Колонна обсадных труб для наклонных скважин

 

Изобретение относится к буровой технике и предназначено для центрирования обсадных колонн при креплении наклонных скважин Цель изобретения - повышение эффективности центрирования за счетупрощения установки радиальных ребер в рабочее положение. Колонна обсадных труб (ОТ) включает связанные между собой ОТ 1 с радиальным ребром (РР) 2, жестко связанным с телом ОТ 1, и по крайней мере двумя дополнительными РР 5. Последние расположены на подвижной втулке 4 Втулки 3, 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s Е 21 B 17/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ! (21) 4470054/03 (22) 04.08,88 (46) 28.02.91. Бюл. ¹ 8 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт буровой техники (72) Б.M Курочкин, И.Н. Пономаренко, Р.Х. Фаткуллин, В,Г. Жжонов и P.Х. Мансуров (53) 622.243.13(088,8) (56) Булатов А.И. Справочник по креплению нефтяных и Газовых скважин. M.: Недра, 1977, с. 94.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1266956, кл, Е 21 В 17/10, 1986.

„„5Q„„1631158 А1 (54) КОЛОННА ОБСАДНЫХ ТРУБ ДЛЯ НАКЛ ОН Н Ы Х СКВАЖИН (57) Изобретение относится к буровой технике и предназначено для центрирования обсадных колонн при креплении наклонных скважин. Цель изобретения — повышение эффективности центрирования эа счетупрощения установки радиальных ребер в рабочее положение. Колонна обсадных труб (ОТ) включает связанные между собой ОТ 1 с радиальным ребром (PP) 2, жестко связанным с телом ОТ 1, и по крайней мере двумя дополнительными РР 5. Последние расположены на подвижной втулке 4. Втулки 3, 4 (Cr3

l(JI 00 ! ! !

1631158

h= Dtga, 360 попарно установлены на ОТ 1. Близлежащие торцы втулок 3, 4 выполнены со скошенной поверхностью. Над подвижными втулками 4 на определенном расстоянии, определяемом по заданному соотношению, расположены ограничительные кольца 8.

Втулки 3 жестко связаны с ОТ 1. При подъеме колонны втулки 3, 4 контактируют по всей скошенной поверхности торца, При этом PP

5 втулки 4 находятся на одной образующей

ОТ 1 с неподвижными PP 2 на колонне, При

Изобретение относится к буровой технике и предназначено для центрирования обсадных колонн при креплении наклонных скважин, Цель изобретения — повышение эффек- 5 тивности центрирования обсадных колонн при креплении наклонных скважин за счет упрощения установки радиальных ребер в рабочее положение.

На фиг. 1 показана колонна обсадных 10 труб при ее подъеме; на фиг, 2 — то же, при спуске; на фиг. 3 — то же, в рабочем положении; на фиг. 4 — сечение А-А на фиг. 1; на фиг, 5 и 6 — сечение Б — Б на фиг. 3 при условии расположения на обсадной трубе 15 соответственно 2-х и 3-х пар втулок; на фиг. 7 и 8 — совместные развертки торцовых поверхностей при двух парах подвижных и неподвижных втулок, соответственно каждой из пар; на фиг, 9 — 11 — то же, при трех 20 парах втулок, соответственно каждой из пар.

Колонна обсадных труб содержит связанные между собой обсадные трубы 1 с радиальным ребром 2, жестко связанным, 25 например, сваркой с телом обсадной трубы 1, По длине обсадной трубы установлены по крайней мере две пары втулок 3 и 4, Втулки 3 в каждой паре жестко связаны с обсадной трубой 1, а втулки 4 установлены 30 подвижно. На наружной поверхности каждой из втулок 4 закреплено дополнительное ребро 5. Близлежащие торцы втулок 3 и 4 выполнены со скошенной поверхностью 6 и 7 соответственно. Над подвижной втул- 35 кой 4 на обсадной колонне закреплено ограничительное кольцо 8 на расстоянии от верхнего торца втулки 4 в ее нижнем положении, выбираемом в соответствии с зависимостью 40 спуске обсадной колонны подвижные втулки 4 поднимаются до ограничивающего их движение кольца 8. При вращении обсадной колонны подвижные втулки 4 с PP 5 остаются на месте до тех пор, пока выступы на торцовых скошенных поверхностях втулок 4 не попадут в уступы втулок 3. При этом колонна уже может проворачиваться при установленных под углом 90 или 120 друг относительно друга подвижных и неподвижных PP 2,5. 1 з.п. ф-лы, 11 ил. где j3 — угол поворота ребра подвижной втулки относительно неподвижного ребра; а — угол скоса торцовой поверхности втулок;

0 — среднийдиаметр подвижной втулки.

Скошенная поверхность 6 неподвижной втулки 3 выполнена с уступом 9, а скошенная поверхность 7 подвижной втулки 4 имеет выступ 10 для размещения в уступе 9 в рабочем положении колонны для надежной фиксации втулок при их повороте на заранее заданный угол.

Количество ребер 2 по длине обсадной трубы может быть принято и больше одного, однако в этом случае ребра 2 должны быть расположены на одной образующей по длине трубы.

Количество пар втулок 3 и 4 также может быть увеличено. Например, на фиг. 6 показано расположение дополнительных ребер при трех парах втулок 3 и 4. Однако в этом случае при расчете расстояния h для установки ограничительного кольца принимают соответствующий для каждой из пар угол поворота.

Спуск обсадной колонны в наклонную скважину осуществляется в следующей последовательности.

