UA62159A - Unit for snapping back the pipes in the well - Google Patents

Abstract

The unit for snapping back the pipes in the well comprises housing and hollow shaft in it, this has in the upper part means to connect to the pipe string; anchor node with installed in the housing arrester billets, rotation transformer with driving shaft, this is connected to the hollow shaft of the housing and the driven shaft having in the lower part means for connection with pipes being extracted. The anchor node is made as a spring-supported movable piston placed inside the housing, the billets are installed at the outer surface of the housing by means of connection as dovetail with possibility of displacement in radial direction and interaction with the inner surface of the drive pipe at axial displacement of the rod.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Запропонований винахід відноситься до бурової техніки, а саме до пристроїв для капітального ремонту 2 свердловин шляхом розкручування колони насосно-компресорних труб (НКТ) з допомогою правих бурильних труб та НКТ для подальшого їх вилучення із свердловини у процесі ловильних робіт. Запропонований винахід може бути використаний також при ліквідації аварій, що пов'язані з прихватом труб при бурінні.The proposed invention relates to drilling equipment, namely to devices for major repair of 2 wells by unwinding a string of pump-compressor pipes (tubing) with the help of right-hand drill pipes and tubing for their further extraction from the well in the process of fishing operations. The proposed invention can also be used in the elimination of accidents associated with sticking pipes during drilling.

Одомий спосіб вилучення прихоплених у свердловині колон шляхом їх розкручування за допомогою бурильних труб з лівою різьбою (Див. В.А. Харьков "Капитальньй ремонт нефтяньїх и газовьїх скважин", М, 70 "Недра". 1967г.). Однак бурильні труби з лівою різьбою є дефіцитом і часто обмежують можливості використання цього методу.Odom's method of extracting columns stuck in a well by untwisting them with the help of drill pipes with a left-hand thread (See V.A. Kharkiv "Capital overhaul of oil and gas wells", M, 70 "Nedra". 1967). However, left-hand threaded drill pipes are in short supply and often limit the use of this method.

В зв'язку з цим запропоновано ряд пристрою для розкручування різьбових з'єднань бурильними трубами з правою різьбою, які перетворюють правобічне обертання колони труб у лівобічне їх обертання у свердловині (поIn this regard, a number of devices for untwisting threaded connections with drill pipes with a right-hand thread are proposed, which convert the right-hand rotation of the pipe column into their left-hand rotation in the well (according to

АС. 282218 кл Е 21 В31/00), що включає корпус, планетарний механізм з ведучою; веденою та проміжною 72 конічними шестернями. Ведуча шестерня виконана разом з ведучим валом, що має різьбу для приєднання до труб, ведена шестерня виконана разом з веденим валом, який має підпружинену втулку. В корпусі розташовані плашки, що якорять та перешкоджають обертанню корпуса при відкручуванні. Планетарний механізм реверсує крутний момент, що створюється на поверхні та передається колоною на ведучий вал, не збільшуючи його, що часто не забезпечує відкручування труб у свердловині.AC. 282218 class E 21 B31/00), which includes a case, a planetary mechanism with a driver; driven and intermediate by 72 bevel gears. The driving gear is made together with the driving shaft, which has a thread for connecting to the pipes, the driven gear is made together with the driven shaft, which has a spring-loaded sleeve. There are dies in the case that anchor and prevent the case from rotating when unscrewing. The planetary mechanism reverses the torque generated on the surface and transmitted by the column to the drive shaft, without increasing it, which often does not ensure the unscrewing of the pipes in the well.

Пляшки, що якорять, не забезпечують надійного зчеплення корпуса з обсадною колоною при прикладенні великих крутних моментів, до того ж часто відбувається перекіс плашок при висуванні з гнізда корпуса, що може призвести до аварії при вилученні пристрою із свердловини.The anchoring bottles do not provide a reliable connection of the casing to the casing when high torques are applied, in addition, the dies often skew when pushed out of the casing socket, which can lead to an accident when the device is removed from the well.

В пристрої для відкручування труб в свердловині (по АС. 1298341 кл Е21В 31/00), що включає аналогічний планетарний механізм, розташований в корпусі; вузли, що заякоряють, виконані у вигляді стопорних дисків, 22 розташованих на важелях, одним кінцем шарнірно закріплених у вікнах корпуса, а другим розташованим у бічних « отворах натискної втулки. Вузли, що заякоряють, стопорними дисками жорстко фіксують корпус від провертання.In a device for unscrewing pipes in a well (according to AC. 1298341 cl E21B 31/00), which includes a similar planetary mechanism located in the housing; anchoring nodes are made in the form of locking discs, 22 located on levers, one end hinged in the windows of the case, and the other located in the side holes of the pressure sleeve. The anchoring nodes firmly fix the housing from turning with locking disks.

