UA62282A

UA62282A - Immersion jack

Info

Publication number: UA62282A
Application number: UA2003021605A
Authority: UA
Inventors: Illia Semenovych Shlakhter; Volodymyr Volodymyrovy Diachuk; Danylo Vasyliovych Rymchuk; Stepan Andriiovych Babii
Original assignee: Branch Company Ukrgazovydobyva
Priority date: 2003-02-24
Filing date: 2003-02-24
Publication date: 2003-12-15

Abstract

Immersion jack has housing, wedge billet, those are spring-supported with individual springs, load screw with power nut, support bearing, slots, functional bushing, cylindrical pins and power hydro-drive with block of hydro-cylinders.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до нафтогазової промисловості, зокрема до глибинних силових пристроїв для ліквідації 2 прихватів труб, зриву пакеров і т.п., де вимагаються додаткові тягові зусилля.The invention relates to the oil and gas industry, in particular to deep power devices for the elimination of 2 pipe clamps, packer failure, etc., where additional traction forces are required.

Відомий вибійний гідравлічний домкрат (див. а.с. СРСР Мо976021 МПК Е21831/00, від 23.11.82р. Бюл. Мо43), що включає гідравлічний якір, циліндр із поршнем, жорстко закріпленим на пустотілому корпусі, що має радіальний канал з'єднуючий внутрішні порожнини корпуса і циліндра, при цьому, він постачений керуючим і розвантажувальним клапанами, розміщеними в радіальному каналі корпуса, що підпружинений щодо циліндра.A well-known punching hydraulic jack (see AS USSR Mo976021 IPC E21831/00, dated 23.11.82 Bull. Mo43), which includes a hydraulic anchor, a cylinder with a piston rigidly fixed on a hollow body, which has a radial channel connecting internal cavities of the housing and cylinder, at the same time, it is supplied with control and unloading valves located in the radial channel of the housing, which is spring-loaded relative to the cylinder.

Недоліком цього пристрою є те, що створити значне стискальне зусилля в свердловинах з експлуатаційними колонами труб малого діаметра практично неможливо, тому що припустимий внутрішній тиск в трубах експлуатаційної колони обмежений. Крім того, неможливо додатково використовувати стискальне зусилля піднімального агрегату.The disadvantage of this device is that it is practically impossible to create a significant compressive force in wells with small-diameter production columns, because the allowable internal pressure in the production column pipes is limited. In addition, it is impossible to additionally use the compressive force of the lifting unit.

Найбільш близьким по технічній сутності і результату, що досягається, до запропонованого пристрою є глибинний домкрат (див. патент КО Мо2029852 Е218В23/00, 27.02.95м, Бюл. Моб), що включає вантажний гвинт, концентрично встановлений на ньому корпус зі шліцьовими плашками і жорстко зв'язаний з колоною труб конус (функціональна втулка), концентрично розміщений щодо вантажного гвинта, при цьому він постачений розміщеною на вантажному гвинті силовою гайкою, що має подовжні виступи на зовнішній поверхні і бічні отвори (вікна) з циліндричними шпонками, вантажний гвинт виконаний з подовжніми пазами на зовнішній поверхні, а конус зв'язаний зрізним елементом з корпусом, установлений між силовою гайкою і корпусом з можливістю осьового переміщення і виконаний із внутрішнім розточенням і подовжніми пазами під подовжні виступи силової гайки, при цьому шпонки розміщені в бічних отворах гайки і подовжніх пазів вантажного гвинта з можливістю радіального переміщення і розміщення шпонок у розточенні конуса при осьовому переміщенні корпуса.The closest to the proposed device in terms of technical essence and the result achieved is a deep jack (see patent KO Mo2029852 E218В23/00, 27.02.95m, Bul. Mob), which includes a loading screw, a housing with splined dies concentrically installed on it and a cone (functional sleeve) rigidly connected to the pipe column, concentrically placed with respect to the cargo screw, while it is supplied with a power nut placed on the cargo screw, which has longitudinal protrusions on the outer surface and side openings (windows) with cylindrical keys, the cargo screw is made with longitudinal grooves on the outer surface, and the cone is connected by a shear element to the body, installed between the power nut and the body with the possibility of axial movement and made with internal boring and longitudinal grooves for the longitudinal protrusions of the power nut, while the keys are placed in the side holes of the nut and longitudinal grooves of the cargo screw with the possibility of radial movement and placement of keys in the taper boring sa during axial movement of the body.

