Наружная освобождающаяся труболовка

Наружная освобождающаяся труболовка

Реферат

 

Изобретение относится к ловильному инструменту, в частности к наружным труболовкам цангового типа для извлечения из скважин аварийных труб. Наружная освобождающая труболовка содержит корпус из верхней и нижней части. В нижней части корпуса установлена сменная воронка в форме пера с удлиненной и короткой частями. Удлиненная часть выполнена с острозаточенным торцем с внутренней стороны. Короткая часть выполнена с конусом, закрепленным к захватному элементу. В нижней части установлены залавливатель, подпружиненный шток, жестко соединенный с полым цилиндрическим штоком, патрубок в нижней части штока под пружиной. Залавливатель выполнен в форме полого цилиндра с расширенной частью в торце и с усеченными боковыми и внутренними поверхностями. Между верхней и нижней частями корпуса жестко закреплен фиксирующий элемент в виде направляющей полой втулки цилиндрической формы переменного сечения. Захватный элемент выполнен в виде сменной цанги, закрепленной между нижней частью корпуса и залавливателем. Фигурная втулка установлена в качестве фиксатора перемещения между верхней частью корпуса и полым штоком с опорным буртом. Фигурная втулка включает два ряда клиньев с направляющей и отклоняющей поверхностями. Вершины клиньев выполнены навстречу друг другу с зазором S, превышающим диаметр штифта на 1-2 мм. Направляющая поверхность клина образована прямой линией, отклоняющая - наклонной в верхнем ряду и наклонной и прямой линиями - в нижнем ряду. Вершины клиньев между направляющей и отклоняющей частями выполнены со скошенными в верхнем ряду и двоякоскошенными в нижнем ряду участками, верхний ряд клиньев выполнен в виде элементов вилкообразной формы с двумя клиньями в торце и закругленным пазом между ними. Вилкообразные элементы выполнены с продольным пазом между ними. Нижний ряд клиньев выполнен с размещенными между ними продольными пазами. Переводник размещен в торце между корпусом и подпружиненным полым штоком и жестко закреплен с ними. Штифт жестко соединен с корпусом на внутренней поверхности на уровне верхнего ряда клиньев и размещен в закругленном пазу. Повышается надежность работы элементов и конструкции в целом, расширяется возможность использования. 5 ил.

Изобретение относится к ловильному инструменту, а именно к наружным труболовкам цангового типа для извлечения из скважин аварийных труб.

Оно может быть использовано на нефтепромыслах и в геологоразведке для ловли, например, непосредственно за наружную поверхность тела насосно-компрессорных труб, или за наружную поверхность муфты, находящейся на верхнем конце труб, а также для извлечения этих труб любого диаметра по одной или целой колонной с захватом как торца, так и на значительную длину аварийной трубы.

Известна освобождающаяся труболовка [1] для извлечения из скважин аварийных труб. Труболовка состоит из переводника, соединенного резьбой с корпусом. К переводнику приворачивается пустотелый шток, к которому крепятся четыре пластинчатые пружины, втулка-седло, уплотнительное кольцо, распорная пружина круглого сечения. Пружина фиксирует постоянно в верхнем положении втулку-седло, а последняя сжимает пластинчатые пружины. Плашки цангового типа с гнездом ловителя зафиксированы в нижнем положении при помощи пружины квадратного сечения. Труболовка на бурильных трубах спускается в скважину и заводится на оборудованную колонну труб. После движения вверх трубы зажимаются плашками. Для освобождения труболовки ей сообщается движение вниз. Конец оборванной трубы, упираясь в выступы плашек цангового типа, толкает их вверх, после чего в труболовку сбрасывается шарик, который перекрывает отверстие втулки-седла. Затем через бурильные трубы закачивается жидкость и создается давление для преодоления усилия пружины. Под давлением жидкости втулка-седло опускается вниз, сжимает пружину, освобождая пластинчатые пружины, которые распираясь, улавливают плашки цангового типа в верхнем положении. В случае необходимости повторного использования труболовки без ее подъема на поверхность нужно сбросить давление в трубах, опустить колонну с труболовкой на конец оборванной трубы, после чего приподнять труболовку вверх. Шарик остается на месте. В результате при сбрасывании давления пружина толкает втулку-седло вверх, сжимая пластинчатые пружины.