Але конструкція їх доволі складна і потребує точно підігнаних деталей. А при прикладенні значного крутного моменту стопорні диски своїми виступами можуть пошкодити обсадну колону, і для роз'якорювання їх необхідно прикладати велику осьову силу. оBut their construction is quite complicated and requires precisely adjusted parts. And when a significant torque is applied, the locking discs with their protrusions can damage the casing, and to unanchor them, it is necessary to apply a large axial force. at

Найбільш близьким технічним рішенням до заявленого є пристрій для розкручування труб в свердловині ою (Див. авторське свідоцтво СРСР Мо 1745877, Е21В 31/00 опубл 07.07.1992 р. Бюл Мо 25).The closest technical solution to the stated one is a device for untwisting pipes in a borehole (See USSR copyright Mo 1745877, E21B 31/00 publ. 07.07.1992, Byul Mo 25).

Відомий пристрій являється аналогом-прототипом і складається з корпусу; в який запресовано реверсивний -- моментний гідроциліндр якірного вузла, що включає поворотний ротор, несучі лопасті і кришки. На валу ротора «є нерухомо закріплено профільний кулачком що взаємодіє в робочому положенні з гальмівними плашками. 3о Пристрій також має переходник, з допомогою якого він у верхній частині з'єднується з колоною труб, на якій ее, опускається в свердловину, а в нижній частині з'єднується з ведучим валом реверсивного синусошарикового редуктора (РСШ), який є перетворювачем обертання. Водило не з'єднане з корпусом і є нерухомим відносно веденого вала, який через підпружинений ніпель зв'язується з трубами, які потрібно розкрутити і вилучити із « свердловини. З 50 Досвід використання пристроїв розкручування труб розроблених на базі цього технічного рішення показав, с що при передачі значного крутного моменту якірний вузол, що включає реверсивний моментний гідроциліндр, дві з» підпружинені гальмівні плашки не забезпечує надійного заякорювання для створення достатнього реактивного моменту в зв'язку з пробуксовуванням плашок по внутрішній поверхні обсадної колони, так як радіус гальмівних плашок виконується визначеним для відповідного діаметра пристрою, та використовується в обсадних колонах з зовнішнім діаметром 139-168 мм, а товщина стінки обсадних труб може коливатися від 7мм до 12мм. ТомуThe known device is a prototype analog and consists of a case; into which a reversible moment hydraulic cylinder of the anchor unit is pressed, which includes a rotary rotor, bearing blades and covers. On the rotor shaft, a profile cam is immovably fixed, which interacts with the brake pads in the working position. 3o The device also has an adapter, with the help of which it is connected in the upper part to the column of pipes on which it is lowered into the well, and in the lower part it is connected to the drive shaft of the reversible sinusoidal gearbox (RSSh), which is a rotation converter. The driver is not connected to the casing and is stationary relative to the driven shaft, which is connected to the pipes through a spring-loaded nipple, which must be untwisted and removed from the well. C 50 The experience of using pipe untwisting devices developed on the basis of this technical solution has shown that when transmitting a significant torque, the anchor unit, which includes a reversible torque hydraulic cylinder, two c" spring-loaded brake pads, does not provide reliable anchoring to create a sufficient reactive moment in connection with slippage of the dies on the inner surface of the casing string, as the radius of the brake dies is determined for the corresponding diameter of the device, and is used in casing strings with an outer diameter of 139-168 mm, and the wall thickness of the casing pipes can vary from 7 mm to 12 mm. Ago

Ф площа контакту поверхні плашки і колони не достатня для створення необхідного реактивного моменту, бо ко величина зусилля гальмування залежить від площі контакту і перепаду тиску промивної рідини. -з В основу винаходу поставлена задача підвищення надійності роботи пристрою розкручування труб.Ф the area of contact between the surface of the die and the column is not sufficient to create the necessary reactive moment, because the magnitude of the braking force depends on the area of contact and the pressure drop of the washing liquid. The invention is based on the task of increasing the reliability of the pipe unwinding device.