Недоліком цього пристрою є те, що для ліквідації прихвату труб і для зриву пакерів в експлуатаційних 22 колонах малого діаметра, важко створити великі стискальні зусилля. «The disadvantage of this device is that it is difficult to create large compressive forces to eliminate sticking of pipes and to break packers in operational 22 columns of small diameter. "

Задачею даного винаходу є підвищення ефективності роботи пристрою і збільшення його тягової сили при проведенні відновлювальних робіт у свердловині, зв'язаних з вилученням прихвачених труб і зривом пакерів.The task of this invention is to increase the efficiency of the device and increase its traction force during restoration work in the well, connected with the removal of trapped pipes and the failure of packers.

Для вирішення поставленої задачі в глибинному домкраті, що включає корпус, на пірамідальних гранях якого встановлені, з можливістю подовжнього переміщення, клинові плашки, підпружинені індивідуальними с пружинами, усередині корпуса концентрично розміщений вантажний гвинт із силовою гайкою, що спирається на со упорний підшипник і з'єднана шліцами з функціональною втулкою, яка концентрично встановлена в корпусі з можливістю осьового переміщення нагору і передачі крутного моменту силовій гайці, у бічних вікнах якої сч встановлені, з можливістю радіального переміщення, циліндричні шпонки, що забезпечують жорстке кріплення Га вантажного гвинта із силовою гайкою, відповідно до винаходу, пристрій обладнаний силовим гідроприводом, блок гідроциліндрів із дренажними отворами якого з'єднаний з верхньою різьбою функціональної втулки, у якій ее, виконані зовнішня кільцева канавка, конічна проточка і встановлене пружинне стоп-кільце, яке заглиблене в кільцевий зазор, утворений між верхнім торцем корпуса і внутрішнім розточенням опорної гайки, а об'єднані в загальне компонування поршні з нагнітальними каналами силового гідроприводу з'єднані захватом зі штоком, «Ф виконаним на вантажному гвинті, при цьому внутрішня порожнина патрубка нижнього поршня постачена сідлом З 70 під сферичний клапан, що скидається. с На фіг.1 - пристрій у транспортному положенні, загальний вигляд;To solve the given problem in a deep jack, which includes a body, on the pyramidal faces of which are installed, with the possibility of longitudinal movement, wedge dies, spring-loaded by individual springs, a load screw with a power nut is concentrically placed inside the body, which rests on a thrust bearing and with connected by splines with a functional sleeve, which is concentrically installed in the housing with the possibility of axial movement up and the transmission of torque to the power nut, in the side windows of which cylindrical keys are installed, with the possibility of radial movement, which provide a rigid fastening of the load screw Ha with the power nut, respectively prior to the invention, the device is equipped with a power hydraulic drive, the block of hydraulic cylinders with drainage holes is connected to the upper thread of the functional sleeve, in which an external annular groove, a conical groove and a spring stop ring are installed, which are embedded in the annular gap formed between the upper the end of the cor and internal boring of the support nut, and the combined pistons with the discharge channels of the power hydraulic drive are connected by a gripper to the rod "F" made on the loading screw, while the inner cavity of the lower piston nozzle is supplied with a saddle Z 70 under the spherical valve, which resets c In Fig. 1 - the device in the transport position, general view;

Із» На фіг.2 - пристрій у робочому положенні, загальний вигляд;From" Fig. 2 - device in working position, general view;

На фіг.3 - перетин А-А на фіг.1;In Fig. 3 - section A-A in Fig. 1;