Недостатками данной труболовки являются сложность в эксплуатации, связанной с необходимостью обязательного участия в работе промывочного насоса, создание давления жидкостью на втулку-седло, которая должна сжать одну пружину, освобождая другие пружины, что сложно осуществить наверняка без гарантированного давления и из-за многозвенности системы. При такой многозвенности устройства результат работы труболовки в основном зависит от прочностных характеристик элементов устройства, что не дает гарантии положительного эффекта как по захвату, так и по освобождению аварийных труб.

Известна освобождающаяся труболовка [2], содержащая переводник, корпус и крышки. В корпусе имеется отверстие для циркуляции промывочной жидкости. Корпус в нижней части связан с наконечником. На корпусе с возможностью осевого перемещения установлена захватная цанга. На наружной поверхности корпуса выполнена коническая спиральная резьба, контактирующая с соответствующей резьбой на захватной цанге. На наружной поверхности захватной цанги имеется нарезка, служащая для увеличения сцепления с внутренней поверхностью аварийных труб. В верхней части захватной цанги выполнены выступы. В переводнике установлена упорная втулка и крышка, на торцах которых выполнены направляющие профили со встречным расположением вершин, образующие на боковой поверхности кольцевой фигурный паз. Профили образуются вертикальными и наклонными участками. При этом профили каждого ряда расположены в шахматном порядке друг против друга, т.е. смещены относительно друг друга на полшага таким образом, чтобы вершина находилась напротив впадины противоположного ряда. Упорная втулка крепиться к переводнику с помощью винтов. Крышка соединяется с переводником при помощи резьбы. В упорной втулке и в крышке установлена втулка узла освобождения, на внутренней поверхности, в нижней ее части, имеется опорный бурт, на внутренней поверхности которого прорезаны продольные пазы. Ширина паза не меньше ширины выступа на захватной цанге. В средней части втулки на наружной поверхности диаметрально напротив друг друга расположены штифты, расположенные в кольцевом фигурном пазу переводника. В верхней части втулки установлен ограничитель для упора выступов захватной цанги в верхнем положении последней.

Недостатками известной освобождающей труболовки являются: труболовка рассчитана на захват аварийной трубы только одного диаметра и постоянного сечения; цанга захватная ограничена в своих действиях - она захватывает аварийную трубу внутри и не может быть использована для захвата труб за наружную поверхность из-за местоположения ее на корпусе труболовки; коническая спиральная резьба на цанге и корпусе не обеспечивает постоянства требуемого контакта в случае захвата аварийной трубы и расхаживания ее, а также в момент освобождения при резких и неоднократных спусках труболовки для страгивания захватной цанги; узел освобождения ненадежен, так как не обеспечивает четкой работы перемещения захватной цанги в момент освобождения - профиль рядов выполнен непрерывным и пазы имеют острый угол, что при большой грузоподъемности труболовки приведет к деформации профиля в связи с большими напряжениями (изгиб и кручение), штифт перемещается по профилю то одного ряда, то другого, не обеспечивая четкости попадания в пазы из-за смещения профилей относительно друг друга на полшага, когда вершина (остроконечная) находится напротив впадины противоположного ряда и при незначительном отклонении от вертикальной оси штифт может вернуться в прежний паз и поворота упорной втулки не произойдет. Не зафиксируется захватная цанга, освобождение труболовки не произойдет. Труболовка не универсальна.

