SU1265282A1

SU1265282A1 - Mechanical jar

Info

Publication number: SU1265282A1
Application number: SU853887558A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Николаевич Скорик; Юрий Гарсеванович Арутюнов; Ярослав Васильевич Кунцяк; Михаил Яковлевич Гельфгат
Original assignee: Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Буровой Техники
Priority date: 1985-04-18
Filing date: 1985-04-18
Publication date: 1986-10-23

Abstract

МЕХАНИЧЕСКИЙ ЯСС, включающий корпус, в котором подвижно в осевом направлении установлен шпиндель, и расположенный между корпусом и шпинделем р д стопорны.х шаров, отличающийс тем, что, с целью увеличени ресурса работы стопорны.х элементов и снижени усили зар дки сса, он снабжен дополнительным р дом шаров, установленных с возможностью взаимодействи с основным, а корпус и шпиндель выполнены с кольцевыми ироточками , образующими полость дл размеш.ени шаров, причем кольцевые проточки корпуса и шпиндел имеют наклонный в сторону полости торец соответственно в нижней и верхней част х, а между торцами в одной из проточек установлена упруга втулка дл взаимодействи с шарами. (Л Ю 05 ел 60 00 N5A MECHANICAL ISS, comprising a housing in which a spindle is movably axially mounted, and a row of stopper balls between the case and the spindle, characterized in that, in order to increase the service life of the stopper elements and to reduce the charging force of the csa, provided with an additional row of balls installed with the possibility of interaction with the main one, and the casing and the spindle are made with ring holes and forming a cavity for balls to be placed, with the ring grooves of the body and spindle inclined to the side An end cavity, respectively, in the lower and upper parts, and between the ends in one of the grooves, an elastic sleeve is installed to interact with the balls. (L Yu 05 ate 60 00 N5