На фіг.4 - перетин Б-Б на фіг.1Fig. 4 shows the B-B section in Fig. 1

На фіг.5 - перетин В-В на фіг.2. б Глибинний домкрат складається з корпусу 1 усередині якого концентрично розміщені вантажний гвинт 2 із ка силовою гайкою 3. На пірамідальних гранях 4 корпуса 1 установлені, з можливістю подовжнього переміщення, клинові плашки 5, які підпружинені індивідуальними пружинами 6, що розміщені в похилих гніздах 7 центратора 8 о і підтиснуті установочними гвинтами 9. При транспортуванні пристрою клинові плашки 5 стопоряться в нижньому о 20 крайньому положенні на пірамідальних гранях 4 фіксаторами 10, розташованими в бічних отворах 11 корпуса 1.Fig. 5 is a section B-B in Fig. 2. b The depth jack consists of a body 1, inside which a load screw 2 with a power nut 3 is concentrically placed. On the pyramidal faces 4 of the body 1, wedge plates 5 are installed, with the possibility of longitudinal movement, which are spring-loaded by individual springs 6, which are placed in the inclined sockets 7 of the centralizer 8 o and pressed with set screws 9. When transporting the device, the wedge plates 5 are locked in the lower 20 extreme position on the pyramidal faces 4 by latches 10 located in the side holes 11 of the body 1.

Радіальне переміщення фіксаторів обмежує бічна поверхня функціональної втулки 12. Функціональна втулка 12 із виконана з кільцевим розточенням 13 у нижній своїй частині, із внутрішніми подовжніми пазами 14, для шліцьового з'єднання з виступами 15 силової гайки 3, при цьому функціональна втулка 12 встановлена в корпусі 1 з можливістю осьового переміщення нагору і передачі крутного моменту силовій гайці 3. Силова гайка З 29 спирається на упорний підшипник 16 і з'єднана різьбою з вантажним гвинтом 2, який виконаний з верхнім штоком в. 17 і циліндричною шийкою 18. На циліндричній шийці 18 виконані подовжні пази 19, у які заглиблені циліндричні шпонки 20, що установлені з можливістю радіального переміщення в бічні вікна 21 силової гайки 3. Радіальне переміщення циліндричних шпонок 20 обмежує внутрішня контактна поверхня функціональної втулки 12 (див. фіг.3), завдяки чому забезпечується жорстке кріплення вантажного гвинта 2, як з силовою гайкою 3, так із 60 функціональною втулкою 12. На зовнішній поверхні функціональної втулки 12 виконана конічна проточка 22, на якій установлене упорне пружинне стоп-кільце 23. Зовнішньою виступаючою частиною пружинне стоп-кільце 23 поглиблено у кільцевий зазор 24, що утворений верхнім торцем корпуса 1 і внутрішнім розточенням опорної гайки 25, яка перешкоджає осьовому переміщенню функціональної втулки 12 нагору.The radial movement of the fasteners is limited by the side surface of the functional sleeve 12. The functional sleeve 12 is made with an annular boring 13 in its lower part, with internal longitudinal grooves 14, for a splined connection with the protrusions 15 of the power nut 3, while the functional sleeve 12 is installed in the housing 1 with the possibility of axial movement up and the transmission of torque to the power nut 3. The power nut Z 29 rests on the thrust bearing 16 and is connected by a thread to the load screw 2, which is made with the upper rod in. 17 and a cylindrical neck 18. Longitudinal grooves 19 are made on the cylindrical neck 18, into which cylindrical keys 20 are embedded, which are installed with the possibility of radial movement in the side windows 21 of the power nut 3. The radial movement of the cylindrical keys 20 is limited by the inner contact surface of the functional sleeve 12 (see . fig. 3), thanks to which a rigid fastening of the cargo screw 2 is ensured, both with the power nut 3 and with the 60 functional bushing 12. A conical groove 22 is made on the outer surface of the functional bushing 12, on which a stop spring stop ring 23 is installed. the protruding part of the spring stop ring 23 is deepened into the annular gap 24, which is formed by the upper end of the housing 1 and the internal boring of the support nut 25, which prevents the axial movement of the functional sleeve 12 up.

З метою фіксації переміщеної уверх функціональної втулки 12 під конічною проточкою 22 виконана кільцева бо канавка 26. При цьому пристрій постачений силовим гідроприводом 27, блок гідроциліндрів 28 із дренажними отворами 29 якого з'єднаний з верхньою різьбою ЗО функціональної втулки 12. Кожен поршень 31 виконаний з нагнітальними каналами 32 і з патрубком 33. Об'єднані в загальне компонування поршні 31 з нагнітальними каналами 32 силового гідроприводу 27 з'єднані захватом 34 зі штоком 17, виконаному на вантажному гвинті 2.In order to fix the functional sleeve 12 moved up, an annular groove 26 is made under the conical groove 22. At the same time, the device is supplied with a power hydraulic drive 27, a block of hydraulic cylinders 28 with drainage holes 29 which is connected to the upper thread ZO of the functional sleeve 12. Each piston 31 is made of discharge channels 32 and with a nozzle 33. The combined pistons 31 with the discharge channels 32 of the power hydraulic drive 27 are connected to the rod 17 made on the loading screw 2 by the gripper 34.

