Якорь потайной колонны обсадных труб

 

Изобретение относится к бурению скважины при разведочных работах и предназначено для крепления интервалов с неустойчивыми породами. Цель - обеспечение установки якоря потайной колонны обсадных труб При небольшом кольцевом зазоре между стенкой скважины (СС) и обсадными трубами. Для

СОЮЗ СОВЕТСНИХ ., СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„ЯО„„)4 2200 А1 (51) 4 Е 21 В 43/10, 23/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ " - . ц" (54) ЯКОРЬ ПОТАЙНОЙ КОЛОННЫ ОБСАДНЫХ

ТРУБ Ж

Уие.f

Н Д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4076026/22-03 (22) 11.05.86 (46) 23.10.88. Бюл. 11«39 (75) И.А.Вареца,, И.Я.Соловьев, П.Л.Пшеничный, Г.Г.Колесников и Ю.Ф.Кучерявенко (53) 622.245.12(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 133838, кл. Е 21 В 23/04, 1960.

Авторское свидетельство СССР

У 1121399, кл. E 21 В 43/10, 1982. (5?) Изобретение относится к бурению. скважины при разведочных работах и предназначено для крепления интервалов с неустойчивыми породами. Цельобеспечение установки якоря потайной колонны обсадных труб При небольшом кольцевом зазоре между стенкой скважины (СС) и обсадными трубами. Для

1432200 этого конический участок 4 полого корпуса 1 якоря размещен на его внутренней поверхности, а расположенный в образованном корнусом 1 и патруб— ком 12 кольцевом зазоре поршень 20 выполнен с. конической юбкой 22 для взаимодействия r. коническим участком корпуса 1. Грунтозацепы 7 изготовлены в виде перфорированного продольными щелями участка корпуса 1 по длине его конического участка 4. Для гидравлической связи внутритрубной полости патрубка 12 с затрубным пространством корпус 1 и патрубок 12 имеют отверстия 23 и 24. Под поршнем

20 расположена заглушка 2 1. Для обеспечения максимального проходного сечения отверстия заглушка 21 и поршень

Изобретение относится к области бурения скважин при разведочных работах и может быть использовано для крепления интервалов с неустойчивыми породами при небольшом кольцевом за- 5 зоре между стенкой скважины и обсадНыми трубами.

Целью изобретения является обеспечение установки якоря потайной колонйы обсадных труб при небольшом коль1 евом зазоре между корпусом и стенкой скважины, а также обеспечение

Максимального проходного отверстия якоря для успешного добуривания скважины до проектной отметки.

На фиг.i и 2 показан якорь, вертикальный разрез, левее оси — по сквозным продольным щелям, перфорирующим корпус, правее оси — по грунтозацепам (транспортное положение до заякоривания на заданной глубине); на фиг.3 фрагмент развертки перфорированного конического участка корпуса, образующего грунтоэацепы; на фиг.4 и 5

25 сечение А-A на фиг,1 (соответственно до заякоривания и после него), на фиг.6 - якорь, выполненный с двумя симметрично установленными поршнями, общий вид.

Якорь потайной колонны обсадных труб состоит из двух равных симметричных частей, каждая из которых

12 выполнены из легкоразбуриваемого материала. Через радиальные отверстия I3 и 14 патрубка 12 в кольцевые зазоры 16 и 17 подается цементный раствор (ЦР), который, воздействуя на торцы поршня 20, приводит их в движение ° Благодаря наличию на поршне 20 юбки 22 и в результате взаимодействия с коническим участком 4 корпуса 1 осуществляется расклинивание грунтозацепов 7 и их заякоривание к СС. При дальнейшем повышении давления ЦР он через отверстия 13 и 24 выталкивается в эатрубное rrpocTpBHCTHO, цементируя устр-во к СС. После затвердевания ЦР происходит разбуривание заглушки 2 1 и поршня 20 и патрубок 12 извлекается. 1 з.п. ф-лы, 6 ил, f включает полый корпус 1 наружный ди-. аметр которого соответствует наружному диаметру потайной колонны обсадных труб, Корпус выполнен с участками 2 и 3, имеющими цилиндрическую внутреннюю поверхность на соответствующих симметричных частях корпуса, и с коническими участками 4 и 5, расположенными на внутренней поверхности корпуса. Конические участки выполнены с уклоном, который гарантирует самоторможение.. Участок корпуса на длине его конической части перфорирован сквозными продольными щелями 6, в результате чего на этом участке образованы грунтозацепы 7, представляющие из себя дугообразные, в поперечном сечении заделанные по обоим концам балки. Для улучшения сцепления со стенкой скважины на поверхности грунтоэацепов образованы рифления 8, например, в виде пересекающихся под углом 90 винтовых спиралей. Якорь о имеет соединительный элемент 9 в верхней части и соединительный элемент 10 в нижней части, к которому может быть подсоединен, например приварен, корпус второго аналогичного устройства, что увеличивает суммарную якорную способность. В верхней и нижней частях устройства установлены центрирующие узлы 11. В полости корпуса в

