Патент на изобретение №2255201

(54) ТРУБОРЕЗ СКВАЖИННЫЙ

(57) Реферат:

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к технике восстановления и ремонта скважин путем отрезания и последующего извлечения из скважины бурильных и обсадных труб. Труборез включает корпус с радиальными окнами, режущий узел и привод. Режущий узел содержит три дисковые фрезы, равномерно расположенные по окружности корпуса с возможностью вращения вместе с колонной труб. Фрезы выполнены с затылованными зубьями и с осями квадратного профиля, установленными вертикально в квадратных боковых пазах клиновых обойм. Привод содержит верхний и нижний подпружиненные клиновые поршни. Поршни выполнены с возможностью движения навстречу друг другу и контакта с клиновыми обоймами. Труборез присоединяется к колонне труб. Повышается надежность и эффективность устройства. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к технике восстановления и ремонта скважин путем отрезания и последующего извлечения из скважин бурильных и обсадных труб.

Известно устройство для резки труб в скважине, включающее корпус с окнами, переводник; резцы, установленные в окнах, шарнирно связанные с корпусом через подвеску и подпружиненные относительно корпуса; детали, предназначенные для управления движением циркуляционной жидкостью; поршень, взаимодействующий с резцами (1).

Недостатком данного устройства является ненадежность работы режущих элементов – резцов, сам факт применения резцов для выполнения данной работы с трубами в скважине не обеспечивает гарантии на успешное ее разовое выполнение.

Резцы в режиме резания не выносят вибрации и ударных нагрузок, а в бурении тем более невозможно их избежать. Если удается добиться отсутствия вибрации резца относительно корпуса устройства, то устранить вибрацию и колебания в самой удерживающей колонне труб невозможно, поэтому вибрация в зоне контакта резца с поверхностью обрезаемой трубы присутствует всегда.

Кроме того, в известном устройстве, сама конструкция резцов выполнена не жесткой – большая длина державок, крепление через подвеску создает условия для возникновения вибрации и в данной конструкции, а гидравлический поджим резцов снизу конусом в данном случае не обеспечивает жесткой фиксации в любой момент резания.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для резки труб в скважине, состоящее из корпуса, стопорного кольца, ступенчатой втулки, уплотнительного кольца, имеющего радиальные каналы для прохождения промывочной жидкости; клина, пружины, опорных шайб, шаровидной опоры (2).

Недостатком данного устройства является также применение токарных резцов, являющихся самым ненадежным элементом в подобных даже самых удачных конструкциях узлов.

Техническим результатом является создание более надежного и эффективного режущего устройства для отрезания бурильных и обсадных труб.

Для обеспечения надежности работы устройства применяется более прочный режущий узел, повышающий эффективность резания стенок трубы за один процесс его выдвижения.

В труборезе скважинном элементы режущего узла выдвигаются в радиальном направлении в окнах корпуса, внутри которого расположен привод, включающий верхний и нижний подпружиненные клиновые поршни. Режущий узел состоит из трех дисковых фрез малого диаметра, равномерно расположенных по окружности корпуса. Дисковые фрезы выполнены с затылованными зубьями и с осевыми отверстиями квадратного профиля, установленными вертикально и закрепленными в квадратных боковых пазах клиновых обойм. Боковые пазы в клиновых обоймах выполнены квадратными, а сами клиновые обоймы по верхним и нижним торцам соединены друг с другом по окружности возвратными пружинами растяжения.

На фиг.1 показан труборез скважинный, на фиг.2 – разрез Д-Д на фиг.1.

Труборез состоит из корпуса 1, соединенного с переводником 2 и с крышкой 3; клиновых поршней 4 и 5 с уплотнениями.

В корпусе 1 равномерно по окружности выполнены радиальные окна 7. В клиновых обоймах 6 установлены три дисковых фрезы 8 малого диаметра с осями квадратного профиля, закрепленными прижимами 9.

В верхней части переводника 2 и в нижней части крышки 3 установлены резиновые центраторы 10 и 11, выполненные по внутреннему диаметру обсадной трубы. Клиновые поршни 4 и 5 подпружинены возвратными пружинами сжатия 12, поджатые упорами 13.

Верхние и нижние торцы клиновых обойм 6 связаны по окружности возвратными пружинами растяжения 14.

Нижний центратор 10 закреплен на крышке 3 гайкой 15 с конической проточкой.

Упоры 16 и 17 расположены в контакте с клиновыми поршнями 4 и 5. В стенках радиальных окон 7 корпуса 1 закреплены направляющие планки 18.

Устройство работает следующим образом. Устройство присоединяют к колонне бурильных (насосно-компрессорных) труб и опускают до границы интервала отрезки. При циркуляции бурового раствора в камерах А и Б создается перепад давления, который действует на клиновые поршни 4 и 5, движущиеся при этом навстречу друг другу.

Во время движения клиновые поршни 4 и 5 контактируют с клиновыми обоймами 6, выдвигают их в радиальном направлении, в результате чего вместе с ними дисковые фрезы 8 контактируют с поверхностью внутренней стенки обсадной трубы.

Бурильной колонне сообщается правое вращение от ротора, при наличии давления на клиновые поршни дисковые фрезы 8 плавно врезаются в стенку обсадной трубы и прорезают ее при частоте вращения 40-80 об/мин.

При вращении колонны подвесных труб дисковые фрезы остаются неподвижными относительно корпуса 1 устройства, но вращаются вместе с колонной относительно стенки обсадной трубы благодаря осям квадратного профиля дисковых фрез 8 и квадратных боковых пазов, выполненных в клиновых обоймах.

В целом система дисковых фрез составляет единый раздвижной режущий инструмент.

Сигналом о моменте завершения отрезания стенки обсадной трубы является падение давления жидкости при прохождении клиновых поршней границ отверстий “Г” и “В”.

После отрезания трубы давление жидкости падает, при этом клиновые поршни возвращаются пружинами 12 в исходное положение.

Затем возвратные пружины растяжения 14 возвращают клиновые обоймы в исходное положение.

Положительной особенностью данного устройства является отрезание обсадной трубы одновременно тремя дисковыми фрезами, представляющими собой более надежный режущий узел, чем комплект токарных резцов с известными схемами применения.

Выполнение осей дисковых фрез квадратными обеспечивает их высокую несущую способность и распределение рабочего усилия при отрезании равномерно по всей окружности.

Источники информации

1. Авторское свидетельство № 2012771, по М. кл. Е 21 В 29/00, 15.05.94. Бюл. № 9.

2. Авторское свидетельство № 1154433, по М. кл. Е 21 В 29/00, 07.05.85. Бюл. 17, прототип.

Формула изобретения

1.Труборез скважинный, выполненный с возможностью присоединения к колонне труб, включающий корпус с радиальными окнами, внутри которого установлен режущий узел и привод, содержащий верхний и нижний подпружиненные клиновые поршни, выполненные с возможностью движения навстречу друг другу и контакта с клиновыми обоймами для выдвижения их в радиальном направлении и возвращения в исходное положение, при этом режущий узел содержит три дисковые фрезы, равномерно расположенные по окружности корпуса с возможностью вращения вместе с колонной труб и выполненные с затылованными зубьями и с осями квадратного профиля, установленными вертикально и закрепленными в квадратных боковых пазах, выполненных в клиновых обоймах.

2.Труборез скважинный по п.1, отличающийся тем, что клиновые обоймы по верхним и нижним торцам соединены друг с другом по окружности возвратными пружинами растяжения.

РИСУНКИ