Внутрішня порожнина патрубка 33 нижнього поршня постачена сідлом 35 під сферичний клапан, що скидаєтьсяThe inner cavity of the nozzle 33 of the lower piston is supplied with a seat 35 under the spherical valve, which is reset

Зб. Захват 34 складається із гільзи 37 з внутрішньою поверхнею, у вигляді зворотного конуса, у яку встановлені підпружинені кулачки 38. До верхнього поршня 31 усього компонування приєднаний розтруб 39, що герметично установлений у внутрішній циліндричній порожнині колони труб 40, на якій домкрат спускається в ствол обсадної колони 41. У вихідному положенні компонування поршнів 30 у блоці гідроциліндрів 28 /о встановлюють у верхнє крайнє положення. Для з'єднання глибинного домкрата з колоною аварійних труб 42, на вантажному гвинті 2 установлюють ловильний інструмент (різьбовий мітчик, труболовку і т.п.) 43.Coll. The gripper 34 consists of a sleeve 37 with an inner surface in the form of an inverted cone, in which spring-loaded cams 38 are installed. A bell 39 is attached to the upper piston 31 of the entire arrangement, which is hermetically installed in the inner cylindrical cavity of the column of pipes 40, on which the jack descends into the barrel of the casing columns 41. In the initial position of the layout of the pistons 30 in the block of hydraulic cylinders 28 /o set in the upper extreme position. To connect the depth jack with the column of emergency pipes 42, a fishing tool (threaded tap, pipe trap, etc.) 43 is installed on the cargo screw 2.

Глибинний домкрат працює наступним чином.The depth jack works as follows.

На колоні труб 40 глибинний домкрат разом з ловильним інструментом 43 спускають у ствол обсадної колони 41 свердловини і з'єднуються з колоною аварійних труб 42. При натягу колони труб 40 пружинне стоп-кільце 23, 7/5 що розташоване на конічній проточці 22, розтиснеться і функціональна втулка 12 безперешкодно переміститься нагору до сполучення пружинного стоп-кільця 23 з кільцевою канавкою 26. Після чого пружинне стоп-кільце 23 стиснеться і зафіксує у корпусі 1 функціональну втулку 12, яка перемістилася, (див. фіг.2). Одночасно звільняться радіально встановлені в корпусі фіксатори 10, і клинові плашки 5, під впливом сили пружності пружини 6 перемістяться у верхнє положення, ввійдуть у зачеплення з обсадною колоною 41, а кільцеве 2о розточення 13 у функціональній втулці 12 установиться навпроти циліндричних шпонок 20. При наступному обертанні колони труб 40 циліндричні шпонки 20, що радіально встановлені в бічних вікнах 21 силової гайки 3, будуть витиснуті з пазів 19 на периферію до розточення 13, унаслідок чого вантажний гвинт 2 звільниться від жорсткого зачеплення із силовою гайкою 3. Внаслідок того, що поршні 31 силового гідроприводу 27 з'єднані захватом 34 зі штоком 17 вантажного гвинта 2, то при натягу колони труб 40 вони перемістяться в крайнє нижнє об положення у своїх гідроциліндрах 28. Для приведення глибинного домкрата в дію, у колону труб 40 скидають сферичний клапан 36, який встановлюється в сідлі 35. Робоча рідина під впливом надлишкового внутрішнього « трубного тиску, через нагнітальні канали 32 проникає в гідроциліндри 28 під поршні 31. Одночасно з нагнітанням робочої рідини обертають колону труб 40, що сполучена із силовою гайкою З через функціональну втулку 12. У результаті створюється сумарне стискальне зусилля, що складається з піднімальної сили с зо вантажного гвинта і піднімальної сили гідроприводу 27. При необхідності використовують додатково силу піднімального агрегату. У випадку виникнення ускладнення, лівостороннім обертанням колони труб 40, со обертають силову гайку З уліво, що переміститься нагору по різьбі вантажного гвинта 2 до упору з його с циліндричною шийкою 18. Спільним лівостороннім обертанням силової гайки З з вантажним гвинтом 2 від'єднують ловильний інструмент 43 від колони аварійних труб 42 і глибинний домкрат безперешкодно с з5 вилучають зі свердловини. соOn the column of pipes 40, the depth jack together with the fishing tool 43 is lowered into the barrel of the casing column 41 of the well and is connected to the column of emergency pipes 42. When the column of pipes 40 is tensioned, the spring stop ring 23, 7/5, which is located on the conical groove 22, will be squeezed and the functional sleeve 12 will smoothly move up to the connection of the spring stop ring 23 with the annular groove 26. After that, the spring stop ring 23 will compress and fix the functional sleeve 12, which has moved, in the housing 1 (see Fig. 2). At the same time, the retainers 10 installed radially in the housing are released, and the wedge dies 5, under the influence of the elastic force of the spring 6, will move to the upper position, enter into engagement with the casing column 41, and the annular 2o boring 13 in the functional sleeve 12 will be installed opposite the cylindrical keys 20. In the following rotating columns of pipes 40, cylindrical keys 20, which are radially installed in the side windows 21 of the power nut 3, will be pushed out of the grooves 19 to the periphery to the bore 13, as a result of which the cargo screw 2 will be freed from the rigid engagement with the power nut 3. Due to the fact that the pistons 31 of the power hydraulic drive 27 are connected by a gripper 34 to the stem 17 of the cargo screw 2, then when the column of pipes 40 is tensioned, they will move to the lowermost position in their hydraulic cylinders 28. To activate the depth jack, a spherical valve 36 is dropped into the column of pipes 40, which is installed in the seat 35. The working fluid under the influence of excess internal " pipe pressure, through the discharge channels 32 penetrate into the hydraulic cylinders 28 under the pistons 31. Simultaneously with the injection of the working fluid, the pipe column 40 is rotated, which is connected to the power nut C through the functional sleeve 12. As a result, a total compressive force is created, consisting of the lifting force c from the cargo screw and the lifting force hydraulic drive 27. If necessary, the power of the lifting unit is additionally used. In the event of a complication, by turning the column of pipes 40 to the left, the power nut Z is rotated to the left, which will move up the thread of the cargo screw 2 until it stops with its cylindrical neck 18. By turning the power nut Z together with the cargo screw 2, the fishing tool is disconnected 43 from the column of emergency pipes 42 and the depth jack are removed from the well without hindrance. co

