UA18875U

UA18875U - Hydraulic impact mechanism

Info

Publication number: UA18875U
Application number: UAU200606618U
Authority: UA
Inventors: Yevhen Valentynovyc Kharchenko; Andrii Volodymyrovych Hutyi
Original assignee: Olviv Politekhnikaoe Nat Unive
Priority date: 2006-06-13
Filing date: 2006-06-13
Publication date: 2006-11-15

Abstract

Hydraulic impact mechanism has movable part as spindle with hammer, piston and rod fixed on it, and fixed part as upper and lower adapters connected to each other by cylinder. The rod is connected to the lower adapter by means of spline couple with possibility of relative axial displacement.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Корисна модель відноситься до галузі машинобудування і може бути використана в бурінні свердловин, 2 зокрема при виконанні ловильних робіт в бурових свердловинах і вийманні предметів із бурових свердловин з використанням ударних засобів гідравлічної дії для вивільнення прихоплених деталей.The useful model belongs to the field of mechanical engineering and can be used in drilling wells, 2 in particular when carrying out fishing operations in wells and removing objects from wells using shock means of hydraulic action to release trapped parts.

Відомий гідравлічний ударний механізм (ГУМ) Мислюк М. А. Буріння свердловин: Довідник: У 5т. /Well-known hydraulic impact mechanism (HUM) Myslyuk M. A. Drilling wells: Handbook: In 5t. /

М.А.Мислюк, І.Й.Рибчич, Р.С.Яремійчук. Т.5: Ускладнення. Аварії. Екологія. - К.: "Інтерпрес ЛТД", 2004. -376с.)|, який містить рухому частину у вигляді шпинделя з нерухомо насадженими на нього бойком, поршнем і 70 штоком та нерухому частину у вигляді верхнього і нижнього перехідників, що з'єднані між собою циліндром.M.A. Myslyuk, I.Y. Rybchych, R.S. Yaremiychuk. T.5: Complications. accidents Ecology. - K.: "Interpress LTD", 2004. -376 p.)|, which contains a moving part in the form of a spindle with a striker, piston and 70 rod immovably mounted on it and a stationary part in the form of upper and lower adapters connected between itself a cylinder.

Такий механізм створює в аварійній колоні труб зусилля, які направлені лише в поздовжньому напрямі, його конструкція не дозволяє уникнути взаємного прокручування штока відносно нижнього перехідника і унеможливлює створення крутного моменту в прихопленій частині бурової колони труб, що потребує додаткових затрат часу і енергії на вивільнення прихоплених обсадних колон та бурового інструменту, знижує ефективність 12 ліквідації прихватів аварійних колон і продуктивність роботи бурової установки.Such a mechanism creates forces in the emergency pipe string that are directed only in the longitudinal direction, its design does not allow to avoid mutual twisting of the rod relative to the lower adapter and makes it impossible to create a torque in the trapped part of the drill pipe string, which requires additional time and energy to release the trapped casings columns and drilling tools, reduces the efficiency of 12 liquidation of emergency column grabs and the productivity of the drilling rig.

В основу корисної моделі поставлено завдання удосконалити гідравлічний ударний механізм, в якому новий зв'язок між штоком і нижнім перехідником дозволив би уникнути взаємного прокручування між ними і створити в прихопленій частині бурової колони одночасно і поздовжні зусилля, і крутний момент, що знизить затрати часу і енергії на вивільнення прихоплених обсадних колон та бурового інструменту, підвищить ефективність ліквідації прихватів і продуктивність роботи бурової установки.The basis of a useful model is the task of improving the hydraulic shock mechanism, in which a new connection between the rod and the lower adapter would allow to avoid mutual scrolling between them and create both longitudinal forces and torque in the clamped part of the drill string at the same time, which would reduce time and of energy to release trapped casing strings and drilling tools, will increase the efficiency of eliminating traps and the productivity of the drilling rig.

