Двойная бурильная труба

 

„„ЯЦ„„1030533

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3сю Е 21 В 17/1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

1 .1, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3338855/22-03 (22) 27.08,81 (46) 23.07.83.- 6юл. е 27 (72) Э.Д.Мельник, А.Н.Пешков, О.В.Смирнов, В.Г.Кардыш и А.В.Кузнецов (71) Специальное конструкторское бюро

Всесоюзного промышленного объединения

"Союзгеотехника" (53) 622.24.05(088.8) (56) 1. Патент США 394058о, кп. 417-405, опублик. 1976.

2." Патент Австралии Н 505747, кл. F 16 9/18, опублик. 1980 (прототип). (54)(57) АВОЙМА 1 6VPNJlbHAR ТРАВА, содержащая внутреннюю трубу со штуцером и гильзой по концам, образующими при сборке колонны герметичное соединение, на наружной поверхности которой в верхней и нижней частях расположены центрирующие ребра, и наружную трубу с замковыми элементами, на внутренней поверхности которой в: верхней части расположен стабилизирующий элемент для взаимодействия с верхними центрирующими ребрами внутренней трубы, о т л и ч à ю щ а я с я тем, что, с целью уменьшения износа и опасности поломок внутренней трубы за счет обеспечения ее проворота относительно наружной трубы при экстремальных на" грузках, муфта замкового элемента на" ружной трубы имеет расточку для установки с натягом стабилизирующего элемента, причем последний выполнен в виде цангового кольца с переменным на. ружным диаметром в разрезной его час- Е ти, а центрирующие ребра верхней час- у,у ти внутренней трубы расположены в про- М резях цанги стабилизирующего элемента. С

1030533

Изобретение относится к бурению скважин и предназначено для повышения надежности работы бурильной колонны при бурении с транспортированием керна и шлама очистным агентом.

Известна двойная бурильная труба, содержащая наружную и внутреннюю трубы, в которой наружная труба связана с внутренней посредством центраторов из упругого материала. Центраторы со- Ю единены с внутренней трубой стопорными кольцами, а с наружной находятся в фрикционном зацеплении. Упругие центраторы во время бурения амортизируют нагрузки и предотвращают поломки внут- 15 ренней трубы (1 3 .

Недостатком конструкции является крепление центраторов к внутренней трубе, обуславливающее возможность разрушения конструкции и осевого сме- 20 щения внутренних труб относительно наружных.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является двойная бурильная труба, содержащая внутрен- 25 нюю трубу со штуцером и гильзой по концам, .образующими при сборке колонны герметичное соединение, на наружной поверхности которой в верхней и нижней частях расположены центри" рующие ребра, и наружную трубу с замковыми элементами, на внутренней поверхности которой в верхней части расположен стабилизирующий элемент для взаимодействия:с верхними центрирующими ребрами внутренней трубы. 35

Осевое перемещение внутренней трубы относительно наружной ограничено упором торцов стабилизирующих элемен" тов в приваренные к внутренней трубе кольца 2 1 .

Недостаток известной конструкции заключается в том, что в процессе бурения между внутренней поверхностью стабилизирующего элемента и внутренней трубой, а также между торцами стабилизирующего элемента и кольцами возникает трение, приводящее к износу сопрягаемых поверхностей; особенно наглядно это проявляется при наличии в очистном агенте шлама, который может вызвать закпинивание отдельных . труб, что повлечет за собой также износ телескопических соединений внут" ренних труб. Кроме того, расположение стабилизирующих элементов на внутрен- них трубах повышает гидравлические сопротивления в колонне, что неприем-, лемо для колонн малых диаметров.

Цель изобретения - уменьшение из носа и опасности поломок внутренней трубы за счет обеспечения ее проворота относительно наружной трубы при экстремальных нагрузках, Указанная цель достигается тем, что в двойной бурильной трубе, содержащей внутреннюю трубу со штуцером и гильзой по концам, образующими при сборке колонны герметичное со единение, на наружной поверхности кото рой в верхней и нижней частях расположены центрирующие ребра, и наружную трубу с замковыми элементами, на внутренней поверхности которой в верхней части расположен стабилизирующий элемент для взаимодействия с верх" ними центрирующими ребрами внутренней трубы, муфта замкового элемента наружной трубы имеет расточку для установки с натягом стабилизирующего элемента, причем последний выполнен в виде цангового кольца с переменным наружным диаметром в разрезной его части, а центрирующие ребра верхней части внутренней трубы расположены в прорезях цанги стабилизирующего элемента.

