Устройство для подвески потайных обсадных колонн

 

Изобретение относится к бурению скважин , в частности к устройствам для спуска, подвешивания и цементирования потайных колонн. Цель изобретенияповышение надежности работы за счет уменьшения обратного хода раструба. Устройство включает корпус с плашками и пакерующим элементом , раструб, имеющий кольцевые проточки и узел стопорения, выполненный в виде стопорных колец, размещаемых в кольцевых проточках раструба. На корпусе имеются кольцевые канавки для взаимодействия со стопорными кольцами, причем расстояние между кольцевыми проточками раструба для установки стопорных колец определяется по формуле -, мм, где А целое число; I- шаг кольцевых канавок, мм; п - число стопорных колец. Благодаря этому условию максимальная длина обратного хода раструба равна Ei -. Выбор шага кольцевых проточек раструба по приведенной зависимости позволяет добиться минимальной длины обратного хода раструба, при которой не происходит разгерметизация межтрубного пространства. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s Е 21 В 43/10, 33/14 .

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4704558/03 (22) 14,06.89 (46) 29,02.92. Бюл. N. 8 (71) Северо-Кавказский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) С. Д. Шляховой, О, Л. Иваншин, Г. H.

Бельчук, B. С. Нуйкин и Н. Д. Граб (53) 622.245.42(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР . Nã 1578316, кл. Е 21 В 33/14, 1988.

Baker oil tools. Technical manual; Baker

packoff Stage cementing collar, product В

0.200-50, december, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДВЕСКИ ПОТАЙНЫХ ОБСАДНЫХ КОЛОНН (57) Изобретение относится к бурению скважин, в частности к устройствам для спуска, подвешивания и цементирования потайных колонн. Цель изобретения — повышение надежности работы за счет уменьшения об/

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к устройствам для спуска, подвешивания. и цементирования потайных колонн в малых межколонных зазорах.

Известно устройство для подвески потайных обсадных колонн, включающее корпус с размещенными на нем плашками для подвески, пакерующий элемент, раструб, имеющий кольцевые конические проточки на внутренней поверхности ui связанньь и срезными элементами с корпусом, и узел стопорения с коническими выступами, взаимодействующими с коническими кольцевыми

„)5U(„) 1716104 А1 ратного хода раструба. Устройство включает корпус с плашками и пакерующим элементом, раструб, имеющий кольцевые проточки и узел стопорения, выполненный в виде стопорных колец, размещаемых в кольцевых проточках раструба. На корпусе имеются кольцевые канавки для взаимодействия со стопорными кольцами, причем расстояние между кольцевыми проточками раструба для установки стопорных колец определяется по формуле L=A —, мм, где А—

6 целое число; 1- шаг кольцевых канавок, мм;

n — число стопорных колец. Благодаря этому условию максимальная длина обратного хода раструба равна 6= —. Выбор шага кольи цевых проточек раструба по приведенной зависимости позволяет добиться минимальной длины обратного хода раструба, при которой не происходит разгерметизация межтрубного пространства. 2 ил. проточками раструба, предназначенный для удержания пакера в сжатом состоянии.

Однако в данном устройстве при снятии нагрузки с раструба последний имеет возможность перемещения вдоль корпуса вверх, и ввиду имеющегося люфта в кольцевых проточках раструба и конических выступов происходит разгерметиэирование пакерного элемента.

Наиболее близкой к предлагаемой является уплотнительная заливочная муфта фирмы "Бейкер", размеры 4 — 1/2 — 9-5/8 иэделие, N- 200-50, включающая уплотнительный элемент (пакер), уплотнительную гильзу с кольцевыми канавками и наружную

1716104 садных колонн состоит из переводника 1, в нижней части которого устанавливается центратор 2 и левый переходник 3, снаб женный шпонкой 4. Посредством шпонки и левой гайки 5 левый переходник соединяется с корпусом 6. Герметизация соединения левого переходника с корпусом осуществляется манжетой, расположенной на гайке

7. На левом переходнике размещена втулка

55 уплотнительную гильзу с размещенным в

его проточке запорным кольцом.

Недостатком данной муфты является наличие обратного хода втулки, равного длине шага кольцевых канавок, после сбро- 5 са давления, необходимого для деформации уплотняющего элемента, что подтверждают .случаи газопроявлений на скважинах М

102, 107, 106 и 117 "Тенгиз" и/о "Прикаспийбурнефть". 10

Уменьшение длины шага кольцевых канавок не дает результата, так как это приводит к уменьшению глубины канавок, размеров запорного кольца и снижает возможность удержания пакера в сжатом состоянии. Другой 15 недостаток — наличие обратного хода раструба — аналогичен описанному выше устройству.

Цель изобретения — повышение надеж- 20 ности работы устройства для подвески потайных обсадных колонн за счет уменьшения обратного хода. раструба.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве, включающем корпус с разме- 25 щенными на нем плашками для подвески и пакерующим элементом,. раструб, связанный срезными элементами с корпусом и имеющий кольцевые проточки на внутренней поверхности, и узел стопорения для 30 удержания пакера в сжатом состоянии, последний выполнен в виде стопорных колец, размещенных в кольцевых проточках раструба,а корпус для взаимодействия со стопорными кольцами имеет ответные кольцевые 35 канавки, причем расстояние между кольцевыми проточками раструба кратно отношению шага кольцевых канавок корпуса к количеству стопорных колец.