Description

Изобретение относитс к буровой технике , а именно к устройствам дл ликвидации прихватов бурильного инструмента в скважине . Целью изобретени вл етс повышение эффективности работы сса за счет увеличени ресурса работы стонорных элементов и снижени усили зар дки сса. На фиг. I изображен механический сс, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1, а на фиг. 3-9 - последовательность зар дки и срабатывани стопорных элементов сса. Механический сс состоит (фиг. 1) из корпуса 1, в котором подвижно в осевом направлении установлен шпиндель 2 с бойком 3. Корпус и шпиндель от взаимного проворота имеют квадратное сечение или шлицы на участке их контакта 4. В корпусе 1 выполнена кольцева проточка 5 с наклонным нижним торцом 6, а на шпинделе 2 выполнена кольцева проточка 7 с наклонным верхним торцом 8. В одной из проточек (например, как показано на фиг. 1-9, в проточке 7 шпиндел 2) с зазором 9 (фиг. 1 - 3, 5-9) установлена разрезна упруга втулка 10. Проточки 5 и 7 с установленной Б них втулок 10 образуют кольцевую полость, в которой размешены два р да шаров 11, основной и дополнительный наклон торцов 6 и 8 выполнен в сторону полости. Упруга втулка 10 увеличивает радиальный размер кольцевой полости в процессе аккумул ции усили удара (рис. 4). Радиальный размер г полости (фиг. 1-3, 5-9) в исходном положении (при разжатой втулке) больше одного и меньше двух диаметров шара, . Задаваемый радиальный размер полости в зависимости от диаметра помещаемых в нее шаров определ ет размендение коаксиальных р дов шаров на разных диаметрах в разных уровн х с обеспечением частичного перекрыти ими друг друга в осевом и радиальном направлени х (фиг. 1). Высота полости (фиг. 8) равна двум диаметрам шара, h 2d. Корпус 1 имеет воспринимающий удары снизу кольцевой внутренний выступ 12, а дл нанесени по нему ударов сверху шпиндель в своей выступающей над корпусом части имеет расширенные размеры с ударным торцом 13. Механический сс работает следующим образом (фиг. 3-9, на которых щары основного р да обозначены А, а дополнительного р да - Б). Ясс располагают между прихваченной частью бурильного инструмента и свободной от прихвата частью. Колоннубурильных труб разгружают и шпиндель 2 достигает своего крайне нижнего положени в корпусе 1, при этом шары а и Б устанавливаютс в исходно.м положении (фиг. 3). Например, шары А располагаютс в проточке 7, а шары Б располагаютс в проточке 5. Затем создают нат жение колонны труб, и шпиндель сса начинает перемещатьс вверх. При осевом перемещении шпиндел относительно своего корпуса снизу вверх происходит са.мозаклинка шаров А и Б (фиг. 4). Перемещению шаров А преп тствуют щары Б, нижний торец проточки 7 и разрезна упруга втулка 10, а перемещению шаров Б преп тствуют стенки проточки 5 и шары А. При полно.м заклинивании шаров шпиндель останавливаетс и происходит раст жение колонны бури.тьных труб, расположенных выше сса. В процессе выт жки инструмента шары А сжимают разрезную упругую втулку 10 (фиг. 4), радиальный размер полости увеличиваетс и шары А незначительно перемещаютс относительно шаров Б. При достижении критического значени приложенной к инструменту нагрузки , когда втулка 10 сжимаетс до увеличени радиального размера полости, при котором происходит совмещение обоих р дов шаров в одной горизонтальной плоскости , шары проскакивают и происходит их расцепление. В момент расцеплени шаров освобождаетс конец раст нутых бурильных труб, оснащенный шпинделем с бойком 3. Механическа сила, удерживающа трубы в раст нутом состо нии, исчезает, и под действием упругих сил колонны, противодействующих и равных усилию раст жени , колонна труб резко сжимаетс , а свободный конец резко перемещаетс вверх вместе с шпинделем и удар ет бойком 3 по выступу 12 корпуса 1 (рис. 1). Удар через корпус передаетс прихваченной части бурильной колонны. Шары А при этом остаютс в проточке 7 шпиндел , а шары Б остаютс в проточке 5 корпуса (фиг. 5). Дл следующего удара необходимо зар дить ЯСС, дл чего бурильную колонну, а следовательно, и щпиндель подают вниз. При движении щпиндел вниз вместе с ним перемещаютс вниз шары А и при достижении ими шаров Б зависают на них (рис. 6). Как только нижний торец проточки 7 оказываетс ниже торца 6 проточки 5 (рис. 7), шары Б по наклону торца б скатываютс в проточку 7 (рис. 8), а после того как шпиндель займет крайнее нижнее положение в корпусе, шары А за счет смещени их центров т жести относительно опоры щара в сторону проточки 5 под действием наклонного верхнего торца 8 проточки 7 перемещаютс в проточку 5 и занимают первоначальное положение шаров Б (фиг. 9). Происходит зар дка сса. Нат жкой бурильной колонны провод т следующий удар и цикл работ повтор етс . Устройство сса после удара вверх позвол ет наносить удары и сверху вниз без дополнительной переборки.The invention relates to a drilling technique, namely, devices for eliminating the sticking of a drilling tool in a well. The aim of the invention is to increase the efficiency of the operation of the SSA by increasing the service life of the stonor elements and reducing the gain of the SSA charge. FIG. I shows a mechanical ss, longitudinal section; in fig. 2 is a section A-A in FIG. 1, and in FIG. 3-9 show the sequence of charging and actuation of the locking elements of the csa. Mechanical ss consists (Fig. 1) of the housing 1, in which the spindle 2 with the striker 3 is movably in the axial direction. The housing and the spindle from reciprocal twisting have a square cross-section or splines in the area of their contact 4. In the housing 1 an annular groove 5 is made an inclined lower end 6, and on the spindle 2 there is an annular groove 7 with an inclined upper end 8. In one of the grooves (for example, as shown in Fig. 1-9, in the groove 7 spindle 2) with a gap 9 (Fig. 1 - 3 , 5-9) the spindle of the elastic sleeve 10 is installed. The grooves 5 and 7 with the bushings installed therein 10 form an annular cavity in which two rows of balls 11 are placed; the main and additional inclination of ends 6 and 8 is made towards the cavity. The elastic sleeve 10 increases the radial size of the annular cavity in the process of accumulation of the impact force (Fig. 4). The radial dimension g of the cavity (Figs 1-3, 5-9) in the initial position (with the sleeve depressed) is greater than one and less than two diameters of the ball,. The specified radial size of the cavity, depending on the diameter of the balls placed in it, determines the depletion of coaxial rows of balls of different diameters at different levels with partial overlap in the axial and radial directions (Fig. 1). The height of the cavity (Fig. 8) is equal to two ball diameters, h 2d. Case 1 has an annular protrusion 12 that receives shock from below, and for striking it from above, the spindle in its protruding part has expanded dimensions with impact end 13. Mechanical ss works as follows (Fig. 3-9, on which the holes of the main p yes marked A, and additional p yes - B). The jass is positioned between the stuck portion of the drilling tool and the stuck-free portion. The tubular tubing is unloaded and the spindle 2 reaches its extremely low position in the housing 1, while the balls a and B are set to their original m position (Fig. 3). For example, the balls A are located in the groove 7, and the balls B are located in the groove 5. Then the tension of the pipe string is created and the spindle of the spindle begins to move upwards. When the spindle is axially displaced relative to its body from bottom to top, a splash of balls A and B occurs (Fig. 4). The balls A, the lower end of the groove 7 and the elastic sleeve 10, and the balls B are prevented from moving, and the walls of the groove 5 and balls A. When the balls are full, the spindle stops and the drill string of pipes located above ssa. In the process of drawing out the tool, the balls A compress the split elastic sleeve 10 (Fig. 4), the radial size of the cavity increases and the balls A slightly move relative to the balls B. When the critical value of the load applied to the tool is reached, the sleeve 10 compresses to increase the radial size of the cavity at which the combination of both rows of balls in the same horizontal plane occurs, the balls slip and their uncoupling occurs. At the moment of uncoupling of the balls, the end of stretched drill pipes, equipped with spindle with striker 3, is released. The mechanical force holding the pipes in the stretched condition disappears, and under the action of the elastic forces of the column, opposing and equal to the stretching force, the pipe string is sharply compressed, and the free end moves abruptly upward along with the spindle and strikes the striker 3 along the projection 12 of the housing 1 (Fig. 1). The blow through the body is transmitted to the stuck portion of the drill string. The balls A thus remain in the bore 7 of the spindle, and the balls B remain in the bore 5 of the casing (Fig. 5). For the next blow, it is necessary to charge the IASS, for which the drill string, and hence the spindle, is fed down. When moving the shpindle down, the balls A move down with it and when they reach the balls B hang on them (Fig. 6). As soon as the lower end of the groove 7 is below the end 6 of the groove 5 (Fig. 7), the balls B tilt the end of B to roll into the groove 7 (Fig. 8), and after the spindle takes the lowest position in the body, the balls A the displacement of their centers of gravity relative to the support of the gash towards the groove 5 under the action of the inclined upper end 8 of the groove 7 moves into the groove 5 and occupies the initial position of the balls B (Fig. 9). Charging occurs. Tensioning the drill string is carried out the next blow and the cycle of work is repeated. The sca device after the uptrend allows blows from the top to the bottom without an additional bulkhead.

