Узел соединения обсадных труб



Узел соединения обсадных труб
Узел соединения обсадных труб
Узел соединения обсадных труб

 


Владельцы патента RU 2425947:

Пантюхин Владимир Михайлович (RU)

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к области буровой техники, и может быть использовано для соединения труб. Устройство включает пару жестко связанных с концами труб соединительных элементов, обеспечивающих стыковочное соединение торцевых поверхностей труб, установленный в посадочный паз закладной стопорящий элемент со сквозным отверстием, крепежную деталь, обеспечивающую фиксацию закладного стопорящего элемента. Пара элементов включает пластину, прикрепленную к концу одной трубы, втулку с внутренней резьбой, прикрепленную к концу другой трубы. Пластина содержит продольную прорезь для входа втулки, соответствующую ей по размерам, и поперечный посадочный паз, соответствующий по форме и размерам закладному стопорящему элементу. Продольная прорезь выполнена с частичным перекрытием посадочного паза. Сквозное отверстие на закладном стопорящем элементе выполнено соответствующим по форме и размерам втулке. В качестве крепежной детали использован болт. Снижается металлоемкость, упрощается монтаж. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к области буровой техники, а именно к оборудованию для крепления ствола скважины обсадными колоннами, и может быть использовано для соединения обсадных труб.

Известно соединение бурильных и обсадных труб, содержащее две кулачковые полумуфты, выполненные на концах труб, обечайку, радиальные прорези, выполненные в обечайке и в одной из труб, соединительные элементы в виде параллелепипеда с головкой и центральным отверстием (патент на изобретение №2149976 «Соединение обсадных и бурильных труб», опубликовано 27.05.2000, МПК Е21В 17/02). Недостатком данного изобретения является громоздкость конструкции, большое количество конструктивных элементов, что вызывает трудности при монтаже и увеличивает риск неисправности всей системы крепления. Также для использования данного соединения необходимы специально обработанные по краям трубы, что увеличивает стоимость системы.

Известно соединение бурильных труб, состоящее из ниппеля и муфты с кулачками на сопрягаемых поверхностях, а также фиксатор. Кулачки расположены в шахматном порядке и выполнены в форме параллелепипедов с наклонными контактными поверхностями (авторское свидетельство СССР №233572 на изобретение «Замковое соединение бурильных труб», опубл. 24.12.1968 г., МПК E21b). Недостатком известного соединения является сложность конструкции и недостаточная надежность, поскольку при больших нагрузках происходит деформация крепежных деталей, что ведет к рассоединению колонны труб.

Известен узел соединения обсадных труб, наиболее близкий к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков и выбранный в качестве прототипа, содержащий пару соединительных элементов в виде двух кулачковых муфт, жестко связанных с концами труб и обеспечивающих стыковочное соединение торцевых поверхностей труб, установленный в посадочный паз закладной стопорящий элемент со сквозным отверстием; крепежную деталь, обеспечивающую фиксацию закладного стопорящего элемента. Закладной стопорящий элемент выполнен в виде сектора с сечением неравнобокого уголка, установлен в посадочный паз на конце одной из труб через сквозной паз в кулачковой муфте и зафиксирован крепежным элементом (авторское свидетельство СССР №636367 на изобретение «Соединение бурильных и обсадных труб», опубл. 05.12.78, МПК Е21В 17/02). Недостатком известного решения является громоздкость конструкции и сложность монтажа.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в упрощении конструкции соединения обсадных труб.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении заявленного изобретения, заключается в снижении металлоемкости конструкции и упрощении монтажа обсадной трубы.

Указанный технический результат достигается тем, что узел соединения обсадных труб содержит пару жестко связанных с концами труб соединительных элементов, обеспечивающих стыковочное соединение торцевых поверхностей труб, установленный в посадочный паз закладной стопорящий элемент со сквозным отверстием и крепежную деталь, обеспечивающую фиксацию закладного стопорящего элемента. Пара соединительных элементов включает пластину, прикрепленную к концу одной трубы, и втулку с внутренней резьбой, прикрепленную к концу другой трубы. Пластина содержит продольную прорезь для входа втулки, соответствующую ей по размерам, и поперечный посадочный паз, соответствующий по форме и размерам закладному стопорящему элементу. Продольная прорезь для входа втулки выполнена с частичным перекрытием посадочного паза, сквозное отверстие на закладном стопорящем элементе выполнено соответствующим по форме и размерам втулке, а в качестве крепежной детали использован болт.