Поставлена задача досягається тим, що даний пристрій для: розкручування труб у свердловині, який включає (9) 50 корпус, пустотілий вал в ньому, який має в верхній частині засіб зв'язку з колоною труб, перетворювач с обертання з ведучим валом, що з'єднаний з пустотілим валом корпусу і ведений вал, що має в нижній частині засіб для зв'язку з трубами, що вилучаються, якірний вузол, стосовно винаходу в середині корпусу розміщено підпружинений рухомий поршень, який взаємодіє з плашками, що зібрані на зовнішній конусній поверхні корпусу з допомогою з'єднання у вигляді "ластівчиного хвоста" з можливістю радіального переміщення при осьовому русі 59 поршня для взаємодії з внутрішньою поверхнею обсадної колони, утворюючи якірний вузол в. Сутність винаходу пояснюється кресленнями, де на фіг.1 показано пристрій, загальний вигляд, поздовжній розріз, на фіг.2 січення А-А фіг.1, на фіг.З січення Б-Б фіг.1.The task is achieved by the fact that this device for: untwisting the pipes in the well, which includes (9) 50 a body, a hollow shaft in it, which has in the upper part a means of communication with a column of pipes, a converter of rotation with a drive shaft, which connected to the hollow shaft of the housing and the driven shaft, which has in the lower part a means for communication with the removable pipes, an anchor node, according to the invention, a spring-loaded movable piston is placed in the middle of the housing, which interacts with the dies assembled on the outer conical surface body with the help of a "dovetail" connection with the possibility of radial movement during axial movement 59 of the piston for interaction with the inner surface of the casing column, forming an anchor node in. The essence of the invention is explained by the drawings, where Fig. 1 shows the device, a general view, a longitudinal section, Fig. 2 shows the section A-A of Fig. 1, Fig. 3 shows the section B-B of Fig. 1.

Пристрій для розкручування труб в свердловині містить перехідник 1 з радіальними отворами 2, який має в верхній частиш засіб зв'язку (різьбу) з колоною труб, а в нижній частиш з'єднаний різьбою з пустотілим валом бо З, який зубчатою муфтою 4 з'єднаний з ведучим валом 5 реверсивного синусошарикового редуктора, який є перетворювачем обертання. На ведучому валу 5 встановлені планетарні ряди, кількість яких визначається максимальним крутним моментом, що передається. Кожен ряд складається із зовнішньої втулки 6, на внутрішній поверхні якої є синусоїдальна, канавка, внутрішньої втулки 7, у якій на зовнішній поверхні також є відповідна синусоїдальна канавка водила 8 з повздовжніми вікнами, яке розташоване в радіальному зазорі між зовнішньою і бо внутрішньою втулками і жорстко зв'язане з корпусом 9. В повздовжніх вікнах водила 8, синхронно торкаючись канавок обох втулок, розташовані кулькові сателіти 10. Водило 8 різьбою зв'язано з корпусом 9 пристрою і є нерухомим відносно веденого вала 11, який різьбою з'єднаний зі стаканом 12, який передає крутний момент пустотілому ніпелю 13, що є засобом для зв'язку з трубами, що вилучаються.The device for untwisting the pipes in the well contains an adapter 1 with radial holes 2, which in the upper part has a means of connection (thread) with the column of pipes, and in the lower part is connected by a thread to the hollow shaft bo Z, which is connected by a toothed coupling 4 connected to the drive shaft 5 of the reversible sinusoidal gearbox, which is a rotation converter. Planetary rows are installed on the drive shaft 5, the number of which is determined by the maximum torque transmitted. Each row consists of an outer sleeve 6, on the inner surface of which there is a sinusoidal groove, an inner sleeve 7, in which there is also a corresponding sinusoidal groove of the guide 8 with longitudinal windows on the outer surface, which is located in the radial gap between the outer and inner sleeves and rigidly connected to the body 9. Ball satellites 10 are located in the longitudinal windows of the guide 8, synchronously touching the grooves of both bushings. The guide 8 is threadedly connected to the body 9 of the device and is stationary relative to the driven shaft 11, which is threadedly connected to the cup 12 , which transmits the torque to the hollow nipple 13, which is a means of communication with the pipes to be removed.