Таким чином, підвищення ефективності роботи глибинного домкрата забезпечується створенням значної тягової сили за рахунок використання силового моменту ротора бурової установки і надлишкового тиску нагнітального агрегату.Thus, increasing the efficiency of the deep jack is ensured by the creation of a significant traction force due to the use of the power moment of the rotor of the drilling rig and the excess pressure of the injection unit.

Пристрій застосовується при бурінні нафтових і газових свердловин для ліквідації аварій і ускладнень, « 70 Зв'язаних із прихватами бурильних труб, а також у капітальному ремонті свердловин для вилучення обірваних в с колон труб і для зриву пакерів.The device is used when drilling oil and gas wells to eliminate accidents and complications, « 70 connected with drill pipe clamps, as well as in the major repair of wells for the extraction of broken pipe columns and for breaking the packers.

Claims

;" The formula of the invention and , , ,

b A depth jack, which includes a body, on the pyramidal faces of which longitudinally movable wedge plates are installed, spring-loaded by individual springs, in the middle of the body there is a concentrically placed load screw with a power nut, which rests on a thrust bearing and is connected to slots with a functional sleeve, which is concentrically installed in the housing with the possibility of axial movement up and transmission of torque to the power nut, in the side windows of which cylindrical keys are installed with the possibility of co-radial movement, which ensure rigid fastening of the cargo screw with

GE with a power nut, which is distinguished by the fact that the device is equipped with a power hydraulic drive, the block of hydraulic cylinders with drainage holes is connected to the upper thread of the functional sleeve, which has an external annular groove, a conical groove and a spring stop ring is installed, which is recessed into the annular gap ,

formed between the upper end of the housing and the internal boring of the support nut, and the combined pistons with the discharge channels of the power hydraulic drive are connected by a gripper to a rod made of

P" on the loading screw, while the inner cavity of the nozzle of the lower piston is equipped with a seat for a spherical valve that can be reset.

60 b5