Устройство для спуска и цементирования хвостовиков обсадных колонн

 

щ)5 Е 21 В 33/14

Ф

Ж

2f

22

Ю

2д

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕЙИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Й АВТОРСКОМУ СВМДЕТИПЬОТВУ

1 (21) 4838271/03 (22) .11.06.90 (46) 07.08.92. Бел. И 29 (71) Туркменское производственное объединение по геолого-разведочным работам "Туркменгеология" (72) Е.Л.Барсук (56) Авторское свидетельство СССР

И 1130688, л-;:: E 21 В 33/14, 1984.

Авторское свидетельство CCCP

М 909128, кл. Е 21 В 33/14, 1982.

2 (g4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СПУСКА И БНИН"

ТИРОВАНИЯ ХВОСТОВИКОР ОБСАДНЫХ КОЛОНН (g4) Использование: при цементировании обсадных колонн, спускаемых в скважины хвостовиками. Обеспечивает возможность вращения хвостовика при спуске и контроле за его отсоединением. Сущность: устройство включает корпус, муфту 7 и трубчатый шток 1, помещенный в корпус. Трубчатый шток выполнен в нижней части с заглуш175293 кой 13, а в верхней части - с ниппелем 17 с наружной резьбовой поверх,ностью, ввертышем 9 и контргайкой

6. На корпусе помещена гайка 5 ° Она выполнена,с возможностью образования шлицевого соединения со штоком

16-12 в его верхнем положении. Ввертыш связан левой резьбой по наружной поверхности с муфтой. По внутренней поверхности он выполнен с резьбой под резьбу ниппеля. Контргайка помещена между ввертышем и гайкой и связана с внутренней поверхностью корпуса левой резьбой. Шаг этой резьбы превышает шаг резьбы на муфте.

Контргайка образует со штоком допол4

4 нительное шлицевое соединение." Вращение хвостовика осуществляют через трубчатый шток и шлицевое соединение

l6-12 и контргайку 6. Выворачивание последней предотвращается ввертышем

9. Для отмывки цементного раствора основное шлицевое соединение размыкают и осуществляют заворачивание ниппеля 17 во ввертыш 9 с одновременным его отсоединением от муфты. По окончании ОЗЦ вращением вправо через дополнительное шлицевое соединение осуществляют отворачивание гайки от корпуса и извлекают трубчатый шток со всеми связанными с ним элементами.

2 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и водоснабжению, а именно к бурению,и может быть использовано при цементировании хвостовиков обсадных колонн в скважинах.

Известно устройство для цементирования секций обсадных колонн и хвостовиков, содержащих корпус с радиальными отверстиями, посадочное седло с запорным элементом, муфту с левой резьбой, упругую втулку, гильзу, зажимы, срезные и фиксирующие элементы.

Недостатками устройства являются опасность проворота хвостовика в процессе спуска, что может привести к преждевременному рассоединению подвесной колонны и хвостовика, невозможность применения цементировочных пробок, ненадежность сбросных,: срезных, фиксирующих и деформирующих элементов, срабатывание которых предусмотрено в определенном порядке, ненадежность контроля по приро-сту давления, когда величина этого прироста в условиях скважины не поддается расчету, .может оказатьсяв пределах флюктуации давлений технологического процесса или может быть вызвана действием иных, заранее не предусмотренных факторов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является . устройство для цементирования потайных обсадных колонн, включающее корпус, муфту, трубчатый шток с раЦель изобретения - повышение надежности в работе за счет обес45 печения возможности вращения хвостовика при спуске и контроле за его отсоединением.

I

Поставленная цель достигается тем, что устройство для спуска и цементирования хвостовиков обсадных колонн,. включающее корпус, муфту в его верхней части, трубчатый шток, помещенный в корпус и ныпол: енный с заглушкой в нижней части, радиальными отверстиями над ней и гайкой, соединенной с корпусом левой резьбой и выполненной с вози "но стью образования шлицевого соедиР

40 диальными отверстиями, уплотнением и шлицами в нижней части, выполненными с возможностью взаимодействия со шлицами левой гайки, и хвостовик с цементировочной пробкой.

Недостатком этого устройства является ненадежность узла подвески хвостовика на пальцах в фигурных пазах муфты. В процессе спуска хвостовика вследствие незначительной длины фигурных пазов при резких посадках, крутильных ударах или в результате ошибок персонала возможен преждевременный сдвиг цементировочной пробки, наличие фигурных пазов на муфте ослабляет ее функцию воронки при спуско- подъемных операциях и может послужить причиной осложнений и аварий при последующем бурении.

