Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ОБОРВАННЫХ ШТАНГ ИЗ СКВАЖИНЫ

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для ликвидации аварий в скважинах, связанных с извлечением оборванных штанг из скважины.

Известно устройство для захвата и извлечения труб из скважины (Патент RU 41330, МПК Е21В 31/12, опубл. 20.10.2004, Бюл. №29), содержащее выполненную в виде обратной воронки корпус, имеющий конические поверхности, которые снабжены пазами, и запорные элементы, выполненные в виде рифленых плашек, установленных в эти пазы с возможностью продольного перемещения по ним. Недостатком известного устройства является трудоемкость выполнения пазов в форме «ласточкин хвост» на внутренней конической поверхности корпуса. Другой недостаток в том, что плашки не зафиксированы в пазу в раздвинутом положении и поэтому устройство опускают в скважину с вращением.

Наиболее близким является устройство для извлечения оборванных штанг из скважины (Патент RU 56455, МПК Е21В 31/00, опублик. 10.09.2006 Бюл. №25), содержащее корпус и запорное тело. Запорное тело выполнено в виде шара. Недостатком прототипа является невозможность передачи на заклиненную оборванную штангу крутящего момента. Некоторые оборванные штанги невозможно извлекать из скважины только приложением осевого усилия. Даже после приложения осевого усилия, при повороте прототипа заклиненная оборванная штанга не поворачивается, т.к. при этом захватное тело в виде шара катится между стенками корпуса прототипа и боковой стенкой штанги. Из-за этого с помощью прототипа невозможно извлекать из скважины заклиненные оборванные штанги.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности работы устройства.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для извлечения оборванных штанг из скважины, содержащем корпус и запорное тело, новым является то, что корпус выполнен в виде полого цилиндра с цилиндрическими выступами на верхнем и нижнем торцах, наружные диаметры которых выбраны больше наружного диаметра полого цилиндра корпуса, а внутренние диаметры равны внутреннему диаметру полого цилиндра корпуса, при этом с нижнего торца нижнего выступа выполнены два продольных паза, расположенные симметрично плоскости, проходящей по оси полого цилиндра корпуса, причем с верхнего торца нижнего выступа напротив одного продольного паза просверлено сквозное отверстие, в которое из полости этого паза проходит резьбовая часть стержня болта, причем на резьбовую часть стержня болта, выступающую наружу со сквозного отверстия, завернута гайка, а на боковой стенке стержня имеется клин, выполненный с наклонной стенкой и расположенный в продольном пазу выступа корпуса, где находится болт, причем наклонная стенка клина со средней части стержня болта наклонена под острым углом вниз относительно боковой стенки этого стержня, причем запорное тело выполнено в виде двух плашек: неподвижной и подвижной, при этом в одном продольном пазу нижнего выступа, рядом с клином болта, расположена подвижная плашка, зафиксированная от перемещения в вертикальном направлении двумя штифтами, запрессованными в отверстия, одно из которых просверлено над верхним торцом подвижной плашки, а другое - под нижним торцом этой плашки, причем в другом продольном пазу расположена призматической формы неподвижная плашка, зафиксированная от перемещения в вертикальном направлении штифтом, запрессованным в отверстия, выполненные на этой плашке и в нижнем выступе корпуса, причем подвижная плашка выполнена в форме призмы с наклонной стенкой, прилегающей к наклонной стенки клина стержня болта, причем с внутренней вертикальной стенки подвижной плашки выполнен паз, стенка дна которого расположена параллельно наклонной стенке этой плашки, причем со стенки стержня болта над его клином, просверлено отверстие, в которое запрессован один конец проволоки, при этом другой конец проволоки согнут вниз и прилегает ко дну стенки паза подвижной плашки, причем в полом цилиндре корпуса и в его цилиндрических выступах выполнен открытый зев под штангу, расположенный между продольными пазами нижнего выступа корпуса, причем устройство снабжено приводом вращения оборванных штанг, в качестве которого использован подвесной трубный ключ с гидромотором, применяемый для свинчивания и развинчивания бурильных и насосно-компрессорных труб.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство в разрезе; на фиг. 2 нижняя часть устройства, поясняющая принцип его работы; на фиг. 3 - вид А фиг. 1. Устройство для извлечения оборванных штанг из скважины содержит корпус 1 и запорное тело 2. Корпус 1 выполнен в виде полого цилиндра 3 с цилиндрическими выступами 4 и 5 на верхнем и нижнем торцах, наружные диаметры которых выбраны больше наружного диаметра полого цилиндра 3 корпуса. Внутренние диаметры этих выступов 4 и 5 равны внутреннему диаметру полого цилиндра 3 корпуса. При этом с нижнего торца 6 нижнего выступа 5 выполнены два продольных паза 7 и 8, расположенные симметрично плоскости, проходящей по оси полого цилиндра 3 корпуса. С верхнего торца нижнего выступа напротив одного продольного паза 7 просверлено сквозное отверстие 9, в которое из полости этого паза 7 проходит резьбовая часть стержня 10 болта 11. На резьбовую часть стержня 10 болта, выступающую наружу со сквозного отверстия 9, завернута гайка 12. На боковой стенке стержня 10 имеется клин 13, выполненный с наклонной стенкой 14 и расположенный в продольном пазу 7 нижнего выступа 5 корпуса, где находится болт 11. Наклонная стенка 14 клина, со средней части стержня 10 болта, наклонена под острым углом вниз относительно боковой стенки этого стержня. Запорное тело 2 выполнено в виде двух плашек: неподвижной 15 и подвижной 16. В одном продольном пазу 7 нижнего выступа 5, рядом с клином 13 болта 11, расположена подвижная плашка 16, зафиксированная от перемещения в вертикальном направлении двумя штифтами 17, запрессованными в отверстия, одно из которых просверлено над верхним торцом подвижной плашки 16, а другое - под нижним торцом этой плашки. В другом продольном пазу 8 расположена призматической формы неподвижная плашка 15, зафиксированная от перемещения в вертикальном направлении штифтом 18, запрессованным в отверстия, выполненные на этой плашке и в нижнем выступе корпуса. Подвижная плашка 16 выполнена в форме призмы с наклонной стенкой 19, прилегающей к наклонной стенке 14 клина 13 стержня болта 11. С внутренней вертикальной стенки 20 подвижной плашки 16 выполнен паз 21, стенка 22 дна которого расположена параллельно наклонной стенке 19 этой плашки. С боковой стенки стержня 10 болта 11 над его клином 13 просверлено отверстие, в которое запрессован один конец 23 проволоки. При этом другой конец 24 проволоки согнут вниз и прилегает к стенке 22 дна паза 21 подвижной плашки 16. В транспортном положении устройства согнутый конец 24 проволоки удерживает подвижную плашку 16 в продольном пазу 7. В полом цилиндре 3 корпуса и в его выступах 4 и 5 выполнен открытый зев 25 под штангу, расположенный между продольными пазами 7 и 8 нижнего выступа 5 корпуса 1. Устройство снабжено приводом вращения оборванных штанг, в качестве которого использован подвесной трубный ключ с гидромотором, применяемый для свинчивания и развинчивания бурильных и насосно-компрессорных труб, например, описанный в авторском свидетельстве SU 1184922, МПК Е21В 19/16, 15.10.1985, Бюл. №38 или, выпускаемые заводами ключи ГКШ-1200, ГКШ-1500.

