Стыковое соединение секций обсадной трубы

 

Изобретение относится к стыковым соединениям секций устройств для крепления скважин в неустойчивых грунтах. Целью изобретения является исключение деформаций секций при погружении в тяжелые и мерзлые грунты и снижение усилий при извлечении секций . Стыковое соединение верхней 1 и нижней 2 стыкуемых секций обсадной трубы с гидроизоляционной прокладкой между ними для герметизации стыка при наличии грунтовых вод включает

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (Н) (5ц 1 Е 02 0 5 66

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

/ (21) 4139444/29-33 (22) 20.)0,86 (46) 07.08.88. Бюл. 11 29 (71) Норильский горно-металлургический комбинат им.А.П.Завенягина (72) В.С.Неклюдов, В.Н.Свечников, В.А.Вальков, О.Г.Головач, Л.И.Данилов, Г.Н.Сапрунов, Д.И.Федорович и Ю.О.Таргулян (53) 624.155.8(088.8) (56) Патент CIIIA II 4074500, кл. 52-726, 1982.

Авторское свидетельство СССР

Ó 625018, кл. Е 21 В 19/00, 1977. (54) CTbEOBOE СОЕДИНЕНИЕ СЕКЦИЙ ОБСАДНОЙ ТРУБЫ (57) Изобретение относится к стыковым соединениям секций устройств для крепления скважин в неустойчивых грунтах. Целью изобретения является исключение деформаций секций при погружении в тяжелые и мерзлые грунты и снижение усилий при извлечении секций. Стыковое соединение верхней 1 и нижней 2 стыкуемых секций обсадной трубы с гидроизоляционной прокладкой между ними для герметизации стыка при наличии грунтовых вод включает

1414929 кольцевую муфту 3. Концевые участки г.екций 1 и 2 обсадной трубы выполне коническими 4 с переходом в цииндрические 5 с наружными фланцами

6, расположенными на торцах стыкуемых секций 1 и 2. На верхнем и нижНем торцах кольцевой муфты 3 выполнены полки 7, обращенные в сторону анцев 6, а сама кольцевая муфта 3 выполнена с внешним диаметром, равИзобретение относится к стыковым соединениям секций устройств для крепления скважин в неустойчивых для .,бурения грунтах и может быть исполь, зовано в случаях, когда целесообраз но извлекать обсадные трубы для.повторного использования, например, при сооружении на вечномерзлых (мерзлых) грунтах свайных фундаментов в промышленном и гражданском строительстве, а также в горном деле.

Цель изобретения — исключение деформаций секций при погружении в тяжелые и мерзлые грунты и снижение усилий при извлечении секций.

На фиг.1 изображена состоящая из секций обсадная труба со стыковыми соединениями, общий вид; на фиг.2— стыковое соединение секций погруженной в грунт обсадной трубы, продольный разрез; на фиг.3 — то же, момент извлечения обсадной трубы из грунта, продольный разрез.

Стыковое соединение верхней 1 и нижней 2 стыкуемых секций обсадной трубы с гидроизоляционной прокладкой (не показана) между ними для герметизации стыка при наличии грунтовых вод включает кольцевую муфту 3. Концевые участки 4 и 5 секций 1 и 2 обсадной трубы выполнены коническими (4) с переходом в цилиндрические (5) с наружными фланцами 6, расположенными на торцах стыкуемых секций 1 и 2. На верхнем и нижнем торцах кольцевой муфты 3 выполнены полки 7, обращенные в сторону фланцев 6, а сама кольцевая муфта 3 выполнена с внешним диаметром, равным максимальному диаметру обсадной трубы, т.е. максимальному диаметру стыкуемых секций 1

40 ным максимальному диаметру обсадной трубы. Кольцевая муфта 3 установлена с образованием горизонтального зазора между ее полками 7 и фланцами 6, что обеспечивает возможность перемещения (сдвига) вдоль оси в пределах зазора стыкуемых секций 1 и 2 обсадной трубы. Зазор составляет от 1/100 до l/40 максимального наружного диаметра секций. 3 ил. и .2. Кольцевая муфта 3 установлена с образованием горизонтального зазора между ее полками 7 и фланцами 6, что обеспечивает возможность перемещения (сдвига) вдоль оси в пределах зазора стыкуемых секций 1 и 2 обсадной трубы. Зазор составляет 1/100—

1/40 максимального наружного диаметра секций.