5 175 нения со штоком в его верх,ем положе "

l нии, снабжено ниппелем с наружной реэьбовой поверхностью, помещенным в

) верхней части щтока, ввертышем и контргайкой, при этом ввертыш св„-эан левой резьбой по наружной поверхности с муфтой и выполнен с рез ьбой по внутренней поверхности под резьбу ниппеля, а контргайка связана с внутренней поверхностью корпуса левой резьбой, имеющей шаг резьбы, превышающий шаг резьбы на муфте, и " помещена между ввертышем и гайкой с возможностью взаимодействия с ними торцовыми поверхностями и образования дополнительного шлицевого соединения со штоком на. расстоянии от основного шлицевого соединения, меньшем расстояния между ниппелем и ввертышем.

На фиг. 1 изображено устройство в транспортном положении, соответствующем спуску:хвостовикг обсадной колонны, на фиг. 2 — разрез А-А на фиг.1.

Устройство содержит трубчатый шток

1, который является передовым нако-. нечником подвесной колонны ? труб. . К верхней обсадной трубе хвостовика, присоединен корпус 3 устройства, на верхнем конце которого выполнена внутренняя удлиненная левая резьба 4, )сопрягающаяся с гайкой 5 и контргай-! кой 6, снаружи закреплена муфта « с внутренней левой резьбой 8. По резьбе 8 с муфтой соединен ввертыш 9, упирающийся своим нижним торцом в торец контрайги б. Гайка 5 выполнена составной и содержит кольцевое уплотнение 10, которое взаимодействует с проходящим через него трубчатым штоком 1. Гайка 5 и контргайка 6 на своих нижних торцах снабжены шлицами 11 и 12. Трубчатый шток 1 пере. крыт на своем нижнем торце заглушкой

13 снабжей радиальным отверстием "

14, шлицами - на нижнем конце 15 и в средней части 16, взаимодействующими со шлицами соответственно 11 гайки 5 и 12 — контграйки б, и вы- полнен на своем верхнем конце с верхним ниппелем 17, взаимодействующем с резьбой 18 ввертыша 9. Под трубчатым штоком 1 на корпусе 3 устройст"-" ва выполнена ложная муфта 19, перекрИ" < вающая отверстия 20 и 21, между кото" рыми внутри корпуса размещена цеме«й"/ тировочная пробка 22.

2934

Устройство работает следующим вбоаэом. ний конец колонны. Далее закачивают цементный раствор и частично в объеме подвесной колонны промывочную

) жидкость, Производят посадку подвес„ ной колонны, разгружая вес. обсадной колонны на забой и перемещая трубчатый шток 1 на заранее известное расстояние. При этом цементировочная пробка 22 сдвигается вниз до

1О

3Q

В скважину опускают подвеску, состоящую из колонны обсадных труб с корпусом 3, муфтой 7, навернутыми на резьбу 4 гайкой 5, контргайкой.

6 и на резьбу 8 — ввертышем 9. Внутри корпуса проходит шток 1 с ниппелем 17 в верхней части, при этом шлицевое соединение 12-13 сомкнуто, а 11-15 разомкнуто. Радиальное отверстие. 14 находится ниже уплотнения 1,0 в полости корпуса 3, цементировочная пробка 22 размещена между отверстиями ?О и 21, ввертыш 9 нижним торцом упирается в контргайку 6.

Полости обсадной и подвесной колонны заполняют по иере спуска промывочньм раствором. При технологической необходимости обеспечивается возможность промывки и(или) вращения подвески. Промывка осуществляется через канал подвесной колонны 2 трубчатого штока 1, радиальное отверстие 14, отверстие 21, полость ложной муфты 19, отверстие 20 и по1 лост ь обсадной колонны труб. Вращение ведется чеоез подвесную колонну труб 2, трубчатый шток 1, шлицевое соединение 16-12," контргайку б и левую резьбу 4, выворачивание контргайки 6 при этом предотвращается ввертышем 9, ход левой резьбы на котором меньше, чем на контргайке.

По достижении устройством интервала установки обсадной колонны давлением в трубах создают циркуляцию промывочного раствора "через нижперекрытия или прохода отверстий 20.