Устройство работает следующим образом. Вначале устройство элеваторм за верхний выступ 4 поднимается вверх и открытым зевом 25 надевается на оборванную штангу. Затем заворачивают гайку 12 на болт 11. При этом болт 11 поднимается вверх относительно выступа 5. Вместе с болтом 11 поднимается и клин 13, расположенный на стержне 10, на расстояние h. При этом клин 13 наклонной стенкой 14 взаимодействует с наклонной стенкой 19 подвижной плашки 16 и эта плашка, перемещаясь в сторону оси выступа 5 на расстояние s, давит на боковую стенку оборванной штанги. Усилие давления этой плашки 16 на боковую стенку оборванной штанги в несколько раз больше усилия, создаваемого крутящим моментом гайки 12, т.к. наклонная стенка 14 клина наклонена под острым углом вниз относительно боковой стенки стержня 10. Из-за этого оборванная штанга надежно фиксируется между неподвижной 15 и подвижной 16 плашками устройства. Затем подвесным трубным ключ ГКШ-1200 поворачивают на незначительный угол полый цилиндр 3 корпуса 1. При этом заклиненный плунжер вставного насоса, соединенный с колонной штанг, отцепляется от стенки цилиндра насоса. Далее подвесной трубный ключ убирают в сторону и элеватором устройство вместе с оборванной штангой поднимают вверх. С оборванной штангой поднимается вверх колонна штанг. Предложенным устройством поворачивание заклиненной оборванной штанги производится подвесным трубным ключом с гидромотором, применяемым для свинчивания и развинчивания насосно-компрессорных труб. При этом заклиненная оборванная штанга легко поворачивается, т.к. эта штанга зажата между подвижной и неподвижной плашками со значительным усилием и воспринимает крутящий момент от подвесного трубного ключа с гидромотором. Поэтому в предложенном устройстве повышается эффективность его работы.

Перечень использованной информации: 1. Патент RU 41330, МПК Е21В 31/12, опубл. 20.10.2004 Бюл. №29

2. Патент RU 56455, МПК Е21В 31/00, опублик. 10.09.2006 Бюл. №25