Наиболее близким по технической сущности и положительному эффекту к заявляемому устройству является выбранная в качестве прототипа труболовка наружная освобождающаяся [3] , содержащая корпус с внутренней конической поверхностью, переводник и подвижный в осевом направлении стакан с захватными плашками и пластинчатыми пружинными фиксаторами, между корпусом и стаканом размещено направляющее кольцо, выполненное с пазом на верхнем торце с внутренней конусной расточкой на нижнем конце для взаимодействия с пружинными фиксаторами и снабженным направляющим штифтом, при этом на наружной поверхности стакана выполнен синусоидальный паз, в котором размещен направляющий штифт, на внутренней поверхности корпуса-опорный бурт для осевого перемещения кольца и взаимодействия с пружинными фиксаторами Г-образной формы при освобождении плашек, а переходник - с выступом на нижнем торце под паз управляющего кольца.

Недостатками известного устройства являются: - наличие элементов крепления (винтов, гаек и т.д.), которые в процессе извлечения аварийной трубы и освобождения труболовки, если невозможно извлечь трубу, могут не выдержать нагрузку и режим нагрузки и сработать как срезные элементы, разрушив связь элементов и труболовку в целом; - наличие пазов в стакане и гладкого винта в пазе не гарантирует существование люфта в процессе его перемещения вдоль оси, что влечет за собой неточность взаимодействия стакана с управляющим кольцом, а наличие синусоидального паза усиливает этот эффект. В результате нет гарантии, что система в целом может быть надежно зафиксирована, т.к. возможны частые провороты штифта и проскальзывания по профилю паза; - наличие поводка, соединяющего плашку и пружинный фиксатор Г-образной формы, ослабляет конструкцию труболовки, т.к. они скреплены болтами, которые могут оказаться срезанными. Элементы не рассчитаны на работу труболовки с большой грузоподъемностью. Пружинный фиксатор не выдержит нагрузки на него, т. к. находясь между управляющим кольцом и опорным буртом корпуса и имея Г-образную форму, он упирается точечно в корпус, бурт и кольцо. А если учесть, что управляющее кольцо имеет внизу внутри конусную расточку, то получаем трудно осуществимый контакт фиксатора с острым верхом пружинного фиксатора; - отсутствие явно выраженной формы воронки в нижней части труболовки не позволяет труболовке осуществить ввод трубы аварийной с дефектной торцевой частью внутрь устройства. Сложно осуществить ввод и аварийной трубы, отклоненной от оси или опирающейся в стенку скважины; - труболовка рассчитана на извлечение аварийных труб только одного диаметра.

Целью настоящего изобретения является повышение надежности работы элементов и конструкции в целом, расширение возможности использования.

Достигается цель тем, что наружная освобождающая труболовка, содержащая корпус, состоящий из верхней части с опорным буртом и нижней части, выполненной с конической поверхностью в торце, переводник, соединенный с внутренней поверхностью верхней части, установленные внутри корпуса фиксатор перемещения, захватный элемент и полый элемент, выполненный с пазами на его боковой поверхности, и штифт, установленный в верхней части корпуса на уровне полого элемента, согласно изобретению она снабжена в нижней части корпуса сменной воронкой, залавливателем, полым цилиндрическим штоком, жестко соединенным с залавливателем, подпружиненным штоком, жестко соединенным с полым цилиндрическим штоком, патрубком, установленным в нижней части штока под пружиной, фиксирующим элементом, установленным между верхнейи нижней частями корпуса.

При этом сменная воронка выполнена в форме пера с удлиненной и короткой частями, переходящими плавно друг в друга, причем удлиненная часть выполнена с острозаточенным торцом с внутренней стороны, а короткая - с конусом, закрепленным к захватному элементу, залавливатель выполнен в форме полого цилиндра с расширенной частью в торце и с усеченными боковыми и внутренними поверхностями, фикирующий элемент выполнен в виде направляющей полой втулки цилиндрической формы переменного сечения и жестко закреплен между верхней и нижней частями корпуса, захватный элемент выполнен в виде сменной цанги, закрепленной между нижней частью корпуса и залавливателем стопором, установленным в конусной части залавливателя, опорный бурт выполнен без зазора с верхней частью корпуса с возможностью осевого перемещения полого штока.