На первую трубу обсадной колонны на мостках буровой или заранее в цехе надеваются ограничительное кольцо 8, подвижная втулка 4, неподвижная втулка 3, затем надевается еще один комплект этих деталей в том же порядке. На нижнюю трубу наворачивается башмак со стоп-кольцом (не показан) или муфта 11. После этого на верхнюю и нижнюю муфты привариваются по одной образующей ребра 2. Они могут быть приварены и к телу трубы 1. Приварка ребра к трубе и муфте исключает доворот трубы в муфтах. На расстояниях. соответствующих 1/3 и 2/3 длины трубы от верхней муфты 6, привариваются ограничительные кольца 8.

1б31158

После приварки ограничительного кольца 8 берут пару втулок — подвижную 4 и неподвижную 3. Подвижную втулку 4 помещают в нижнее положение относительно неподвижной втулки 3. Между ограничительным кольцом 4 и верхним торцом подвижной втулки 4 в сборе с будущей неподвижной втулкой 3 отмеряют расстояние h. В этом положении приваривается нижний торец втулки 3, и она становится неподвижной, обеспечивая возможный подъем подвижной втулки 4 по оси колонны на высоту h, определяемую по выражению (1). Неподвижные втулки 3 устанавливаются так, чтобы уступы 9 на них для выступов 10 подвижных втулок располагались на 120 и

240 в отсчете от линии, на которой находятся на трубе приваренные неподвижные ребра 2.

Ограничительные кольца 8 приварены на таком расстоянии h от находящихся в нижнем положении подвижных втулок 4 со скошенной торцовой поверхностью, чтобы при вращении обсадной колонны втулка 4 могла повернуться только на заранее запланированный угол. Фиксация втулки 4 производится путем попадания ее выступа 10 в уступ 9 на неподвижной втулке 3, имеющей также ответную скошенную поверхность по торцу.

На первую трубу наворачивается вторая, на которую предварительно надеты две пары перечисленных элементов. После наворота верхнее неподвижное ребро 2 на муфте первой трубы приваривается к телу верхней трубы, Затем устанавливаются комплектные детали так же, как на первой трубе. К муфте второй трубы приваривается неподвижное ребро 2 на одной образующей обсадной трубы с неподвижными ребрами первой, Этот процесс повторяется на всех обсадных трубах, которые будут при спущенной колонне располагаться в интервале наклонного участка в продуктивной толще.

В особо сложных случаях, когда в продуктивной толще имеется слоеный пирог из водоносных и нефтяных пластов, между неподвижными ребрами могут устанавливаться три пары втулок 3 и 4 с ребрами 5, При подъеме колонны (фиг. 1) втулки 3 и

4 контактируют по всей скошенной поверхности торца. При этом ребра втулки 4 находятся на одной образующей трубы с неподвижными ребрами 2 на колонне. При спуске обсадной колонны подвижные втулки 4 поднимаются до ограничивающего их движение кольца 8. При спуске колонны ребра на подвижных втулках 4 направлены вверх от нижней стенки скважины. Такое положение обеспечивает минимальные сопротивления движению обсадной колонны как при спуске, так и при подъеме, Обсадную колонну вращают только после того, как она спущена на плановую глубину перед закачкой цементного раствора или перед промывкой скважины. При вращении обсадной колонны подвижные втулки 4 с ребром

5 остаются на месте до тех пор, пока выступы 10 на торцовых скошенных поверхностях втулок 4 не попадут в уступы 9 втулок 3.

Затем колонна уже может проворачиваться при установленных под 90 или 120 друг относительно друга подвижных и неподвижных радиальных ребрах.

В наклонных скважинах предлагаемое решение допускает также применение пружинных центраторов с целью снижения крутящего момента при вращении обсадной колонны. Они могут устанавливаться выше или ниже участков обсадной колонны, оснащенных подвижными втулками с ребрами.

Использование предлагаемой колонны обсадных труб обеспечит высокое качество крепления скважин при наличии равномерного цементного кольца между обсадной колонной и стволом скважины. что позволит увеличить длительность безремонтного периода эксплуатации скважин.

Формула изобретения

1. Колонна обсадных труб для наклонных скважин. включающая связанные между собой обсадные трубы с радиальным ребром, жестко связанным с телом трубы, и по крайней мере двумя дополнительными радиальными ребрами, расположенными по длине трубы, от л и ч а ю ща я с я тем, что, с целью повышения эффективности центрирования за счет упрощения установки радиальных ребер в рабочее положение, она снабжена попарно установленными на обсадной трубе и выполненными со скошенной поверхностью на близлежащих торцах втулками и ограничительными кольцами, одна из втулок в каждой паре жестко связана с обсадной трубой, другая установлена подвижно, а каждое дополнительное радиальное ребро закреплено на подвижной втулке в каждой паре, причем ограничительные кольца расположены над последними на расстоянии h, определяемом из соотношения

Ь = — —.тг 0 т9 а, 360 где P — угол поворота ребра подвижной втулки относительно неподвижного ребра;

Π— средний диаметр подвижной втулки;

1631158

Фиг. 4

ФЙГ, 2

Фиг. $

a — угол скоса торцовой поверхности втулок.

2. Колонна по и, 1, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что скошенная поверхность неподвижной втулки выполнена с уступом, а скошенная поверхность подвижной втулки имеет выступ для размещения в последнем в рабочем положении.

1631158

Фиг. 9

OLID. 10

Составитель В, Родина

Техред М,Моргентал Корректор T. Палий

Редактор M. Циткина

Заказ 528 Тираж 358 По дписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101