8.7 Устройства для ликвидации прихватов

Гидравлический ударный механизм ГУМ предназначен для ликвидации прихватов бурильных и обсадных колонн, труб, испытателей пластов и т.д. путём нанесения ударов, направленных снизу вверх либо сверху вниз в зависимости от сборки механизма. Он (рис8.10) состоит из шпинделя 1; переводников 2 и 7; цилиндра 3, имеющего две камеры разного сечения; бойка 4; поршня 5 и штока 6. вся система ГУМ герметизирована и внутри заполнена маслом.

Для работы с ГУМ отсоединяют неприхваченную часть колонны от прихваченной с помощью ловильного инструмента, а если вверх извлекаемой колонны оканчивается замковой резьбой нижнего переводника 7, то ГУМ соединяют с аварийной колонной. Свободному закреплению замковой резьбы нижнего переводника с замковой резьбой аварийной колонны способствует наличие шлицевой пары у переводника 2 и шпинделя 1. Затем натягивают бурильную колонну с усилием, превышающим её вес на 200 – 800 кН. Вначале скорость шпинделя с поршнем будет небольшой, так как он движется вверх за счет перетока масла из верхней полости (большей) в нижнюю (малую) через три последовательных отверстия. Пройдя 213мм, поршень попадает в цилиндр 3 с продольными пазами. При этом площадь сечения для прохода масла из большей полости в малую увеличивается более, чем в 200 раз. Масло свободно, почти без давления перетекает вниз, шпиндель 1, увлекаемый сжимающимися трубами, мгновенно перемещается вверх и бойком 4 ударяет по нижнему торцу шлицевого переводника 2. Этот удар передается прихваченному инструменту через корпус цилиндра 3 и переводника 7. Для повторного удара перегоняют масло из нижней (малой) полости цилиндра в верхнюю. Для чего на шпиндель создают осевую нагрузку 10-20 кН, направленную вниз. ГУМ готов к повторному удару.

Для осуществления ударов, направленных вниз ГУМ разбирают, цилиндр 3 вместе с поршнем 5 переворачивают на 180 и снова собирают.

Работает ГУМ ударами вниз следующим образом. Колонну разгружают на величину веса УБТ, происходит медленный переток масла из нижней полости цилиндра 3 в верхнюю. После входа поршня в большую полость давление масла падает, УБТ падает вниз до упора, пока торец переводника шпинделя не ударит по торцу шлицевого переводника 2. Этот удар передается прихваченной части инструмента. В случае надобности удары повторяются. Число ударов для различных случаев колеблется от 1 до 100.

Рис. 8.10 Гидравлический ударный механизм

Возбудитель упругих колебаний ВУК предназначен для ликвидации прихватов путем нанесения мощных ударов по прихваченной колонне труб. Он состоит (рис8.11) из корпуса 5, переходников 9, 2 и 1, ограничительной втулки 4, регулировочного винта и бойка 6, телескопического штока 3, разъединительных муфты 8 и ниппеля 7. Принцип работы ВУК основан на создании ударами продольных колебаний в колонне труб за счет расцепления телескопического узла. Для работы возбудителя упругих колебаний бурильную колонну развинчивают над местом прихвата, опускают ВУК вместе с разъединителем или безопасным замком, соединяют с прихваченными трубами, натягивают с помощью талевой системы с силой, превышающей выбранную нагрузку при регулировке ВУК. При повышении сил фрикционного сцепления муфта 8 и ниппель 7 разъединяются, в результате резкого скачка колонна труб начинает колебаться и освобождаться. При волновом воздействии на прихваченную часть колонны переводник 1 с манжетами воспринимает вес жидкости,

находящейся над ним, вызывает гидродинамический эффект и устраняет резкое перемещение бурильной колонны и талевой системы.

Рис. 8.11 Возбудитель упругих колебаний

При неосвобождении колонны ВУК заряжают повторно прямо в скважине, для чего бурильную колонну опускают. При этом шток дойдет до упора ниппеля в регулировочный винт. Бурильную колонну поворачивают с усилием, соответствующим жесткости разъединительного узла, и повторяют работы в описанной последовательности до освобождения прихваченной колонны, а при невозможности ее освобождения – до запланированного числа ударов. При использовании возбудителя упругих колебаний как ударного ясса с выбиванием прихваченной части труб вверх, его опускают без переводника 1 и работают так же, как и в случае его использования для волнового возбуждения колебаний. В результате натяжения бурильной колонны происходят разъединение муфты 8 с ниппелем 7 и последующий удар наковальни по втулке 4, жестко соединенной с извлекаемыми трубами. ВУК широко применяется для ликвидации прихватов на буровых предприятиях.