1432200

55 центрирующих узлах установлен патрубок 12 с радиальными отверстиями 13 и 14 и пробкой 15 в нижней части осевого канала. Патрубок образует с корпусом кольцевые зазоры 16-19. В кольцевых зазорах 16 и 18 установлен поршень 20, под которым расположена заглушка 21. Для взаимодействия с коническим участком корпуса поршень снабжен конической юбкой 22, внутренний диаметр которой соответствует минимальному внутреннему диаметру устройства. Корпус имеет отверстие 23, а патрубок — дополнительное отверстие

24. Через эти отверстия осуществляется гидравлическая связь внутритрубной полости патрубка с затрубным пространством 25, представляющим из себя кольцевой зазор между стенками скважины и якорем. В одном иэ отверстий 23 или 24 устанавливается клапан 26, тарированный на определенное давление.

Для облегчения разбуривания установленных внутри якоря деталей центрирующие узлы, заглушка, а также тело 27 поршня выполнены из легкоразбуриваемого материала. Соединительный элемент 9 стыкуется с обсадной колонной 28, спускаемой в скважину, стенки 29 которой условно обозначены штрих-пунктирной линией.

Устройство работает следующим образом.

Якорь, составленный, например, из двух частей с двумя поршнями 20, спускается в скважину 29 (фиг.6). Отсутствие вьк.тупающих наружу деталей дает возможность спускать устройство с малым кольцевым зазором 25, что особенно важно, например, при разведочном бурении, когда конструкция скважины предусматривает установку потайных колонн в зонах неустойчивых пород или стреляющих" алевролитов.

При этом конструкции скважин предусматривают спуск обсадных труб диаФ метров 127 или 89 мм при диаметре породоразрушающего инструмента соответственно 132 йли 93 мм.

После достижения устройством заданной глубины в его кольцевые зазоры 16 и 17 по патрубку 12, через его радиальные отверстия 13 и 14 подается цементный раствор. При повышении давления он воздействует на торцы поршней 20 и привод.=т их в движение.

Благодаря наличию на поршнях конической юбки 22 и взаимодействию с коническим участком и корпуса якоря осуществляется расклинивание грунтозацепов 7. Тем самым грунтозацепы заякориваются к стенкам скважины.

После завершения процесса заякоривания движение поршней прекращается, но подача раствора продолжается, в результате чего его давление повышается и разрушается тарированный клапан 26. Цементный раствор благодаря образовавшейся связи внутритрубной полости патрубка с эатрубным прост5 ранством через отверстие 13 корпуса и дополнительное отверстие 24 патрубка

12 выталкивается в кольцевой зазор

19, цементируя устройство к стенкам скважины. После затвердевания цемент20 ного раствора осуществляется разбуривание центрируюших узлов 11, заглушки 21 и тела 27 поршней, которыемогут быть выполнены из легкоразбуриваемого материала, извлекается патрубок 12, а буровые и им сопутствующие операции могут быть возобновлены. Малая толщина деталей якоря в поперечном сечении после разбуривания центрирующих узлов, заглушки и тела

30 поршней, практически соизмеряемая с толщиной стенки обсадной колонны, дает возможность транзитного прохода через устройство бурового инструмента

Ф номинального размера.

В зависимости от целей и условий применения предлагаемого устройства его длина и длина деталей могут колебаться в широких пределах. В одном случае, когда устройство предназначе40 но только для подвешивания к нему или опоры на него колонны обсадных труб, его длина может быть принята равной

5-10 диаметрам и расчитывается из условий, определяющих необходимую ве45 липкину усилия эаякоривания. В дру гом случае, когда устройство предназначено для заякоривания трубного пластыря и для перекрытия зоны неустойчивых пород, длина полого корпуса может быть равна длине этой зоны, а устройство является собственно трубным пластырем.

Формула изобретения

1. Якорь потайной колонны обсадных труб, включающий полый корпус с коническим участком, установленный в полости корпуса и образующий с ним кольцевой зазор патрубок с радиаль5 3432200 ь ным отверстием и пробкой в нижней грунтоэацепы выполнены в виде перфочасти осевого канала, грунтоэацеиы, рированного участка корпуса на длине расположенный в кольцевом зазоре пор- его конической части, корпус имеет шень и заглушку под ним о т л и ч а- отверстие а патрубок — дополнительУ

У ю шийся тем, что, с цепью обес- ное отверстие с клапаном для гидрав- печения установки якоря при небольшом лической связи внутритрубной полости кольцевом зазоре между корпусом и патрубка с затрубным пространством. стенкой скважины, конический участок 2. Якорь по п.1, о т л и ч à ai- к орпуса расположен на его внутренней щ0 шийся тем, что, с целью обесповерхности, поршень выполнен с кони- печения максимального проходного отческой юбкой для взаимодействия верстия, заглушка и поршень выполнены с коническим участком корпуса, иэ легкораэбуриваемого материала. ф

28

f1

12! д

27

23 4 гб

17

14

2 га

f5

Риг.б

Составитель В.Родина

Техред М.Моргентал, Корректор В.Гирняк

Редактор JI. Гратилло

Заказ 5402/26

Тираж 531

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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