Поставлене завдання вирішується тим, що в гідравлічному ударному механізмі, який містить рухому частину у вигляді шпинделя з нерухомо насадженими на нього бойком, поршнем і штоком та нерухому частину у вигляді верхнього і нижнього перехідників, що з'єднані між собою циліндром, згідно з корисною моделлю, шток зв'язаний з нижнім перехідником за допомогою шліцевої пари з можливістю взаємного осьового переміщення. 29 Це дозволяє здійснювати осьове переміщення штока відносно нижнього перехідника і уникнути взаємного -о прокручування штока відносно нижнього перехідника, і тим самим передавати крутний момент, створений ротором бурової установки, від вільної частини бурової колони через гідравлічний ударний механізм до прихопленої. Тобто, за допомогою цього нововведення, можна створювати в прихопленій частині колони одночасно із поздовжніми зусиллями крутний момент, що підвищує ефективність ліквідації прихватів, знижує о затрати часу і енергії на вивільнення прихоплених обсадних колон та бурового інструменту, підвищує - продуктивність роботи бурової установки.The task is solved by the fact that in the hydraulic impact mechanism, which contains a moving part in the form of a spindle with a striker, piston and rod fixed on it, and a stationary part in the form of upper and lower adapters connected to each other by a cylinder, according to a useful model , the rod is connected to the lower adapter by means of a splined pair with the possibility of mutual axial movement. 29 This allows for the axial movement of the rod relative to the lower adapter and to avoid mutual twisting of the rod relative to the lower adapter, and thus to transmit the torque created by the rotor of the drilling rig from the free part of the drill string through the hydraulic shock mechanism to the attached part. That is, with the help of this innovation, it is possible to create a torque in the stuck part of the string simultaneously with longitudinal forces, which increases the efficiency of eliminating snags, reduces the time and energy required to release the stuck casing strings and drilling tools, and increases the productivity of the drilling rig.

На Фіг. зображений гідравлічний ударний механізм, де: 1 - шпиндель, 2 - верхній перехідник, З - циліндр, со 4 - бойок, 5 - поршень, 6 - шток, 7 - нижній перехідник, 8 - шліцева пара. Ге)In Fig. the hydraulic shock mechanism is depicted, where: 1 - spindle, 2 - upper adapter, C - cylinder, c 4 - striker, 5 - piston, 6 - rod, 7 - lower adapter, 8 - splined pair. Gee)

Гідравлічний ударний механізм (ГУМ) містить рухому частину у вигляді шпинделя 1 з нерухомо насадженими на нього бойком 4, поршнем 5 і штоком 6 та нерухому частину у вигляді верхнього і нижнього перехідників 2, 7, -- що з'єднані між собою циліндром 3. Шток 6 зв'язаний з нижнім перехідником 7 за допомогою шліцевої пари 8 з можливістю взаємного осьового переміщення.The hydraulic impact mechanism (HUM) contains a moving part in the form of a spindle 1 with a striker 4, a piston 5, and a rod 6 immovably mounted on it, and a fixed part in the form of upper and lower adapters 2, 7, -- which are connected to each other by a cylinder 3. The rod 6 is connected to the lower adapter 7 by means of a splined pair 8 with the possibility of mutual axial movement.

Гідравлічний ударний механізм працює наступним чином. «The hydraulic shock mechanism works as follows. "

Спочатку від'єднують неприхоплену частину бурової колони від прихопленої. Далі між ними встановлюють З гідравлічний ударний механізм, з'єднавши шпиндель 1 ГУМу з вільною частиною колони, а нижній перехідних 7 - с із прихопленою. Потім, за допомогою ротора бурової установки, закручують аварійну колону, і, завдяки тому, щоFirst, the uncaught part of the drill string is disconnected from the caught part. Next, a hydraulic impact mechanism C is installed between them, connecting the spindle 1 of the GUM with the free part of the column, and the lower transition part 7 - with the attached one. Then, with the help of the rotor of the drilling rig, the emergency column is twisted, and thanks to the fact that