Полый элемент выполнен в виде фигурной втулки с двумя рядами клиньем с направляющей и отклоняющей поверхностями, вершины клиньев выполнены навстречу друг другу с зазором S, превышающим диаметр штифта на 1-2 мм, направляющая поверхность клина образована прямой линией, отклоняющая - наклонной в верхнем ряду и наклонной и прямой линиями - в нижнем ряду, вершины клиньев между направляющей и отклоняющей частями выполнены со скошенными в верхнем ряду и двоякоскошенными в нижнем ряду участками.

Верхний ряд клиньев выполнен в виде элементов вилкообразной формы с двумя клиньями в торце и закругленным пазом между ними, вилкообразные элементы выполнены с продольным пазом между ними, нижний ряд клиньев выполнен с размещенными между ними продольными пазами, переводник размещен в торце между корпусом и подпружиненным полым штоком и жестко закреплен с ними, фигурная втулка установлена в качестве фиксатора перемещения между верхней частью корпуса и полым штоком с опорным буртом, а штифт жестко соединен с корпусом на внутренней поверхности на уровне верхнего ряда клиньев и размещен в закругленном пазу.

Причинно-следственная связь Сопоставление предлагаемого изобретения с прототипом показывает, что предлагаемое отличается наличием новых элементов и их взаимосвязи: части корпусов соединены направляющей полой втулкой резьбой, захватный элемент выполнен в виде сменной цанги, расположенной на залавливателе и закреплен стопором, залавливатель жестко соединен со штоком, имеющим опорный бурт. На верхней части корпуса с внутренней стороны жестко закреплены штифты, имеется фигурная втулка, установленная между корпусом и штоком над опорным буртом, фигурная втулка на боковой поверхности имеет два ряда фигурных клиньев с закругленными или продольными пазами между ними, направляющая втулка, соединяющая верхнюю и нижнюю часть корпуса выполнена полой и цилиндрической формы переменного сечения с торцами, служащими ограничителями хода подвижных элементов внутри корпуса, над фигурной втулкой расположен подпружиненный шток и пружина, размещенная между переводником и патрубками, патрубки расположены между фигурной втулкой и пружинами в верхней части корпуса, нижняя часть корпуса соединена со сменной воронкой, выполненной в форме пера с укороченной и удлиненной частью с конусной внутренней поверхностью в торце, удлиненная часть воронки с внутренней стороны остро заточена.

За счет предложенной формы воронки предлагаемое изобретение осуществляет первоначальную разведку положения аварийной трубы в скважине. При вращении труболовки сменная воронка, вращаясь вместе с корпусом и дойдя до аварийной трубы, даже если та деформирована или заглублена в стенку скважины, отгибает удлиненной частью аварийную трубу от стенки скважины к центру перемещения. Осуществляется необходимая соосность взаимодействующих объектов и аварийная труба направляется вовнутрь сменной воронки и соответственно в залавливатель труболовки, для осуществления захвата аварийной трубы. В прототипе нет таких возможностей, поэтому труболовка прототипа не способна осуществить функции предлагаемой воронки.

В предлагаемом изобретении захват аварийной трубы и ее освобождение осуществляется: за счет скольжения одних элементов относительно других и ограничения хода их ограничителями, выполненными в виде торцов полой втулки переменного сечения, а также опорного бурта на штоке, соединенного с залавливателем; за счет фигурных клиньев и пазов между ними; за счет перемещения клиньев относительно штифта, размещенного на уровне закругленного паза верхнего ряда клиньев фигурной втулки; клинья направляют штифт (прямой боковой поверхностью клина), который отклоняет фигурную втулку на некоторый угол (за счет двоякоскошенной вершины и наклонного участка поверхности клина, находящегося ниже вершины ее). Корпус состоит из двух частей, соединенных жестко направляющей втулкой, выполненной полой переменного сечения, что позволяет без скрепления элементов захвата и освобождения винтами, болтами и т. д. (как и в прототипе) осуществлять: перемещение сменной цанги, залавливателя, штока с опорным буртом и фигурной втулки и захват в мягком режиме; фиксацию элементом труболовки и аварийной трубы и освобождение их от захвата, гарантируя надежность работы каждого элемента и труболовки в целом, исключая резкое нагружение ее (в отличие от прототипа).