Отличием предлагаемого изобретения 40 является установка расчетного количества стопорных колец в зависимости от необходимой величины обратного хода раструба, при этом расстояние между проточками в раструбе для установки стопорных колец 45 должно быть кратно 1/и длины кольцевых канавок патрубка.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид, разрез; на фиг. 2 — узел I на фиг. 1 (выносной элемент) после срабатывания уз- 50 ла стопорения).

Устройство для подвески потайных об8, снабженная пазом под шпонку и выступами 9, перемещающимися в пазах корпуса.

Между втулкой 8 и крышкой 10, навернутой на левый переходник, установлена пружина

11. Крышка 10 упирается в торец раструба

12 через втулку 13, закрепленную штифтами

14. В проточках раструба установлены стопорные кольца 15, взаимодействующие с кольцевыми канавками 16 корпуса и препятствующие ходу раструба от усилия деформации пакерного элемента 17, размещенного на корпусе при попадании одного из стопорных колец в ответные кольцевые канавки корпуса. Расстояние L между проточками в раструбе для установки стопорных колец определяется по формуле

L=A

« . I. и где А — целое число;

1-длина шага кольцевых канавок;

n - число стопорных колец, при этом максимальная длина обратного хода раструба равна

t =—

1 1

A т.е. при установке и стопорных колец максимальная длина обратного хода раструба уменьшается в и раз.

В транспортном положении раструб 12 удерживается на корпусе штифтами 18, С обеих сторон пакерного элемента 17 установлены экструзионные шайбы 19.

В корпусе 6 выполнены карманы 20, в которых размещаются плашки 21, соединенные с муфтой 22 тягами 23 и винтами 24.

В муфте выполнена проточка 25 для размещения в ней свободного конца 26 фиксиру-. ющего элемента. К нижней части корпуса в резьбе присоединяется патрубок 27 со сквозными отверстиями 28, расположенными напротив проточки в муфте 22.

Патрубок 27 соединен в резьбе с ниппелем 29. Между последним и муфтой 22 на патрубке размещена пружина 30, находящаяся в сжатом состоянии.

В нижней части к левому переходнику в резьбе присоединена головка 31 с фиксиру.ющими элементами 32, поджатыми пружиной 33, В проточке левого переходника с помощью штифтов 34 установлена подвижная втулка 35 с уплотнительной втулкой 36.

К нижней части подвижной втулки 35 штифтами 37 прикреплена подвесная пробка 38 с наконечником 39. Во внутренней проточке наконечника установлена втулка

40, удерживаемая штифтами 41.

Технологические операции по герметизации межтрубного пространства с приме-, нением устройства осуществляют сл едующим образом.

1 716104

50

После подвески потайной колонны, закачки и продавки тампонажного раствора и получения сигнала "Стоп" производится герметизацию межтрубного пространства.

Для этого колонна бурильных труб разгружается до собственного веса. В дальнейшем при ходе вниз нагрузка от веса бурильной колонны через переводник 1,, левый переходник 3, крышку 10, штифты 14 и втулку 13 передается на раструб 12, сжимающий после среза штифтов 18 пакерный элемент 17. При движении раструба относительно корпуса происходит последовательное срабатывание стопорных колец 15 при попадании их в кольцевые канавки 16 корпуса 6 до полного сжатия пакерного элемента.

При дальнейшем ходе вниз колонны бурильных труб происходит срез штифтов 14 и нагрузка на раструб не передается, Максимальная длина обратного хода раструба от действия сжатого пакерного элемента в п раз меньше шага кольцевых канавок корпуса (при числе стопорных колец п).

Расчет числа стопорных колец и длины шага кольцевых канавок корпуса обеспечивает длину обратного хода раструба, при которой не нарушается герметичность мвжтрубного пространства после снятия нагрузки с раструба.

При креплении потайных колонн в малых межколонных зазорах, когда объем пакерного элемента ограничен его геометрическими размерами, существующие устройства аналогичного назначения обеспечивают герметичность межтрубного пространства только в том случае, если в момент полного сжатия пакерного элемента произошло срабатывание узла стопорения. Только в этом случае обратный ход раструба минимален.

Предлагаемое устройство для подвески потайных обсадных колонн обеспечивает качественную герметизацию межтрубного

5 пространства. Расчет и выбор шага кольцевых канавок и числа стопорных колец позво. ляет добиться минимальной длины обратного хода раструба, при которой не происходит разгерметизации межтрубного пространст10 ва.

Экономический эффект от применения устройства складывается из экономии вре мени и материальных средств на ликвидацию негерметичности межтрубного пространства.

15 Исправительные работы вклЮчают в себя наращивание потайной колонны с последующим ее цементированием.

Зкономический эффект составляет

12000 руб. по одной скважине.

Формула изобретения

Устройство для подвески потайных обсадных колонн, включающее корпус с раз25 мещенными на нем плашками для подвески и пакерующим элементом, раструб, связанный срезными элементами с корпусом и имеющий кольцевые проточки на внутренней поверхности и узел стопорения для

30 удержания пакера в сжатом состоянии, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы за счет уменьшения обратного хода раструба, узел стопорения выполнен в виде стопорных

35 колец, размещенных в кольцевых проточках раструба, а корпус для взаимодействия со стопорными кольцами имеет ответные кольцевые канавки, причем расстояние между кольцевыми проточками рас40 труба кратно отношению шага кольцевых канавок корпуса к количеству стопорных колец.

1716104

1716104

Корректор И.Муска

Техред М.Моргентал

Редактор М.Петрова

Лроизеодстеенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. Ул.Гагарина. 101

Заказ 593 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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