Із» шток 6 і нижній перехідник 7 зв'язані між собою за допомогою шліцевої пари 8, тобто без можливості взаємного прокручування один відносно одного, крутний момент передається від неприхопленої частини колони через ГУМ до прихопленої. Після цього аварійну колону натягують за допомогою лебідки бурової установки, чим створюють в колоні поздовжні зусилля, необхідні для спрацювання гідравлічного ударного механізму. Шток 6, який має - можливість руху в осьовому напрямі відносно нижнього перехідника 7 за допомогою шліцевої пари 8, і поршеньTherefore, the rod 6 and the lower adapter 7 are interconnected by means of a splined pair 8, that is, without the possibility of mutual scrolling relative to each other, the torque is transmitted from the non-engaged part of the column through the GUM to the engaged one. After that, the emergency column is pulled with the help of the winch of the drilling rig, which creates longitudinal forces in the column necessary for the operation of the hydraulic shock mechanism. Rod 6, which has the ability to move in the axial direction relative to the lower adapter 7 using a splined pair 8, and a piston

Ге | 5 із кільцями переміщуються в циліндрі З з двома гідравлічне з'єднаними між собою камерами різних поперечних перерізів, заповнених робочою рідиною - маслом. Конструктивно кільця в поршні 5 виконані так, що під час його со руху в камері меншого поперечного перерізу робоча рідина перетікає через щілинний зазор у кільцях з дуже -І 20 великим гідравлічним опором. Швидкість руху поршня 5 при цьому буде невеликою, що дає змогу вибрати за допомогою лебідки бурової установки потрібну силу натягу аварійної компоновки. сл Через деякий час поршень 5 входить у камеру з більшою площею поперечного перерізу, на стінках корпусу якої виконані поздовжні пази. Унаслідок цього робоча рідина вільно перетікає з однієї камери в іншу, і ударна частина поршня 5, тобто бойок 4, з великою швидкістю переміщується до ковадла, тобто ударної поверхні 52 верхнього перехідника 2, і завдає удару, який створює в прихопленій колоні одночасно і поздовжні зусилля, і с крутний момент для її зрушення. Якщо після цього прихват бурової колони ліквідували, то тоді від'єднують ГУМ від бурової колони, а роз'єднані частини бурової колони з'єднують між собою і продовжують буріння свердловини. Але, якщо після нанесення цього удару бурова колона все ще не була вивільнена від прихвату, то тоді наносять повторний удар. 60 Для нанесення повторного удару аварійну компоновку розвантажують, відключивши лебідку і ротор бурової установки. При цьому поршень 5 переганяє масло по кільцевих зазорах у надпоршневу частину і заходить у камеру меншого поперечного перерізу, чим і здійснюється заряджання механізму. Після цього аварійну колону знову закручують, натягують і завдають повторного удару. | так продовжують аж до повної ліквідації прихвату, після чого, від'єднавши ГУМ і з'єднавши між собою роз'єднані частини бурової колони, продовжують буріння бо свердловини.Ge | 5 with rings are moved in a cylinder C with two hydraulically interconnected chambers of different cross-sections, filled with a working fluid - oil. Structurally, the rings in the piston 5 are made in such a way that during its movement in the chamber of a smaller cross-section, the working fluid flows through the gap in the rings with a very high hydraulic resistance. In this case, the speed of movement of the piston 5 will be small, which makes it possible to select the required tension force of the emergency layout with the help of the winch of the drilling rig. sl After some time, the piston 5 enters the chamber with a larger cross-sectional area, the walls of which have longitudinal grooves. As a result, the working fluid flows freely from one chamber to another, and the impact part of the piston 5, i.e. the striker 4, moves at high speed to the anvil, i.e. the impact surface 52 of the upper adapter 2, and inflicts an impact that simultaneously creates longitudinal forces in the captured column , and c is the torque for its displacement. If after that the drill string grip was eliminated, then the HUM is disconnected from the drill string, and the disconnected parts of the drill string are connected together and drilling of the well is continued. But, if after applying this blow, the drill string was still not freed from the clamp, then a second blow is applied. 60 To deliver a second blow, the emergency assembly is unloaded by disconnecting the winch and the rotor of the drilling rig. At the same time, the piston 5 distills oil through the annular gaps into the upper piston part and enters the chamber of smaller cross-section, which is how the mechanism is charged. After that, the emergency column is twisted again, stretched and struck again. | they continue in this way until the adhesion is completely eliminated, after which, after disconnecting the GUM and connecting the disconnected parts of the drill string, they continue drilling the wells.