Выполнение направляющей втулки переменного сечения позволяет быть ей многофункциональной: торцы и утолщенная часть в средней части втулки служат ограничителями хода как с внутренней, так и с внешней стороны, и являются одновременно направляющими для штока с опорным буртом, залавливателя с цангой и фигурной втулки при перемещении штока с опорным буртом вниз (в сравнении с прототипом, где фиксатор ненадежен, а дозировка нагружения корпуса затруднена, фиксация не реальна потому, что кольцо снизу конусное, т.е. сведено "на нет" и фиксатор с его точечным контактом не сможет удержать верхнюю часть конструкции и поэтому должен соскользнуть по наклонной части кольца).

Фигурная втулка является направляющей и отклоняющей штифт, в отличие от прототипа, где управляющим является штифт, закрепленный в кольце. В предложенном изобретении профиль, образованный рядами клиньев, позволяет четко сориентировать штифт вдоль боковых стенок клиньев, а двоякоскошенность вершины увеличивает эффект точности управления втулкой штифта даже при отклонении втулки при ее перемещении (в отличие от прототипа, где отклонение стакана относительно управляющего кольца или наоборот приводит к провороту и срыву режима захвата или освобождения).

Форма клиньев и их расстановка с промежутками, образующими продольные пазы, длина которых зависит от хода подвижных элементов в корпусе труболовки до ограничителя и то, что верхняя часть с нижней частью корпуса жестко резьбой соединены направляющей втулкой, торцевая часть которой является направляющей для штока с опорным буртом и для залавливателя и в то же время является ограничителем хода для них и фигурной втулки с подпружиненным штоком, все это позволяет обеспечить надежность работы устройства, обеспечивая четкость взаимодействия элементов.

Сравнение предлагаемого изобретения с другими техническими задачами показывает, что воронка, выполненная с удлиненной и укороченной частью известна [4, 5, 6, 7]. Однако известные воронки не способны быть элементом разведки местонахождения отклоненной от оси торцевой части аварийной трубы и тем более не способна обрабатывать деформированную трубу в месте разрыва трубы, отошедших от нее в виде розетки. Для этого в известных технических задачах [4] устанавливают фрезер вместо воронки или выше воронки. При этом образующиеся частицы среза попадают в зазор, заклинивая ее, воронка же является только направляющей. Поэтому введение известной воронки в предлагаемое устройство не позволит решить поставленную задачу - расширение возможности и повышение надежности работы элементов и конструкции в целом. В предложенном изобретении воронка является одновременно и направляющей и фрезером, а сменность цанги и воронки позволяет осуществлять захват аварийных труб любого размера.

На фиг. 1 изображена предлагаемая труболовка в транспортном положении, общий вид; на фиг.2 - то же начальный момент соединения с аварийной трубой; на фиг. 3 - то же в рабочем положении; на фиг.4 - то же в положении освобождения от аварийной трубы; на фиг.3 - профиль образующих верхний и нижний ряды направляюще-отклоняющих штифт элементов фигурной втулки, развертка.

Наружная освобождающаяся труболовка (фиг.1) содержит корпус, состоящий из верхней 1 и нижней 2 частей, в нижней части корпуса 2 имеется сменная воронка с удлиненной частью 3 и короткой частью 4, в корпусе 2 размещены сменная цанга 5 и закрепленные к ней стопором 6 залавливатель 7, имеющий расширенную часть 8 в торце и с усеченными боковыми 9 и внутренними поверхностями 10, залавливатель 7 жестко соединен (резьбой) с штоком 11, выполненным полым цилиндрической формы с опорным буртом 12 на внешней поверхности, переводник 13 соединен с внутренней поверхностью верхней части 1 корпуса и размещен между корпусом 1 и штоком 14, подпружиненным пружиной 15, установленной на патрубке 16, в верхней части корпуса 1 имеется штифт 17, между опорным буртом 12 и патрубком 15 установлена фигурная втулка 18 с верхним 19 и нижним 20 рядами фигурных клиньев (фиг.5), расположенных навстречу друг другу, с вершинами скошенными 21, двоякоскошенными 22 против наклонного участка клиньев 23.