На фиг. 1 изображена двоййая бурильная труба, продольный разрез; на фиг.2 - стабилизирующий элемент ; на фиг.3 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.4 .сечение Б-Б на фиг. 1.

Двойная бурильная труба содержит наружную трубу 1, соединенную резьбами с замковыми элементами ниппелем 2- и муфтой 3, и внутреннюю трубу 4 с штуцером 5, гильзой б и рядами центрирующих ребер, верхним 7 и нижним 8. На штуцере 5 в канавках yc" тановлены уплотнительные кольца 9.

При сборке труб в колонну сопряженные штуцер 5 и гильза 6 соседних труб . образуют герметичное телескопическое соединение. Внутренняя труба 4 фиксируется от поворота и осевого перемещения" в полости наружной трубы 1 с помощью только верхнего ряда центрирующих ребер 7. Таким образом, она находится в колонне в подвешенном состоянии, что позволяет компенсировать несоответствие длинй наружной и внутренней труб, возникающее от температурных влияний.

Относительная фиксация труб дости" гается с помощью размещенного в эа- реэьбовой расточке муфты 3 стабилизирующего элемейта, выполненного в виде цангового кольца 10. В прорезях

30533 4 натяга (несоответствие диаметров Р и

Р ) подобрана такой, что при нормальном . бурении взаимного углового перемещения наружных и внутренних труб не происходит. При скручивании же наружных труб (например, в процессе заклинивания колонны) цанговое кольцо 10, удер" живаемое жесткостью става внутренних труб, проворачивается в эарезьбовой

10 расточке муфты, тем самым предохра.няя тонкостенные внутренние трубы от поломок.

Глубина эареэьбовой расточки в муфте 3 выбрана такой, что при сборке обеспечивается зазор Н 2 между торцом цангового кольца 10 и уступом муфты.

Этим исключается осевое эажатие цангового кольца в расточке.

Соответствие внутреннего диаметра

20 Р цангового кольца 10 и внутреннего дйаметра Р муфты 3, позволяет получить близкое к равнопроходному гидравлическое сечение в кольцевом зазоре на участках ниппеля, наружной

2s трубы, муфты и центраторов, что существенно снижает суммарные гидравлические сопротивления в колонне.

3 10

11 цангового кольца расположены цент; рирующие ребра 7 верхнего ряда. Наружная поверхность цангового кольца представляет собой комбинацию цилиндра 12 и поверхности переменного диаметра, например, конуса 13. Таким образом, цанговое кольцо имеет переменное сечение, причем больший его диаметр О по цангам больше диаметра

Р„ эареэьбовой расточки муфты 3, дйаметр Р 2 цилиндра 12 и внутренний диаметр 0 цангового кольца сопоста3 вимы соответственно с диаметром Р+ и внутренним диаметром Р муфты, длина

Н „ цанг 11 больше длины конуса 13

При сборке двойной бурильной трубы несоответствие диаметров Р„ конуса 13 и Р расточки приводит к деформации цангового кольца 10 на длине несколько меньшей длины Н „ цанг 11, чем достигается натяг в соединении его с муфтой 3, и исключается деформация цанг. Центрирование цангового кольца относительно муфты обеспечи вается соответствием диаметра 0 цилиндра 12 и диаметра О расточкй муфты. Таким образом, внутренняя труба

4, связанная с цанговым кольцом 10 через верхний ряд центрирующих ребер

7 гильзы 6, находится в фрикционном зацеплении с муфтой 3, а следовательно, зафиксирована от проворота относительно наружной трубы 1. Величина

Технико-зкономическая эффективность заключается в снижении материальных затрат и времени на проводку скважи ны за счет уменьшения износа труб и опасности их поломки.

1030533 ! .

Фиг. 1

1030533

Фиг. 2

А-А

11

Составитель В,Родина

Редактор P.Öèöèêà ТехредТ.фанта . Корректор А.Ильин

Заказ 5154/35 Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делан изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж 35, Раушская наб..„ д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4