SU1682525A1

SU1682525A1 - Mechanical jar

Info

Publication number: SU1682525A1
Application number: SU894714905A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Львович Рыбаков; Александр Александрович Александров; Анатолий Николаевич Денисов
Priority date: 1989-07-06
Filing date: 1989-07-06
Publication date: 1991-10-07

Abstract

Изобретение относитс к нефтегазодобывающей пром-сти и предназначено дл ликвидации прихватов при бурении. Цель изобретени - повышение надежности работы сса и эффективности ликвидации прихвата путем обеспечени возможности свободного перемещени штока на всей длине хода. Ясс состоит из корпуса (К) 1 и установленного в нем штока (Ш) 3. Узел расцеплени Ш 3 и К 1 состоит из верхней б и нижней втулок, имеющих торцовые выступы и наход щиес в зацеплении. Нижн втулка подпружинена относительно К 1, На Ш 3 и втулке б выполнены винтовые канавки.The invention relates to the oil and gas industry and is intended to eliminate sticking while drilling. The purpose of the invention is to increase the reliability of ssa operation and the effectiveness of eliminating sticking by allowing the rod to move freely throughout the entire stroke length. The jar consists of the body (K) 1 and the stem (Sh) 3 installed in it. The trip unit K 3 and K 1 consists of the upper b and lower bushings having end lugs and which are engaged. Bottom bushing is spring-loaded relative to K 1, Screw grooves are made on W 3 and b sleeve.

Description

Изобретение относитс к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к ударным устройствам дл ликвидации прихватов при бурении скважин.The invention relates to the oil and gas industry, namely to percussion devices for eliminating sticking during drilling.

Цель изобретени - повышение надежности работы сса и эффективности ликвидации прихвата путем обеспечени возможности свободного перемещени штока на всей длине хода.The purpose of the invention is to increase the reliability of ssa operation and the effectiveness of eliminating sticking by allowing the rod to move freely throughout the entire stroke length.

На фиг. 1 изображен механический сс, общий вид с продольным четвертым вырезом; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1; на фиг. 3 - участок нижней втулки с отверстием под фиксатор и с направл ющим пазом под хвостовик фиксатора; на фиг, 4 - фиксатор.FIG. 1 shows a mechanical ss, general view with a longitudinal fourth cut; in fig. 2 — node I in FIG. one; in fig. 3 — a portion of the lower sleeve with a hole for the retainer and with a guide groove for the retainer shank; in FIG. 4, a retainer.

Механический сс состоит из корпуса 1 с наковальней 2 и установленного в корпусе 1 с возможностью ограниченного осевого перемещени штока 3 с бойком 4. Шток 3 имеет на своей наружной поверхности винтовую нарезку 5 с углом наклона, превышающим угол трени . Кроме того, сс имеет узел расцеплени в виде двух втулок G и 7, имеющих дл взаимодействи одна с другой торцовые выступы 8 и 9. Верхн втулка 6 имеет дл взаимодействи с винтовой нарезкой 5 штока 3 ответную ей внутреннюю винтовую нарезку 10. Нижн втулка 7 зафиксирована от проворота относительно корпуса 1 шлицевым соединением 11 и подпружинена в осевом направлении пружиной 12, усилие которой регулируетс гайками 13. В нижней части корпуса 1 установлен подпружиненный в радиальном направлении относительно корпуса 1 фиксатор 14 с хвостовиком 15. В нижней части нижней втулки 7 выполнено отверстие 16 с упором 19 под фиксатор 14 и направл ющий паз 17 под хвостовик 15 фиксатора 14 дл фиксации нижней втулки 7 в ее крайнем нижнем положении. В нижней части штока 3 выполнен кольцевой выступ 18 дл перевода фиксатора 14 в исходное положение при крайнем нижнем положении штока 3.The mechanical ss consists of a housing 1 with an anvil 2 and mounted in the housing 1 with the possibility of limited axial movement of the rod 3 with the striker 4. The rod 3 has on its outer surface a screw thread 5 with a tilt angle exceeding the friction angle. In addition, the SS has a trip unit in the form of two sleeves G and 7, which have end lugs 8 and 9 for interfacing with each other. The upper sleeve 6 has, for interaction with the screw thread 5 of the stem 3, a counter-threading screw 10 that responds to it from twisting relative to the body 1 by a spline connection 11 and spring-loaded in the axial direction by a spring 12, the force of which is adjusted by nuts 13. In the lower part of the body 1 there is a spring-loaded spring 14 relative to the body 1 of the clamp 14 with the shank 15. In the lower part of the lower sleeve 7 there is a hole 16 with an emphasis 19 under the latch 14 and a guide groove 17 under the shank 15 of the latch 14 for fixing the lower sleeve 7 in its lowest position. In the lower part of the rod 3 is made of an annular protrusion 18 for moving the latch 14 to its original position with the lowest position of the rod 3.