Верхний ряд 19 фигур представляет собой ряд вилкообразных элементов 24, торцы которых выполнены в виде двух клиньев с направляющей 25 и отклоняющей 26 поверхностями и закругленным пазом 27 между ними; между вилкообразными элементами 24 имеется продольный паз 28; нижний ряд клиньев 20 выполнен из клиньев, имеющих двуякоскошенную вершину 22, прямые боковые поверхности 29 и 30 и наклонный участок 23, соединяющий двоякоскошенную вершину 22 с прямой боковой 30; между клиньями имеется продольный паз 31, зазор S от вершины нижнего клина до верхнего должен превышать диаметр штифта 17 на 1-2 мм (фиг. 5).

Верхняя часть 1 и нижняя часть 2 корпуса труболовки соединены с внутренней конусной стороны направляющей полой втулкой 32 (фиг.1), имеющей цилиндрическую форму переменного сечения, утолщенная часть 33 с внутренней стороны является направляющей для залавливателя 7, а торцевая 34 часть является направляющей для штока 11 и является одновременно ограничителем хода залавливателя 7 и 8 при перемещении вверх и штока 11 вниз при взаимодействии с опорным буртом 12, а также и ограничителем фигурной втулки 18, а следовательно фиксатором штифта в фигурной втулке в верхнем или нижнем ряду клиньев, в зависимости от направления перемещения фигурной втулки 18.

Устройство работает следующим образом.

Подготовленную к работе труболовку присоединяют к колонне бурильных труб и опускают в скважину. В процессе залавливания за торцевую часть трубы, труболовку вращают, для отодвигания аварийной трубы от стенки скважины совместив ось труболовки с осью колонны аварийных труб с помощью сменной воронки 3 и 4, после этого при дальнейшем погружении труболовки, аварийная труба входит в цангу 5 и перемещается внутри цанги до упора в залавливатель 8 - до нижней расширенной его части. Внутренняя поверхность 10 выполнена конической (фиг.2).

Труболовке дают дополнительную нагрузку. Штифт 17 на верхней части корпуса 1, жестко зафиксированный на уровне установки фигурной втулки 18 помещен в закругленный паз 27 в верхнем ряду вилкообразных элементов между двумя клиньями в торцевой части элемента (клиньев - 12 элементов). Под нагрузкой штифт (а их 6 на поверхности корпуса) переходит в нижнее положение, упираясь в скошенную часть вершины 22 клина 20, скользит по наклонной части 23. В это время фигурная втулка поворачивается на определенный угол и штифт по продольному пазу 31 до тех пор, пока залавливатель 7 не дойдет до ограничителя - торца 34 направляющей полой втулки 32.

Труболовку освобождают от нагрузки. Под действием пружины 15 корпус 1 и 2 с полой направляющей втулкой 32 перемещается вверх, штифт 17 соответственно перемещается вместе с корпусом 1, 2 вверх по направляющей боковой поверхности 29 нижнего ряда клина и, дойдя до вершины, проходит в зазор между скошенными частями 21 и 22 (зазор S, фиг.5), разворачивает фигурную втулку на определенный угол, продолжает разворачивать ее, пройдя участок наклонной части поверхности 23. Далее штифт по продольному 28 пазу между двумя вилкообразными элементами 24 перемещается вдоль прямых боковых поверхностей 25 до тех пор пока направляющая полая втулка 32 не придет в контакт с опорным буртом 12 штока 11, расположенного под фигурной втулкой 18. При этом цанга 5 зажимается конической частью 36 корпуса 2. Одновременно происходит захват аварийной трубы цангой (фиг.3).

