this is associated with a rise in the cost of drilling operations and an increase in the duration of exploration work.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является увеличение ресурса работы вибратора и как следствие этого - снижение стоимости буровых работ.In connection with the stated technical result of the invention is an increase in the operating life of the vibrator and, as a consequence, a reduction in the cost of drilling operations.

Указанный технический результат достигается тем, что в вибраторе, содержащем корпус, соединенный с верхним и нижним переходниками, размещенный в полости корпуса шток с ударником в виде фланца и кулачками для взаимодействия соответственно с наковальней верхнего переходника и кулачками нижнего переходника и установленную между рабочими элементами наковальни и ударника шариковую обойму, согласно изобретению рабочие элементы наковальни и ударника выполнены в виде обойм с подшипниками качения, разъемно соединенными с верхним переходником и фланцем штока.The specified technical result is achieved by the fact that in the vibrator containing the housing connected to the upper and lower adapters, a rod is placed in the cavity of the housing with a hammer in the form of a flange and cams for interaction with the anvil of the upper adapter and the cams of the lower adapter, respectively, and installed between the working elements of the anvil and impactor ball cage, according to the invention, the working elements of the anvil and impactor are made in the form of cages with rolling bearings detachably connected to the upper adapter m and stem flange.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлен общий вид вибратора в продольном разрезе в рабочем положении.The invention is illustrated in the drawing, which shows a General view of the vibrator in longitudinal section in the working position.

Предложенный вибратор содержит корпус 1, соединенный с верхним и нижним переходниками 3 и 4 и размещенный в полости корпуса 1 шток 2. Верхний переходник 3 и шток 2 оснащены соответственно наковальней 9 и ударником 6, выполненным в виде фланца. Наковальня 9 и ударник 6 выполнены из износостойкого материала и оснащены рабочими элементами 7 и 8 в виде обойм с подшипниками качения, разъемно соединенными соответственно с верхним переходником 3 и фланцем 6 штока 2. Между рабочими элементами 7 и 8 размещена с возможностью взаимодействия с ними в рабочем положении шариковая обойма 5. Верхний торец нижнего переходника 4 и нижний торец фланца 6 оснащены кулачками 10 и 11, взаимодействующими между собой в крайнем нижнем положении штока 2, и служат для передачи крутящего момента на ловильный инструмент (не показано). Для герметизации вибратора предусмотрены уплотнения 12, закрепленные в кольцевых расточках верхнего и нижнего переходников 3 и 4.The proposed vibrator comprises a housing 1 connected to the upper and lower adapters 3 and 4 and located in the cavity of the housing 1 of the rod 2. The upper adapter 3 and the rod 2 are equipped with an anvil 9 and a hammer 6, made in the form of a flange, respectively. The anvil 9 and hammer 6 are made of wear-resistant material and equipped with working elements 7 and 8 in the form of cages with rolling bearings detachably connected respectively to the upper adapter 3 and flange 6 of the rod 2. Between the working elements 7 and 8 is placed with the possibility of interaction with them in the working the position of the ball cage 5. The upper end of the lower adapter 4 and the lower end of the flange 6 are equipped with cams 10 and 11, interacting with each other in the extreme lower position of the rod 2, and are used to transmit torque to the fishing tool cop (not shown). To seal the vibrator, seals 12 are provided, which are fixed in the annular bores of the upper and lower adapters 3 and 4.

Принцип работы вибратора заключается в следующем. Вместе с ловильным инструментом на бурильной колонне вибратор спускают в скважину до контакта с аварийной колонной. В этом случае шток 2 вибратора опускается вниз и при медленном повороте его кулачки 10 входят в зацепление с кулачками 11 нижнего переходника 4. Затем, не поднимая бурильную колонну, ее поворачивают ротором бурового станка и соединяют ловильный инструмент с аварийной колонной. Убедившись в надежности соединения, весь снаряд поднимают немного вверх, благодаря чему кулачки 10 выходят из зацепления с кулачками 11, а шариковая обойма 5 входит в контакт с рабочими элементами 7 и 8. Далее натягивают колонну бурильных труб и начинают ее вращать. При этом шариковая обойма 5 перекатывается по подшипникам качения 7 и 8, создавая вибрационную нагрузку за счет вертикального перемещения шариковой обоймы относительно рабочих элементов 7 и 8. При этом величина хода шариковой обоймы 5 может регулироваться за счет изменения расстояния между рабочими элементами 7 и 8 или за счет изменения высоты обода шариковой обоймы 5. В предложенном вибраторе благодаря использованию в качестве рабочих элементов шариковых или роликовых подшипников качения 7 и 8 исключается их односторонний износ, что имеет место в прототипе. А односторонний износ значительно сокращает срок службы рабочих элементов 7 и 8, что имеет особое значение при тяжелых авариях, связанных с прихватом аварийной колонны. В этом случае время ликвидации аварий значительно увеличивается и эффективная работа вибратора позволит значительно сократить непроизводительные затраты времени на ликвидацию аварии. Съемное соединение рабочих элементов 7 и 8 с верхним переходником 3 и фланцем 6 позволяет многократно использовать все элементы вибратора кроме изнашиваемых элементов: шариковой обоймы 5 и рабочих элементов 7 и 8.The principle of operation of the vibrator is as follows. Together with the fishing tool on the drill string, the vibrator is lowered into the well until it contacts the emergency string. In this case, the rod 2 of the vibrator drops down and, with a slow rotation, its cams 10 engage with the cams 11 of the lower adapter 4. Then, without lifting the drill string, it is rotated by the drill rig rotor and the fishing tool is connected to the emergency string. After making sure the connection is reliable, the entire projectile is lifted slightly upwards, so that the cams 10 disengage from the cams 11, and the ball cage 5 comes into contact with the working elements 7 and 8. Next, the drill pipe string is pulled and it starts to rotate. In this case, the ball cage 5 is rolled over the rolling bearings 7 and 8, creating a vibration load due to the vertical movement of the ball cage relative to the working elements 7 and 8. Moreover, the stroke of the ball cage 5 can be adjusted by changing the distance between the working elements 7 and 8, or by changing the height of the rim of the ball cage 5. In the proposed vibrator due to the use of ball or roller bearings 7 and 8 as working elements, their unilateral wear is eliminated, which has esto in the prototype. And one-sided wear significantly reduces the service life of working elements 7 and 8, which is of particular importance in severe accidents associated with seizure of an emergency column. In this case, the time for elimination of accidents increases significantly and the effective operation of the vibrator will significantly reduce the unproductive time spent on liquidation of the accident. The removable connection of the working elements 7 and 8 with the upper adapter 3 and the flange 6 allows you to reuse all the elements of the vibrator except for the wearing elements: ball cage 5 and working elements 7 and 8.

В целом это позволит увеличить ресурс работы вибратора и как следствие этого - снизить затраты на проведение непроизводительных операций.In general, this will increase the life of the vibrator and, as a consequence, reduce the cost of conducting non-productive operations.

Claims

A vibrator comprising a housing connected to the upper and lower adapters, a rod located in the cavity of the upper adapter with a hammer in the form of a flange and cams for interacting with the anvil of the upper adapter and the cams of the lower adapter, respectively, and a ball cage installed between the working elements of the anvil and the hammer, characterized in that the working elements of the anvil and hammer are made in the form of cages with rolling bearings detachably connected to the upper adapter and the stem flange.