Сборка соединения и его работа осуществляется следующим образом.

Нижнюю секцию 2 обсадной трубы устанавливают на грунт и начинают бурение станком, например, ударно-канатного типа (не показан), постепенно погружая ее в грунт до расчетной глубины, после чего с помощью крана (не показан) на фланцы 6 с уложенной на них прокладкой устанавливают соосно с нижней секцией 2 верхнюю секцию

1 обсадной трубы и фиксируют их в рабочем положении кольцевой муфтой 3

J скрепляя ее части между собой, например, сваркой. В процессе бурения собранные секции 1 и 2 погружают в грунт, что предохраняет его от обрушения, при этом фланцы 6 обжимают гидроизоляционную прокладку. Процесс сборки очередной секции обсадной трубы периодически повторяется до достижения расчетной глубины скважины.

После окончания буровых работ в скважину устанавливают сваю (не показана), при необходимости заполняя пазухи раствором, и начинают извлечение трубы, например, силовой гидравлической установкой (не показана), при этом вначале под воздействием извлекающего усилия P предолеваются силы смерэания У верхней секции 1 обсадной трубы с мерзлым грунтом, в

3 14149 результате чего секция ) обсадной * трубы начинает перемещаться вверх до упора фланца 6 в полку 7 кольцевой муфты 3. В этот момент происходит срыв первой секции ы передача усилия Рщщ на муфту 3, которая начинает перемещаться вверх до упора нижней полки 7 во фланец 6 нижней секции 2 трубы, в результате чего про- 10 исходит срыв муфты 3 и извлекающее усилие передается на секцию 2 трубы.

Таким образом, процесс передачи извлекающего усилия Р„ в, распространяется до последней нижней секции об- 15 садной трубы, за счет чего обеспечивается передача извлекающего усилия

Р„ ь поэлементно по всей длине обсадной трубы, т.е. ступенчатая передача нагрузки, причем величина прикладыва- 20 емой нагрузки на сдвигаемый элемент трубы значительно превышает силы смерзания, удерживающие элемент трубы в грунте ° !

Выдергивающее трубу усилие Р„ каждый раэ срывает только одну секцию, и только после срыва верхней секции прикладываемое усилие преодолевает сопротивление срыву следую- 30 щей секции. Благодаря этому не нужно применять черезмерно мощные домкраты, которые понадобились бы для

29

4 срыва всей обсадной трубы одновременно.

Таким последовательным посекционным приложением выдергивающих сил обсадная труба извлекается из грунта полностью. При необходимости для удобства работ верхние секции трубы по мере извлечения демонтируются.

Формула изобретения

Стыковое соединение секций обсадной трубы, включающее объединяющий концевые участки смежных секций соединительный элемент, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью исключения деформаций секций при погружении в тяжелые и мерзлые грунты и снижения усилий при извлечении секций, концевые участки смежных секций выполнены коническими с переходом в цилиндрические с наружными фланцами на торцах, а соединительный элемент выполнен в виде муфты, наружный диаметр которой равен максимальному наружному диаметру секций, причем муфта выполнена с обращенными к фланцам смежных секций полками на торцах и установлена с зазором между каждой полкой и соответствующим фланцем, составляющим 1/100-1/40 максимального наружного диаметра секций.

1414929

Составитель В.Гоник

Текред Л. Олийнык Корректор Л.Пилипенко

Редактор Е.Папп

Заказ 3853/30 Тираж 637 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4