Якірний вузол пристрою включає пружину 14, поршень 15, на якому виконані кулачки 16, що взаємодіють з кулачками 17, які розміщені на переходнику 1. Поршень 15 тягами 18 зв'язаний з тормозними плашками 19, які встановлені на зовнішній поверхні корпусу з допомогою з'єднання у вигляді "ластівчиного хвоста" з можливістю радіального переміщення і взаємодії в робочому положенні з внутрішньою поверхнею обсадної колони. Якірний вузол 20 встановлений в верхній частині пристрою для розкручування труб в свердловині. Корпус 9 якірного 7/0 Вузла 20 різьбою жорстко з'єднаний з води-лом 8 реверсивного синусошарикового редуктора 21.The anchor unit of the device includes a spring 14, a piston 15, on which cams 16 are made, which interact with cams 17, which are placed on the adapter 1. The piston 15 is connected by rods 18 to the brake pads 19, which are installed on the outer surface of the housing with the help of joint in the form of a "dovetail" with the possibility of radial movement and interaction in the working position with the inner surface of the casing string. The anchor node 20 is installed in the upper part of the device for untwisting the pipes in the well. The body 9 of the anchor 7/0 Node 20 is rigidly connected to the water-brom 8 of the reversible sine-ball gearbox 21 by a thread.

Пристрій працює наступним чином.The device works as follows.

Для розкручування прихваченої в свердловині колони труб пристрій з приєднаним до ніпеля 13 ловильним інструментом (не показано на кресленні) спускають в свердловину на правих бурильних трубах до з'єднання ловильного інструменту з верхнім кінцем прихвачених труб.To untwist the column of pipes caught in the well, the device with the catch tool attached to the nipple 13 (not shown in the drawing) is lowered into the well on the right drill pipes to the connection of the catch tool with the upper end of the caught pipes.

Після з'єднання з трубами, що вилучаються, в колону труб з пристроєм закачують промивальну рідину, яка за рахунок перепаду тиску в осьовому канапі перехідника 1 створює надлишковий тиск в пристрої. Цей тиск через осьовий канал перехідника 1 по радіальних отворах 2 поступає в порожнину корпусу 9 вад поршнем 15, який під дією тиску опускається вниз, стискуючи пружину 14, і тягами 18 діє на плашки 19, які переміщуючись по конусних направляючих типу "ластівчиний хвіст" опускаються до упору у внутрішню поверхню обсадної колони, Жорстко фіксуючи пристрій в ній.After connecting with the pipes to be removed, flushing liquid is pumped into the column of pipes with the device, which, due to the pressure drop in the axial sofa of the adapter 1, creates excess pressure in the device. This pressure through the axial channel of the adapter 1 through the radial holes 2 enters the cavity of the housing 9 and the piston 15, which, under the action of pressure, descends, compressing the spring 14, and the rods 18 act on the dies 19, which, moving along the conical guides of the "dovetail" type, descend up to the stop in the inner surface of the casing, rigidly fixing the device in it.

Обертанням колони труб на уеп свердловини вправо через перехідник 1, пустотілий вал З зубчату муфту 4 надають ведучому валу 5 крутний момент.By rotating the column of pipes on the wellbore to the right through the adapter 1, the hollow shaft of the toothed coupling 4 gives the drive shaft 5 a torque.

В процесі обертання ведучого валу 5 на якому закріплені внутрішні втулки 7, взаємодіють з допомогою кулькових сателітів 10 з вікнами водила 81 зовнішніми втулками 6 відбувається редуціювання на лівосторонній об Крутний момент, який передається веденому валу 11 при нерухомому закріпленому водилі 8, яке з'єднане різьбою з корпусом 9. Ведений вал 11 лівосторонній крутий момент на з'єднаний з ним стакан 12, а через нього « на пустотілий ніпель 13, в результаті чого давильний інструмент передає крутний момент верхній прихваченій трубі, яка відкручується. У випадку неможливості відкрутити сильно закріплену різьбу в з'єднанні труб, виконують відкручування пристрою від колони труб, що вилучаються. Для цього необхідно заблокувати б зо реверсивний редуктор 21, з'єднавши ведучий вал 5 з водилом 8.In the process of rotation of the drive shaft 5, on which the inner bushings 7 are fixed, interacting with the help of ball satellites 10 with the windows of the guide 81, the outer bushings 6 reduce the torque on the left-hand side, which is transmitted to the driven shaft 11 when the fixed guide 8 is stationary, which is connected by a thread with the body 9. Driven shaft 11 left-hand torque on the cup 12 connected to it, and through it on the hollow nipple 13, as a result of which the pressure tool transmits the torque to the upper captured pipe, which is unscrewed. If it is impossible to unscrew the strongly fixed thread in the pipe connection, unscrew the device from the column of pipes that are removed. To do this, it is necessary to block the reversing gear 21 by connecting the drive shaft 5 with the carrier 8.

