Башмак обсадной колонны

 

БАШМАК ОБСАДНОЙ КОЛОННБ1 , содержащий патрубок, жестко связанный одним концом с обсадной колонной, и кольцевой эластичный элемент с кожухом, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы обсадной колонны за счет снижения ее вибрации при бурении скважин , кожух имеет внутренний диаметр меньше внутреннего диаметра обсадной колонны, патрубок в нижней части выполнен с буртом , а кожух установлен между торцом обсадной колонны и буртом патрубка и образует кольцевую полость, причем эластичный элемент расположен в последней. (Л СП NU оо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ВСЮ Е 21 В 17 14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

О ДЕ (21) 3622187/22-03 (22) 18.07.83 (46) 07.05.85. Бюл. № 17 (72) Г. Б. Кабищер и В. К. Карпенко (71) Артемовская геолого-разведочная экспедиция Производственного геологического объединения «Донбассгеология» (53) 622.245.13 (088.8) (56) !. Авторское свидетельство СССР № 732485,кл. Е 21 В 17/08, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР № 977685, кл. Е 21 В 17/08, 1981 (прототип).

„SUÄÄ 1154430 Д (54) (57) БАШМАК ОБСАДНОЙ КОЛОННЫ, содержащий патрубок, жестко связанный одним концом с обсадной колонной, и кольцевой эластичный элемент с кожухом, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы обсадной колонны за счет снижения ее вибрации при бурении скважин, кожух имеет внутренний диаметр меньше внутреннего диаметра обсадной колонны, патрубок в нижней части выполнен с буртом, а кожух установлен между торцом обсадной колонны и буртом патрубка и образует кольцевую полость, причем эластичный элемент расположен в последней.

1154430

Составитель В. Родина

Редактор Е. Папп Техред И. Верес Корректор Л. Пилипенко

Заказ 2650/29 Тира к 540 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к оборудованию буровых скважин и может быть использовано при бурении глубоких и сверхглубоких скважин.

Известно устройство для предотвращения разрушения обсадных колонн в скважинах, содержащее втулку и патрубок, телескопически соединенные между собой так, что они образуют замкнутую полость, в которой размещен эластичный уплотнительный элемент. Патрубок имеет кольцевой выступ, размещенный в замкнутой полости и образующий с внутренней поверхностью втулки зазор (1).

Недостаток устройства заключается в том, что оно предохраняет обсадные трубы только от осевых нагрузок, не устраняй при этом их вибрации в процессе бурения, приводящие к разрушению обсадной колонны.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является устройство для предотвращения разрушения обсадных колонн. Устройство состоит из телескопически соединенных между собой втулки и патрубка,. которые жестко связаны с обсадными трубами. На наружной поверхности патрубка расположен снабженный кожухом кольцевой эластичный элемент. Один торец кожуха жестко связан с патрубком, а стенка кожуха выполнена из легкодеформируемого материала (2).

Недостатком известного устройства явля- ЗР ется то, что оно не снижает вибрации обсадных труб в процессе бурения. Более того, наличие в устройстве телескопического подвижного соединения способствует расшатыванию обсадной колонны и разрыву цементного камня.

Цель изобретения — повь1шение надежности работы обсадной колонны за счет снижения ее вибрации при бурении скважин.

Указанная цель достигается тем, что баш- 4р мак обсадной колонны, содержащий патрубок, жестко связанный одним концом с обсадной трубой, и кольцевой эластичный элемент с кожухом, последний имеет внутренний диаметр меньше внутреннего диаметра обсадной колонны, патрубок в нижней части 45 выполнен с буртом, а кожух установлен между торцом обсадной колонны и буртом патрубка и образует кольцевую полость, причем эластичный элемент расположен в последней.

На чертеже показан башмак обсадной колонны.

Башмак обсадной колонны содержит обсадную трубу 1, на которую навинчен патрубок 2, его внутренний диаметр с1 больше внутреннего диаметра да обсадной трубы 1.

В нижней части патрубка 2 выполнен бурт 3 с пазом 4. В полости патрубка 2 установлен кожух 5, внутренний диаметр d> которого меньше внутреннего диаметра обсадной колонны 1. Внутренняя поверхность патрубка 2 бурт 3, торец обсадной трубы 1 и кожух 5 образуют полость, в которой установлен эластичный элемент 6. Кожух по концам имеет раструбы 7. Для фиксации кожуха 5 от боковых смещений служат выступы 8 на торце обсадной трубы 1 и 9 на бурте 3 патрубка 2. Раструбы кожуха 5 входят в зацепление с выступами 8 и 9. Для предотвращения вращения кожуха 5 от колонны бурильных труб на нем выполнен выступ 10, который входит в паз 4 бурта 3.

Толщина эластичного элемента должна быть такой, чтобы он вплотную соприкасался с поверхностями башмака и кожуха, а высота его должна быть меньше высоты кожуха, поскольку гашение вибраций достигается как упругой деформацией эластичного элемента в зазоры, так и демпфирующими свойствами его материала.

Башмак работает следующим образом.

При бурении скважин в результате усталости горных пород, разности диаметров скважины, воздействия гидродинамического давления под башмаком обсадной колонны всегда присутствует зона кавернообразования, вследствие чего коэффициент разработки скважины в этой зоне в 2 — 4 раза больше, чем по остальному стволу скважины, что создает предпосылки для расшатывания колонны обсадных труб. В процессе бурения в зоне каверн под башмаком обсадной колонны из-за резкого изменения длины полуволны изгиба бурильной колонны и повышенной разработки скважины возникает усиленная вибрация бурильных труб, которая передается на обсадные трубы. Это влечет за собой расшатывание прежде всего низа обсадной колонны, а затем и всей колонны, что приводит к нарушению цементного камня, разрыву и развинчиванию обсадных труб.

В процессе бурения вибрации колонны бурильных труб воспринимаются патрубком

2 через эластичный элемент 6, в результате чего снижаются вибрации обсадной колонны и предотвращается ее расшатывание.

Технико-экономический эффект заключается в снижении материальных затрат, связанных с креплением скважин.