Предпочтительно, чтобы закладной стопорящий элемент был выполнен в виде пластины.

Предпочтительно также, чтобы между закладным стопорящим элементом и крепежной деталью была установлена шайба, наружный диаметр которой превышает диаметр отверстия на закладном стопорящем элементе.

Предпочтительно также, чтобы посадочный паз, сквозное отверстие и продольная прорезь были выполнены с зазорами, обеспечивающими свободное размещение и перемещение деталей.

Предпочтительно также, чтобы узел соединения обсадных труб содержал, по меньшей мере, две диаметрально расположенные пары соединительных элементов, обеспечивающих стыковочное соединение торцевых поверхностей труб.

Сопоставительный анализ заявляемого изобретения с прототипом показал, что во всех случаях выполнения оно отличается от известного, наиболее близкого технического решения:

- выполнением пары соединительных элементов в виде пластины, прикрепленной к концу одной трубы, и втулки с внутренней резьбой, прикрепленной к концу другой трубы;

- наличием на пластине продольной прорези для входа втулки, соответствующей ей по размерам;

- наличием на пластине поперечного посадочного паза, соответствующего по форме и размерам закладному стопорящему элементу;

- выполнением продольной прорези с частичным перекрытием посадочного паза;

- выполнением сквозного отверстия на закладном стопорящем элементе, соответствующим по форме и размерам втулке;

- использованием болта в качестве крепежной детали.

В предпочтительных случаях выполнения заявляемое изобретение отличается от известного, наиболее близкого технического решения:

- выполнением закладного стопорящего элемента в виде пластины;

- наличием шайбы, установленной между закладным стопорящим элементом и крепежной деталью;

- выполнением шайбы с наружным диаметром, превышающим диаметр отверстия на закладном стопорящем элементе;

- выполнением паза, отверстия и прорези с зазорами, обеспечивающими свободное размещение и перемещение деталей;

- наличием, по меньшей мере, двух диаметрально расположенных пар соединительных элементов, обеспечивающих стыковочное соединение торцевых поверхностей труб.

Выполнение пары соединительных элементов в виде пластины с прорезью, прикрепленной к концу одной трубы, и втулки, прикрепленной к концу другой трубы, позволяет снизить металлоемкость конструктивных элементов конструкции. Наличие на пластине поперечного посадочного паза, соответствующего по форме и размерам закладному стопорящему элементу; выполнение продольной прорези, частично перекрывающей посадочный паз; выполнение сквозного отверстия на закладном стопорящем элементе, соответствующим по форме и размерам втулке, обеспечивает надежное соединение обсадных труб в колонну и исключает их рассоединение при рабочих нагрузках. Наличие во втулке внутренней резьбы позволяет использовать стандартный болт в качестве крепежного элемента, что в свою очередь обеспечивает простоту монтажа. Наличие установленной между закладным стопорящим элементом и крепежной деталью шайбы с наружным диаметром, превышающим диаметр отверстия на закладном стопорящем элементе, повышает надежность фиксации стопорного элемента и надежность конструкции в целом. Выполнение пазов и отверстий с зазорами, обеспечивающими свободное размещение и перемещение деталей, упрощает монтаж и демонтаж обсадной колонны и снижает трудозатраты.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-3.

На фиг.1 представлен узел соединения обсадных труб, вид в сборе, с частичным вырезом.

На фиг.2 представлен узел соединения обсадных труб, вид по А-А на фиг.1

На фиг.3 представлен узел соединения обсадных труб в разобранном виде.

Узел соединения обсадных труб 1, 2 содержит пару I соединительных элементов, включающих пластину 3, прикрепленную к концу трубы 1, и втулку 4 с внутренней резьбой, прикрепленную к концу трубы 2, жестко связанных (например, посредством сварки) с концами труб 1, 2 и обеспечивающих стыковочное соединение их торцевых поверхностей. Пластина 3 содержит продольную прорезь 5 для входа втулки 4, соответствующую ей по размерам, и поперечный посадочный паз 6, соответствующий по форме и размерам закладному стопорящему элементу 7, при этом продольная прорезь 5 выполнена с частичным перекрытием посадочного паза 6. Закладной стопорящий элемент 7 содержит сквозное отверстие 8, соответствующее по форме и размерам втулке 4. В качестве крепежной детали, обеспечивающей фиксацию закладного стопорящего элемента 7, использован болт 9. В предпочтительном варианте закладной между закладным стопорящим элементом 7, выполненным в виде пластины, и болтом 9 установлена шайба 10, наружный диаметр которой превышает диаметр сквозного отверстия 8 на закладном стопорящем элементе 7. Продольная прорезь 5, посадочный паз 6 и сквозное отверстие 8 выполнены с зазорами, обеспечивающими свободное размещение и перемещение деталей при монтаже и демонтаже устройства. Узел соединения обсадных труб может содержать, по меньшей мере, две диаметрально расположенные пары I, II соединительных элементов.