Для цього припиняють прокачування рідини через пристрій, що приводить до повернення поршня 15 в юю початкове положення під дією пружини 14. Кулачки 16, 17 поршня і перевідника заходять в зачеплення, «- блокуючи обертання редуктора 21. Плашки 19. піднімаючись під дією тяг 18, звільнюють якірний вузол 20 від заякорювання з обсадною колоною. Виконуючи натяг колони з пристроєм зусиллям на 10-15 кН більше ваги сTo do this, stop the pumping of liquid through the device, which leads to the return of the piston 15 to its initial position under the action of the spring 14. The cams 16, 17 of the piston and the converter engage, "- blocking the rotation of the reducer 21. The dies 19. rising under the action of the rods 18, release the anchor node 20 from anchoring with the casing. Carrying out the tension of the column with the device with a force of 10-15 kN more than the weight of c

Колони (що візуально контролюється по індикатору ваги) і обертаючи її вправо проводять відкручування Ге) пристрою від прихвачених труб. Момент відкручування контролюється по індикатору ваги Звільнений пристрій вилучається із свердловини на поверхню.Columns (which are visually controlled by the weight indicator) and turning it to the right, unscrew the device from the trapped pipes. The unscrewing moment is controlled by the weight indicator. The released device is removed from the well to the surface.

Таким чином, запропонований пристрій дозволяє збільшити вірогідність розкручування аварійних труб в « свердловині за рахунок надійного блокування корпусу якірним вузлом, бо плашки (шліпси) з насічками на 70 зовнішній поверхні, які при осьовому переміщенні находять на конус корпусу і розходячись по діаметру - с притискуються до внутрішньої поверхні обсадної колони є більш ефективними ніж плашки інших конструкцій. ц Врізаючись у внутрішню поверхню обсадної колони, такі плашки надійно заякорюють пристрій. Контактування и"? насічок плашок з обсадною колоною може відбутися в декількох місцях в залежності від товщини стінки обсадної колони.Thus, the proposed device makes it possible to increase the probability of untwisting emergency pipes in the well due to reliable blocking of the casing with an anchor node, because dies (slips) with notches on the outer surface of 70, which during axial movement find the cone of the casing and, diverging in diameter - c, are pressed against of the inner surface of the casing string are more effective than dies of other designs. Cutting into the inner surface of the casing, such dies reliably anchor the device. The contact of the notches of the dies with the casing may occur in several places depending on the thickness of the casing wall.

Впровадження запропонованого пристрою дозволять знизити працезатрати при вилученні аварійних труб за б рахунок зменшення об'єму спуско-підйомних операцій, за рахунок виключення робіт зв'язаних з утриманням лівих бурильних труб. іме)The implementation of the proposed device will allow to reduce labor costs when removing emergency pipes due to the reduction of the volume of lowering and lifting operations, due to the exclusion of work related to the maintenance of the left drill pipes. name)

Claims (1)

-- Формула винаходу с 50Formula of the invention p. 50 Ге) Пристрій для розкручування труб в свердловині, що складається з корпусу та пустотілого вала в ньому, який має у верхній частині засіб зв'язку з колоною труб, якірний вузол з встановленими в корпусі гальмівними плашками, перетворювач обертання з ведучим валом, зв'язаний з пустотілим валом корпусу і веденим валом,Ge) A device for untwisting pipes in a well, consisting of a housing and a hollow shaft in it, which has a means of communication with the pipe string in the upper part, an anchor assembly with brake pads installed in the housing, a rotation converter with a drive shaft, connected with a hollow body shaft and a driven shaft, дв що має в нижній частині засіб для зв'язку з трубами, що вилучаються, який відрізняється тим, що якірний вузол виконаний у вигляді підпружиненого рухомого поршня, розміщеного всередині корпусу, плашки встановлені наdv which has in the lower part a means for communication with the removable pipes, which differs in that the anchor unit is made in the form of a spring-loaded movable piston placed inside the housing, the dies are installed on Р» зовнішній поверхні корпусу за допомогою з'єднання у вигляді "ластівчиного хвоста" з можливістю радіального переміщення і взаємодії з внутрішньою поверхнею обсадної колони при осьовому переміщенні штока.P» outer surface of the casing using a "dovetail" connection with the possibility of radial movement and interaction with the inner surface of the casing column during axial movement of the rod. 60 б560 b5