В винтовых канавках 5 и 10 штока 3 и верхней втулки 6 установлены шары 20, а винтова канавка 5 на штоке 3 выполнена на всей длине его рабочего хода.In the screw grooves 5 and 10 of the rod 3 and the upper sleeve 6 balls 20 are installed, and the screw groove 5 on the rod 3 is made along the entire length of its working stroke.

Полость между корпусом 1 и штоком 3The cavity between the housing 1 and the rod 3

герметизирована поплавками 21 и 22 и заполнена маслом. На штоке 3 закреплен переводник 23 дл соединени с бурильными трубами.sealed with floats 21 and 22 and filled with oil. A sub 23 is attached to the rod 3 for connection with drill pipes.

Узел передачи крут щего момента от штока 3 к корпусу 1 состоит из подпружиненной относительно корпуса восевом направлении втулки 24, котора имеет торцовые выступы 25. Шток 3 и втулка 24The torque transmission unit from the stem 3 to the housing 1 consists of a sleeve 24 which is spring-loaded relative to the housing and has a front lugs 25. The stem 3 and the sleeve 24

имеют между собой шлицевое соединение 26, а переводник 27 корпуса 1 имеет торцовые выступы 28, ответные торцовым выступам 25 втулки 24.have between themselves a spline connection 26, and the sub 27 of the housing 1 has end protrusions 28, the counter end protrusions 25 of the sleeve 24.

Механический сс работает следующимMechanical ss works as follows

образом.in a way.

Провер ют наличие масла, залитого между корпусом 1 и шпинделем 3 по всей длине полости между поплавками 21 и 22, которое при работе в скважине позвол етThe presence of oil poured between the housing 1 and the spindle 3 along the entire length of the cavity between the floats 21 and 22 is checked, which, when operating in the well, allows

уравнивать давление в зтой полости с гидростатическим давлением в скважине.to equalize the pressure in this cavity with the hydrostatic pressure in the well.

Устройство посредством переводника 23 присоедин ют к трубам, опускаемым в скважину при помощи талевого блока буровой вышки (не показана). Спуск производ т до тех пор, пока корпус 1 своей нижней резьбовой частью не упираетс в резьбу муфты на колонне прихваченных труб. Начинают вращать опускаемую колонну труб сThe device by means of the sub 23 is attached to the pipes, lowered into the well by means of a traveling block of a drilling rig (not shown). The descent is made until the casing 1 with its lower threaded part abuts against the thread of the coupling on the column of stuck pipes. Begin to rotate the descending column of pipes with

устройством. Вращение через переводник 23, шпиндель 3, шлицы 26, зубь 25 и 28 передаетс корпусу 1, который свинчивает- с с колонной прихваченных труб до тех пор, пока крут щий момент свинчивани не превышает крут щий момент, на который настроек узел втулки 24 и пружина 12 втулки 7, Происходит расцепление полумуфт 6 и 7 и зубьев 25 и 28, и вращение корпуса 1 прекращаетс . Устройство свинчено с колонной прихваченных труб. Останавливают вращение шпиндел 3 и осуществл ют его подъем. выт гива из корпуса 1 посредством талевой системы вышки. Шпиндель 3, удерживаемый от вращени относительно корпуса 1 втулкой 24, может перемещатьс только вдоль корпуса 1. Но дл того, чтобы переместитьс , ему необходимо преодолеть сопротивление шариков 20 втулки 6, взаимодействующих с винтовой канавкой 5, а это возможно только в том случае, если полумуфта 6, установленна в корпусе 1, вращаетс относительно последнего. В зависимости от угла наклона витков винтовых канавок 5 и 10, усилие необходимое дл перемещени шпиндел 3 (вращени полу- муфты 6), может быть различным. Чем больше угол подъема витков канавок 5 и 10, тем легче переместить шпиндель 3, но угол подъема витков канавок 5 и 10 не должен быть самотормоз щим, так как перемещение становитс невозможным.device. The rotation through the sub 23, the spindle 3, the splines 26, the teeth 25 and 28 is transferred to the casing 1, which is screwed with a string of stuck pipes until the screwing torque does not exceed the torque to which the sleeve assembly 24 and the spring 12 sleeves 7, the coupling halves 6 and 7 are disengaged from the teeth 25 and 28, and the rotation of the housing 1 is stopped. The device is screwed with a column of stuck pipes. Stop the rotation of the spindle 3 and lift it. drawing from housing 1 by means of a pulley system of the tower. The spindle 3 held from rotation relative to the housing 1 by the sleeve 24 can only move along the housing 1. But in order to move, it needs to overcome the resistance of the balls 20 of the sleeve 6 interacting with the helical groove 5, and this is possible only if half coupling 6, mounted in housing 1, rotates relative to the latter. Depending on the angle of inclination of the turns of the screw grooves 5 and 10, the force required to move the spindle 3 (rotation of the semi-coupling 6) may be different. The larger the elevation angle of the turns of the grooves 5 and 10, the easier it is to move the spindle 3, but the elevation angle of the turns of the grooves 5 and 10 should not be self-braking, since the movement becomes impossible.