Труболовку вместе с аварийной трубой поднимают из скважины на поверхность. При этом штифт 17 смещается вниз к скошенной вершине отклоняющей поверхности клина нижнего ряда. Войдя в контакт с отклоняющей поверхностью клина 20 штифт поворачивает фигурную втулку 18, при перемещении ее вверх и смещении штифта по наклонной 23 и прямой 30 боковой частям поверхности клина.

Труболовку освобождают от аварийной трубы после снятия нагрузки на нее. При этом под действием пружины 15 фигурная втулка 18, перемещаясь вниз, направляет по боковой поверхности 29 клина нижнего ряда штифт к зазору S между двумя скошенными частями вершин нижнего и верхнего рядов встречных клиньев, далее по наклонной части отклоняющей части клина в элементе 24 вилкообразной формы штифт 17 заходит в закругленный паз 27. Цанга перемещается вверх. Лепестки цанги 5 раскрываются, выходя из зажима с конической поверхностью 36 корпуса 2, труболовка освобождается. Цикл работы труболовки закончен.

В том случае, когда после захвата аварийной трубы или колонны труб их не удается извлечь, производят освобождение труболовки. Для этого повторно нагружают корпус 1 и 2 труболовки. Цанга 5 выходит из контакта с конической поверхностью 36 корпуса, залавливатель 8 упирается в ограничитель - торцевую поверхность 35 полой направляющей втулки, хвостовик цанги входит в зацепление с верхним расширенным торцом залавливателя 8. Цанга зажимается стопором 6 залавливателя, при этом упругие лепестки цанги разжимаются и освобождают аварийную трубу (фиг.4).

Труболовку поднимают наверх или повторно делают попытки извлечь аварийную трубу, повторяя цикл работы труболовки по ее захвату. Корпус труболовки выполнен из конструкционной, легированной стали (например, 40Х). Шток подпружиненный, шток с опорным буртом и залавливатель цанги выполнены из конструкционной, углеродистой качественной стали (например, сталь 45). Твердость материала пружины НRСэ= 49,5-55,5. Материал пружины - сталь конструкционная рессорно-пружинная (например, проволока 60С2А-Н-2-ХН-10 ГОСТ 14963-78). Воронка изготовлена из конструкционной, легированной стали (например, 40Х). После формообразования ее и заточки удлиненной части в нижней части проводят закалку воронки для увеличения ее прочности. Цанга изготовлена из упругого материала (например, рессорно-пружинная сталь 65Г). Фигурная втулка - из конструкционной, легированной стали (например, 40Х). Поверхность обработана фрезерованием для получения двух рядов клиньев с направляющей и отклоняющей поверхностями и двоякоскошенной вершины у клиньев нижнего ряда клиньев. Предлагаемая труболовка промышленно применима. Она испытана при ловильных работах на скважинах в Пермской области. Предполагается широкое внедрение.

Использование предлагаемого изобретения по сравнению с прототипом имеет следующие преимущества: - в случае невозможности поднятия заловленного аварийного объекта, имеется возможность рассоединения с этим объектом с сохранением целостности труболовки и возможность ее моментального повторного использования.