Устройство работает следующим образом.

Первая из труб обсадной колонны опускается в скважину так, чтобы имелся свободный доступ к втулке 4. Сверху пристыковывается конец следующей обсадной трубы, при этом втулка 4 нижней трубы 2 должна войти в продольную прорезь 5 на платине 3, прикрепленной к концу верхней трубы. Для надежного закрепления конструкции и предотвращения рассоединения труб в поперечный посадочный паз 6 на пластине 3 вставляется закладной стопорящий элемент 7, при этом втулка 4 проходит сквозь отверстие 8. Затем стопорящий элемент фиксируется болтом 9, вворачиваемым во втулку 4, внутренняя резьба которой соответствует резьбе болта 9. Для надежной фиксации между болтом 9 и стопорящим элементом 7 установлена шайба 10 с наружным диаметром, превышающим диаметр сквозного отверстия 8 на закладном стопорящем элементе 7.

1. Узел соединения обсадных труб, содержащий пару жестко связанных с концами труб соединительных элементов, обеспечивающих стыковочное соединение торцевых поверхностей труб, установленный в посадочный паз закладной стопорящий элемент со сквозным отверстием, крепежную деталь, обеспечивающую фиксацию закладного стопорящего элемента, отличающийся тем, что пара соединительных элементов включает пластину, прикрепленную к концу одной трубы, и втулку с внутренней резьбой, прикрепленную к концу другой трубы, пластина содержит продольную прорезь для входа втулки, соответствующую ей по размерам, и поперечный посадочный паз, соответствующий по форме и размерам закладному стопорящему элементу, при этом продольная прорезь выполнена с частичным перекрытием посадочного паза, сквозное отверстие на закладном стопорящем элементе выполнено соответствующим по форме и размерам втулке, а в качестве крепежной детали использован болт.

2. Узел соединения обсадных труб по п.1, отличающийся тем, что закладной стопорящий элемент выполнен в виде пластины.

3. Узел соединения обсадных труб по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит шайбу, установленную между закладным стопорящим элементом и крепежной деталью, при этом наружный диаметр шайбы превышает диаметр отверстия на закладном стопорящем элементе.

4. Узел соединения обсадных труб по п.1, отличающийся тем, что паз, отверстие и прорезь выполнены с зазорами, обеспечивающими свободное размещение и перемещение деталей.

5. Узел соединения обсадных труб по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что содержит, по меньшей мере, две диаметрально расположенных пары соединительных элементов, обеспечивающих стыковочное соединение торцевых поверхностей труб.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области горного дела, а именно к колоннам обсадных труб, используемым при ударно-забивном бурении скважин на акваториях. .

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, а именно к устройствам для разъединения резьбовых соединений бурильных, обсадных и других труб при креплении скважин секциями обсадных колонн.

Изобретение относится к резьбовым соединениям труб. .

Изобретение относится к горному делу и может быть применено в бурении скважин для расширения колонны труб, например обсадных. .

Изобретение относится к области горного дела, в частности к нефтегазодобывающей промышленности, и может быть использовано для соединения обсадных колонн или насосно-компрессорных труб в нефтяных и газовых скважинах.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для восстановления и возвращения в эксплуатацию аварийных скважин, выведенных из эксплуатации по причине негерметичности у них верхней части обсадной колонны, чаще всего - по высоте кондуктора, где нет заколонного цементного камня.

Изобретение относится к оборудованию, которое может быть использовано при бурении и завершении буровой скважины в подземной формации и при добыче текучих сред из таких скважин.
Изобретение относится к соединению конструктивных элементов и может быть использовано при подготовке к эксплуатации и ремонте труб и другого нефтепромыслового оборудования с коническими резьбовыми соединениями.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к соединению конструктивных элементов, и может быть использовано при подготовке к эксплуатации и ремонту труб и другого нефтепромыслового оборудования с коническими резьбовыми соединениями.

Изобретение относится к нефтяной, нефтехимической и газовой промышленности, в частности нефтегазопромысловому оборудованию. .