Дл нанесени удара сверху вниз провод т выт жку бурильного инструмента. Далее колонну резко разгружают, при этом торец 13 (фиг. 1) шпиндел 2 наносит удар по корпусу 1, который передаетс прихваченной части бурильного инструоиента.To strike from top to bottom, the drill tool is drawn out. Next, the column is abruptly unloaded, while the end 13 (Fig. 1) of the spindle 2 strikes the body 1, which is transmitted to the stuck portion of the drilling tool.

Дл ,нанесени повторного удара вниз разр жают сс ударом ввер.х.For the purpose of being struck down again, they are discharged with a blow with a vver.x.

Предлагаемый сс может работать включенным в компоновку либо использоватьс отде.тьно как техническое средство дл ликвидации прихватов.The proposed CC can work included in the layout or be used separately. It can be used as a technical tool to eliminate sticking.

риг.2rig.2

Фиг.22

.Ч.H

Claims

MECHANICAL YASS, including a housing in which a spindle is mounted movably in the axial direction, and a row of locking balls located between the housing and the spindle, characterized in that, in order to increase the life of the locking elements and reduce the charging force of the jar, it is equipped with an additional row of balls installed with the possibility of interaction with the main, and the casing and spindle are made with annular grooves forming a cavity to accommodate the balls, and the annular grooves of the casing and spindle have an inclined cavity and the end face, respectively, in the lower and upper parts, and between the ends in one of the grooves there is an elastic sleeve for interacting with the balls.

(/)

1265282 A1

FIG. 1