Для здійснення ударів, спрямованих донизу, попередньо ГУМ розбирають, циліндр З разом із поршнем 5 і бойком 4 повертають на 1802 і знову складають. Після цього заряджають ГУМ, натягуючи аварійну колону за допомогою лебідки бурової установки. При цьому поршень 5 з бойком 4 переміститься у верхню частину циліндра З, тобто у камеру з меншим поперечним перерізом, перегнавши масло у камеру з більшим поперечним перерізом. Далі, як і в попередньому випадку, за допомогою ротора бурової установки закручують аварійну колону, і для того, щоб поршень 5 з бойком 4 почали рухатись вниз для нанесення удару, аварійну компоновку розвантажують, відключивши лише лебідку. За рахунок пружності натягненої і дещо видовженої бурової колони труб, яка після зняття поздовжнього розтягального навантаження повертається у вихідне положення, 7/0 скорочуючись, шпиндель 1 разом з поршнем 5, бойком 4 і штоком 6 переміщуються зверху донизу. Дальше все відбувається аналогічно, як і в попередньому випадку, лише удар завдається бойком 4 по ударній поверхні нижнього перехідника 7. Внаслідок цього в прихопленій частині бурової колони створюються одночасно і поздовжні зусилля, і крутний момент. І знову, якщо бурова колона вивільнилась після цього удару від прихвату, то від'єднують ГУМ, роз'єднані частини колони з'єднують між собою і продовжуть бурові роботи, а якщо ні - то 7/5 наносять ще необхідну кількість ударів до повної його ліквідації. В даному випадку перезаряджання ГУМУ здійснюють, натягуючи лебідкою бурової установки аварійну колону до приходу поршня 5 у вихідне верхнє положення в циліндрі 3-у камеру меншого поперечного перерізу, і знову закручують бурову колону, відключають лебідку і завдають повторного удару.To carry out blows directed downwards, the GUM is first disassembled, cylinder C together with piston 5 and striker 4 is turned to 1802 and assembled again. After that, the GUM is charged by pulling the emergency column with the winch of the drilling rig. At the same time, the piston 5 with the striker 4 will move to the upper part of the cylinder C, that is, to the chamber with a smaller cross-section, driving the oil into the chamber with a larger cross-section. Next, as in the previous case, the emergency column is twisted with the help of the rotor of the drilling rig, and in order for the piston 5 with the striker 4 to start moving down to strike, the emergency assembly is unloaded by disconnecting only the winch. Due to the elasticity of the stretched and slightly elongated drilling string of pipes, which after removing the longitudinal tensile load returns to its original position, 7/0 shortening, the spindle 1 together with the piston 5, striker 4 and rod 6 move from top to bottom. Further, everything happens in the same way as in the previous case, only the punch 4 hits the impact surface of the lower adapter 7. As a result, longitudinal forces and torque are simultaneously created in the gripped part of the drill string. And again, if the drill string is freed from the hook after this blow, then the GUM is disconnected, the disconnected parts of the string are connected to each other and drilling operations are continued, and if not, then 7/5 deliver the required number of blows to its full liquidation In this case, the GUMU is recharged by pulling the emergency string with the winch of the drilling rig until the piston 5 reaches the initial upper position in the cylinder 3rd chamber of smaller cross-section, and the drill string is twisted again, the winch is turned off and the impact is repeated.

Ф ормула винаходуThe formula of the invention

Гідравлічний ударний механізм, що містить рухому частину у вигляді шпинделя з нерухомо насадженими на нього бойком, поршнем і штоком та нерухому частину у вигляді верхнього і нижнього перехідників, що з'єднані між собою циліндром, який відрізняється тим, що шток зв'язаний з нижнім перехідником за допомогою шліцьової пари з можливістю взаємного осьового переміщення. тHydraulic impact mechanism, which contains a moving part in the form of a spindle with a hammer, piston and rod immovably mounted on it, and a fixed part in the form of upper and lower adapters connected to each other by a cylinder, which is characterized by the fact that the rod is connected to the lower adapter using a splined pair with the possibility of mutual axial movement. t

ІФ) у (ее) (ее) ьо - . и? - (ее) (ее) -і сл 60 б5IF) u (ee) (ee) yo - . and? - (ee) (ee) -i sl 60 b5