Группа изобретений относится к резьбовым соединениям труб. Соединение содержит охватываемый и охватывающий элементы, на концах которых на наружной и внутренней поверхностях, соответственно, выполнены упорные трапецеидальные резьбы с конусностью 1:16, углом наклона опорной грани профиля витка 2-4° к нормали осевой линии резьбы и углом наклона закладной грани профиля витка 9-11° к нормали осевой линии резьбы. Соединение выполнено с внутренним герметизирующим узлом, образуемым контактирующими между собой упорными торцевыми поверхностями, расположенными перпендикулярно к осевой линии резьбы. Длина упорного торца охватываемого элемента составляет 6,9-100,3 мм. Описан вариант выполнения соединения. Изобретение обеспечивает герметичность соединения при воздействии значительных разнонаправленных нагрузок и износостойкость соединения. 2 н.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к способам герметизации резьбовых соединений обсадных труб, применяемых в нефтяной и газовой промышленности. Способ герметизации обсадных труб с прокладкой с памятью включает использование упругих и упругопластических деформаций элементов резьбовых соединений. В качестве упругопластического герметизирующего элемента используется кольцевая прокладка из сплава с памятью, например нитинола. Прокладка помещается между торцами соединяемых обсадных труб. Предварительно прокладка охлаждается в криостате до низкой температуры, например жидкого азота, и деформируется в нем, меняя свою форму и уменьшая размеры по высоте. После этого она быстро устанавливается на предназначенное ей место внутри муфты между торцами соединяемых труб. Изобретение обеспечивает достаточную герметичность резьбовых соединений обсадных труб при любых нагрузках и в течение всего срока эксплуатации. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к резьбовым соединениям обсадных труб. Техническим результатом является газогерметичность соединения при действии разнонаправленных нагрузок, улучшение характеристик свинчиваемости соединения и увеличении его износостойкости. Соединение содержит охватываемый и охватывающий элементы, на концах которых выполнены упорные трапецеидальные резьбы с конусностью 1:16. Углы наклона закладной и опорной граней профиля витка к нормали осевой линии резьбы 10-30° и 0-10° соответственно. Внешний герметизирующий узел образован радиальными уплотнительными поверхностями, выполненными под углом 7-12° к осевой линии резьбы, и упорными торцевыми поверхностями, выполненными под углом 5-17° к нормали осевой линии резьбы. Внутренний герметизирующий узел образован радиальными уплотнительными поверхностями, выполненными под углом 1,5-4,0° к осевой линии резьбы. На длине, равной 20-40% от общей длины резьбы, выполненной на охватываемом элементе, начиная от захода резьбы, осуществлено протачивание резьбы с уменьшением ее высоты до 50% от полной высоты профиля резьбы. На сходе резьбы охватывающего элемента выполнена окружная канавка, переход от поверхности которой к радиальной уплотнительной поверхности выполнен сферическим. 3 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к способам герметизации обсадных колонн в нефтяной и газовой промышленности. Техническим результатом является сохранение герметичности обсадных колонн в течение всего срока службы. Сущность изобретения заключается в том, что по свинченному резьбовому соединению муфты (2) и обсадной трубы (1) пропускается импульсный электрический ток (6) такой силы и продолжительности, как при точечной сварке, при которых в местах касания по выступам шероховатых поверхностей муфты (8) и трубы (7) образуются сварочные соединительные точки (9), обеспечивающие неподвижность элементов соединения в течение всего срока эксплуатации. 4 ил.

Группа изобретений относится к скважинным системам для выполнения окна в обсадной колонне, установленной в стволе скважины, и к указанной обсадной колонне. Технический результат заключается в увеличении срока службы обсадной колонны. Скважинная система для выполнения окна в обсадной колонне, установленной в стволе скважины, содержит первое и второе стальные звенья обсадной колонны; алюминиевое выходное звено, установленное между первым и вторым стальными звеньями обсадной колонны. Алюминиевое выходное звено имеет первое соединение компонентов с первым стальным звеном обсадной колонны и второе соединение компонентов со вторым стальным звеном обсадной колонны, причем алюминиевое выходное звено функционально выполнено с возможностью выполнения окна в нем. Скважинная система дополнительно содержит первую втулку, установленную в первом соединении компонентов, образующую гальваническую изоляцию между алюминиевым выходным звеном и первым стальным звеном обсадной колонны, и вторую втулку, установленную во втором соединении компонентов, образующую гальваническую изоляцию между алюминиевым выходным звеном и вторым стальным звеном обсадной колонны. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 17 ил.
Наверх