Давлением насоса, закачивающего промывочную жидкость, обеспечивается дальнейшее движение цементировочной пробки 22 по обсадной колонне.

" После закачки промывочной жидкости и получения на манометре давления

"Стоп" проверяют работу обратного клапана на обсадной колонне, открывая сбросовый кран на нагнета7 175293ч 8 тельной линии. При негерметичности клапана из крана будет наблюдаться излив промывочной жидкости. Операцию отмывки излишков цементного раствора выполняют в следующей последовательности: допускают подвеску с трубчатым штоком 1 вниз до посадки ниппеля 17 в резьбу 18. Контроль посадки ведут по заранее известной величине спуска труб подвески и показаниям индикатора веса. При этом шлицевоесоединение 16-12 размыкается и вращением подвесной колонны 2 вправо выполняют заворот ниппеля 17 во ввертыш

9 и отворот по левой резьбе 8 из муфты 7. Контроль операции ведут по заранее известному числу оборотов подвески и показаниям индикатора веса.

Далее поднимают подвесную колонну до замыкания шлицевого соединения

16-12 и вращением вправо отворачивают контргайку 6, Контроль операции ведут по заранее известным величине подъема, числу оборотов подвески и показаниям индикатора веса.

После полного отворота контргайки поднимают подвеску с трубчатым штоком 1 до выхода радиального отверстия

1ч из уплотнения 10. Контроль операции ведут по заранее известной величине подъема подвесной колонны, показаниям индикатора веса и манометра (после восстановления циркуляции). При циркуляции через радиальное отверстие, сообщающееся непосредственно с затрубным пространством, давление на манометре будет меньшим, чем при заключительной фазе цементажа. Циркуляция может производиться в течение всего периода ОЗЦ, но не должна быть менее одного цикла промывкй интервала ствола скважины от устья до места установки устройства.

В зависимости от конкретных геологических условий в скважине операции закачки промывочной жидкости после сдвига цементировочной пробки и ОЗЦ, могут выполняться как при разгруженной на забой, так и подвешенной на трубчатом штоке обсадной колонне.

По окончании ОЗЦ вращением подвесной колонны 2 вправо через шлицевое соединение 15-11 производят отворот гайки 5 с уплотнением 10 по левой резьбе 4 от корпуса 3 устройства.

5 !

О

Далее извлекают из скважины подвесную колонну 2 с трубчатым штоком 1, ниппелем 17 с присоединенным к нему ввертышем 9, контргайкой 6 и гайкой

5 с уплотнением 10. При исправном обратном клапане и возможности выполнения цементирования обсадной колонны в разгруженном на забой состоянии отсоединение и подъем подвесной ко-. лонны и элементов устройства на поверхность могут быть выполнены до завершения ОЗЦ.

Использование устройства повышает надежность всех технологических операций по спуску и цементированию хвостовиков обсадных колонн, позволяет сократить аварийность и повысить качество этих работ и благодаря этому увеличивает производительность буровых работ и снижает их стоимость. формула изобретения

25 устройство для спуска и цементирования хвостовиков обсадных колонн, включающее корпус, муфту в его верхней части, трубчатый шток, помещенный в корпус и выполненный с заглушЗО кой в нижней части, радиальными отверстиями над ней и гайкой, соединенной с корпусом левой резьбой и выполненной с возможность образования шлицевого соединения со штоком в его верхнем положении, о т л и ч а ю35 щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности его в работе за счет обеспечения возможности вращения хвостовика при спуске и контроле

40 за его отсоединением, оно снабжено ниппелем с наружной резьбовой поверхностью, помещенным в верхней, части штока, ввертышем и контргайкой, при этом ввертыш. связан ле5 вой резьбой по наружной поверхности с муфтой и выполнен с резьбой по внутренней поверхности под резьбу ниппеля, а контргайка связана с внутренней поверхностью корпуса левой резьбой, имеющей шаг резьбы, превышающий шаг резьбы на муфте, и помещена между ввертышем и гайкой с возможностью взаимодействия с ними торцовыми поверхностями и образова-. ния дополнительного шлицевого соединения со штоком на расстоянии от основного шлицевого соединения, меньшем расстояния между нийпелем и ввертышем.

175293) Составитель E.áàðñóê

Техред Корректор О, Густи

Редактор Н. Я цола

Заказ 2742 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-Э5, Раушская наб., д. 4/5

Проиэводственно-иэдательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина, 101