Так как втулка 6 удерживаетс втулкой 7, то перемещение шпиндел 3 становитс невозможным до тех пор, пока усилие расцеплени втулок 6 и 7 не превышает усили настройки пружины 12. Во врем удержани от вращени втулки 6 втулкой 7 и нат жени колонны труб полисластной системой вышки происходит раст жение колонны, как пружины. После расцеплени втулок 6 и 7 втулка 6 резко начинает вращатьс , не име сопротивлени со стороны втулки 7, за счет перемещени шпиндел 3. Скорость ее вращени увеличиваетс по мере увеличени скорости перемещени шпиндел 3. Одновременно с перемещением шпиндел 3 подпружиненный фиксатор 14 сходит с кольцевого выступа 18, а так как втулка 7 отжата по шлицевым направл ющим 11 корпуса 1 и отверстие 16 перемещаетс под фиксатор 14, то последний западает в отверстие 16 и не дает возможности втулке 7 вновь сцепитьс с втулкой 6. Втулка 6 без большого сопротивлени вращаетс , и шпиндель 3 с ускорением перемещаетс относительно корпуса 1 до тех пор, пока боек 4 не удар ет по наковальне 2. Происходит удар вдоль оси прихваченной колонны труб. Причем во врем удара бойком 4 по наковальне 2 втулка 6, набравша достаточную скорость, из-за остановкиSince the sleeve 6 is held by the sleeve 7, the movement of the spindle 3 becomes impossible until the release force of the sleeves 6 and 7 does not exceed the adjustment force of the spring 12. During the restraint of the sleeve 6 rotation by the sleeve 7 and the tension of the pipe string, stretching the column like a spring. After the sleeves 6 and 7 are disengaged, the sleeve 6 starts to rotate abruptly, without resistance from the sleeve 7, due to the movement of spindle 3. Its speed increases as the speed of movement of spindle 3 increases. Simultaneously with movement of spindle 3, spring-loaded latch 14 moves off the annular protrusion 18, and since the sleeve 7 is pressed along the spline guides 11 of the housing 1 and the opening 16 moves under the latch 14, the latter falls into the opening 16 and does not allow the sleeve 7 to reattach with the sleeve 6. The sleeve 6 without large sop The rotation is rotated, and the spindle 3 with acceleration moves relative to the housing 1 until the striker 4 strikes the anvil 2. The impact occurs along the axis of the stuck pipe string. Moreover, during the impact of the striker 4 on the anvil 2 sleeve 6, gaining sufficient speed, due to the stop

шпиндел 3 резко останавливаетс и запасенную энергию вращени передзет через шарики 20 и шпиндель 3 бойку 4, усилив величину удара. Если освобождение колонны труб от прихвата не происходит, тоthe spindle 3 stops abruptly and the stored rotational energy pereztaet through the balls 20 and the spindle 3 to the striker 4, increasing the magnitude of the impact. If the release of the pipe string from sticking does not occur, then

шпиндель 3 опускают вниз. В это врем втулка 6 свободно вращаетс .spindle 3 down. At this time, the sleeve 6 rotates freely.

Свободный спуск шпиндел 3 происходит до тех пор, пока он своим кольцевым выступом 18 не нажимает на пружинныйThe free descent of the spindle 3 occurs until it, with its annular protrusion 18, pushes the spring

фиксатор 14. Последний выходит из зацеплени с отверстием 16 через паз 17 и опу- екает втулку 7, котора сцепл етс с втулкой 6. Затем можно вновь производить удар осевым перемещением шпиндел 3 вверх.the latch 14. The latter leaves the engagement with the hole 16 through the groove 17 and places the sleeve 7, which engages with the sleeve 6. Then you can again strike the axial movement of the spindle 3 upwards.

После устранени прихвата колонны труб устройство вместе с освобожденной частью труб поднимаетс из скважины.After the sticking of the pipe string has been removed, the device together with the released part of the pipe is lifted out of the well.

Claims

Invention Formula

Mechanical ss including body

with an anvil, mounted therein with the possibility of limited axial movement of the rod with the striker and screw thread on its outer surface with a tilt angle exceeding the friction angle, a distribution unit in the form of two bushings having for the interaction with each other end protrusions, the upper of which has interaction with screw thread stock

the internal screw thread, which responds to it, and the bottom is fixed against rotation and is spring-loaded relative to the body in the axial direction, characterized in that, in order to increase the reliability of operation

ssa and stuck efficacy by providing free movement of the rod throughout the entire stroke, it is provided with a radially mounted in the housing and spring-loaded

a retainer with a shank, in the lower part of the lower bushing there is a hole for the retainer and a guide groove for the retainer shank for fixing the lower hub in its lowest position, and in the lower part of the stem there is an annular protrusion to bring the locking device to its original position at the lowest position of the stem the rod has balls installed in the screw thread of the stem and the upper sleeve,

the screw thread cutting is performed on the entire length of its stroke.

Јgpf

Li

SZSZ89L

sh

FIG A