- повышает надежность работы элементов конструкции, за счет обеспечения взаимосвязи элементов во время захвата и освобождения аварийной трубы в мягком режиме, т.е. перемещение цанги, залавливателя, втулки фигурной, штоков, осуществляются за счет взаимодействия направляющей втулки с ними торцов, служащих одновременно и направляющими и ограничителями перемещения; - мягкий режим (безударный) соответственно предполагает более длительное использование устройства; оптимизация профиля клиньев, пазов в рядах фигурной втулки гарантирует четкость фиксирования штифта, а следовательно, исключает провороты втулки и обеспечивает четкость режима захвата аварийной трубы труболовкой и освобождения труболовки от аварийной трубы; - выполнение направляющей втулки, размещение ее между двумя частями корпуса сделало этот элемент конструкции многофункциональным (направляющая, ограничитель, амортизатор), упрощает сборку и разборку устройства и заменяемость элементов; - оптимизация формы сменной воронки расширила ее возможности за счет придания ей формы пера с постепенным переходом от короткой части к удлиненной, которая в торце с внутренней поверхности выполнена острозаточенной, поэтому выполняет роль элемента поиска торца деформированной трубы, фрезера, и направляющего элемента, заводящего аварийную трубу внутрь труболовки; - выполнение штифта на корпусе упростило процесс взаимодействия с фигурной втулкой и улучшило работу устройства; - использование сменной цанги вместо плашек повысило надежность работы устройства и расширило его возможности, т.к. позволяло осуществлять захват любой трубы, любого диаметра, требуется только заменить цангу и сменную воронку под размер ловильной трубы.

Источники информации 1. А.с. 187698, Е 21 В 31/02 от 30.11.65 (аналог).

2. А.с. 1654532, Е 21 В 31/20 от 15.05.89 (аналог).

3. А.с. 962583, Е 21 В 31/18 от 09.07.80 (прототип).

Формула изобретения

Наружная освобождающаяся труболовка, содержащая корпус, состоящий из верхней части с опорным буртом и нижней части, выполненной с конической поверхностью в торце, переводник, соединенный с внутренней поверхностью верхней части, установленные внутри корпуса фиксатор перемещения, захватный элемент и полый элемент, выполненный с пазами на его боковой поверхности, и штифт, установленный в верхней части корпуса на уровне полого элемента, отличающаяся тем, что она снабжена в нижней части корпуса сменной воронкой, залавливателем, полым цилиндрическим штоком, жестко соединенным с залавливателем, подпружиненным штоком, жестко соединенным с полым цилиндрическим штоком, патрубком, установленным в нижней части штока под пружиной, фиксирующим элементом, установленным между верхней и нижней частями корпуса, при этом сменная воронка выполнена в форме пера с удлиненной и короткой частями, переходящими плавно друг в друга, причем удлиненная часть выполнена с острозаточенным торцем с внутренней стороны, а короткая с конусом, закрепленным к захватному элементу, залавливатель выполнен в форме полого цилиндра с расширенной частью в торце и с усеченными боковыми и внутренними поверхностями, фиксирующий элемент выполнен в виде направляющей полой втулки цилиндрической формы переменного сечения и жестко закреплен между верхней и нижней частями корпуса, захватный элемент выполнен в виде сменной цанги, закрепленной между нижней частью корпуса и залавливателем стопором, установленным в конусной части залавливателя, опорный бурт выполнен без зазора с верхней частью корпуса с возможностью осевого перемещения полого штока, полый элемент выполнен в виде фигурной втулки с двумя рядами клиньев с направляющей и отклоняющей поверхностями, вершины клиньев выполнены навстречу друг другу с зазором S, превышающим диаметр шрифта на 1-2 мм, направляющая поверхность клина образована прямой линией, отклоняющая - наклонной в верхнем ряду и наклонной и прямой линиями - в нижнем ряду, вершины клиньев между направляющей и отклоняющей частями выполнены со скошенными в верхнем ряду и двоякоскошенными в нижнем ряду участками, верхний ряд клиньев выполнен в виде элементов вилкообразной формы с двумя клиньями в торце и закругленным пазом между ними, вилкообразные элементы выполнены с продольным пазом между ними, нижний ряд клиньев выполнен с размещенными между ними продольными пазами, переводник размещен в торце между корпусом и подпружиненным полым штоком и жестко закреплен с ними, фигурная втулка установлена в качестве фиксатора перемещения между верхней частью корпуса и полым штоком с опорным буртом, а штифт жестко соединен с корпусом на внутренней поверхности на уровне верхнего ряда клиньев и размещен в закругленном пазу.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5