Результат интеллектуальной деятельности: ВИБРАТОР

Изобретение относится к горному делу, а именно к устройствам для извлечения из скважины прихваченных труб или штанг.

Известно устройство для ликвидации прихвата аварийной колонны труб, содержащее корпус, в полости которого размещен шпиндель и размещенный между корпусом и шпинделем ударный узел в виде шаров и разрезной упругой втулки (см. авт. свидетельство СССР №1265282, кл. Е21В 23/00, 1986 г.).

К недостаткам данного устройства следует отнести сравнительно быстрый выход из строя его ударного узла, элементы которого подвергаются усиленному износу при каждом ударе. Другим его недостатком является необходимость высокой точности изготовления элементов ударного механизма, ведущая к удорожанию стоимости устройства в целом.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является вибратор, содержащий корпус, соединенный с верхним и нижним переходниками, размещенный в полости верхнего переходника шток с ударником в виде фланца и кулачками для взаимодействия соответственно с наковальней верхнего переходника и кулачками нижнего переходника и установленную между рабочими элементами наковальни и ударника шариковую обойму (см. авт. свидетельство СССР №117796, кл. Е21В 31/107, 1960 г.).

Недостатком указанного вибратора является малый ресурс работы его ударного узла, и в первую очередь его рабочих элементов, выполненных в виде неподвижных заклепок. Это ведет к быстрому износу заклепок и как следствие этого - к снижению эффективности работы как ударных механизмов, так и самих вибраторов, а это связано с удорожанием буровых работ и увеличением срока проведения разведочных работ.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является увеличение ресурса работы вибратора и как следствие этого - снижение стоимости буровых работ.

Указанный технический результат достигается тем, что в вибраторе, содержащем корпус, соединенный с верхним и нижним переходниками, размещенный в полости корпуса шток с ударником в виде фланца и кулачками для взаимодействия соответственно с наковальней верхнего переходника и кулачками нижнего переходника и установленную между рабочими элементами наковальни и ударника шариковую обойму, согласно изобретению рабочие элементы наковальни и ударника выполнены в виде обойм с подшипниками качения, разъемно соединенными с верхним переходником и фланцем штока.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлен общий вид вибратора в продольном разрезе в рабочем положении.

Предложенный вибратор содержит корпус 1, соединенный с верхним и нижним переходниками 3 и 4 и размещенный в полости корпуса 1 шток 2. Верхний переходник 3 и шток 2 оснащены соответственно наковальней 9 и ударником 6, выполненным в виде фланца. Наковальня 9 и ударник 6 выполнены из износостойкого материала и оснащены рабочими элементами 7 и 8 в виде обойм с подшипниками качения, разъемно соединенными соответственно с верхним переходником 3 и фланцем 6 штока 2. Между рабочими элементами 7 и 8 размещена с возможностью взаимодействия с ними в рабочем положении шариковая обойма 5. Верхний торец нижнего переходника 4 и нижний торец фланца 6 оснащены кулачками 10 и 11, взаимодействующими между собой в крайнем нижнем положении штока 2, и служат для передачи крутящего момента на ловильный инструмент (не показано). Для герметизации вибратора предусмотрены уплотнения 12, закрепленные в кольцевых расточках верхнего и нижнего переходников 3 и 4.

Принцип работы вибратора заключается в следующем. Вместе с ловильным инструментом на бурильной колонне вибратор спускают в скважину до контакта с аварийной колонной. В этом случае шток 2 вибратора опускается вниз и при медленном повороте его кулачки 10 входят в зацепление с кулачками 11 нижнего переходника 4. Затем, не поднимая бурильную колонну, ее поворачивают ротором бурового станка и соединяют ловильный инструмент с аварийной колонной. Убедившись в надежности соединения, весь снаряд поднимают немного вверх, благодаря чему кулачки 10 выходят из зацепления с кулачками 11, а шариковая обойма 5 входит в контакт с рабочими элементами 7 и 8. Далее натягивают колонну бурильных труб и начинают ее вращать. При этом шариковая обойма 5 перекатывается по подшипникам качения 7 и 8, создавая вибрационную нагрузку за счет вертикального перемещения шариковой обоймы относительно рабочих элементов 7 и 8. При этом величина хода шариковой обоймы 5 может регулироваться за счет изменения расстояния между рабочими элементами 7 и 8 или за счет изменения высоты обода шариковой обоймы 5. В предложенном вибраторе благодаря использованию в качестве рабочих элементов шариковых или роликовых подшипников качения 7 и 8 исключается их односторонний износ, что имеет место в прототипе. А односторонний износ значительно сокращает срок службы рабочих элементов 7 и 8, что имеет особое значение при тяжелых авариях, связанных с прихватом аварийной колонны. В этом случае время ликвидации аварий значительно увеличивается и эффективная работа вибратора позволит значительно сократить непроизводительные затраты времени на ликвидацию аварии. Съемное соединение рабочих элементов 7 и 8 с верхним переходником 3 и фланцем 6 позволяет многократно использовать все элементы вибратора кроме изнашиваемых элементов: шариковой обоймы 5 и рабочих элементов 7 и 8.

В целом это позволит увеличить ресурс работы вибратора и как следствие этого - снизить затраты на проведение непроизводительных операций.