Способ крепления наружной оснастки к трубам обсадной колонны

Изобретение относится к области крепления нефтяных и газовых скважин, в частности к способам крепления наружной оснастки к трубам обсадной колонны. Способ крепления наружной оснастки к трубам обсадной колонны включает одностороннее закрепление ее стопорными элементами типа потайной болт путем завинчивания их в резьбовые отверстия корпусов оснасток. При этом закрепление осуществляют в пределах длины дуги от 90 до 120 градусов. Рабочие торцы болтов выполняют плоскими и с твердостью меньшей, чем твердость материала трубы колонны для предотвращения образования задира. На другом концевом участке болта выполняют фигурное углубление под шестигранный ключ. Количество болтов выбирают от 2-х до 12 штук, в зависимости от диаметра колонны. Закрепление оснастки осуществляют на одном или нескольких уровнях колонны. Причем закрепление оснастки болтами, приходящимися к нижней части колонны, осуществляют с использованием моментомера с усилием не менее 120 кН, а к трубам верхней части колонны - с усилием не менее 40 кН. Изобретение обеспечивает повышение надежности закрепления оснастки обсадной колонны. 5 ил.

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к способам крепления наружной технологической оснастки к трубам обсадной колонны, спускаемой в скважину, преимущественно с зенитным углом более 45°.

Известно стопорное устройство для крепления скважинного оборудования, спускаемого на колонне труб (см. патент РФ №2190079, МПК7 Е21В 19/00, 17/10, опубл. БИ №27, 27.09.2002 г.), в полном описании которого приведен и способ крепления, заключающийся в забивании во внутренние канавки ограничительного кольца и оснастки через радиальные окна стопорного плоского одностороннего клина, на наклонной рабочей поверхности которого в продольном направлении выполнены фиксирующие ребра в виде канавок и выступов, имеющих в сечении треугольную форму.

Как показал многолетний опыт использования ограничительного кольца со стопорным элементом вышеуказанного типа на промыслах Татарстана, есть случаи смещения с места установок оснасток обсадной колонны, снабженных ограничительными кольцами, в связи с недостаточной надежностью закрепления как ограничительного кольца к трубам обсадной колонны, так и самих оснасток, в частности, центраторов, турбулизаторов, отклонителей и др.

Объясняется это тем, что при прохождении проблемных участков ствола скважины, таких как толстая фильтрационная корка буровых растворов, уступы, желоба, а также большой зенитный угол, при спуске обсадной колонны в скважину нагрузки на систему крепления оснасток обсадной колонны значительно превышают расчетные усилия страгивания стандартных центраторов, турбулизаторов, отклонителей и ограничительных колец с мест закрепления.

Известен способ крепления оснастки к трубам обсадной колонны (см. руководящий документ АО "Татнефть", РД 39-0147585-152-97, введенный в действие с 01.01.98 г.) путем ввинчивания болтов с заостренными концами в отверстие с резьбовой нарезкой в стопорной муфте или муфтовой части, спускаемым в скважину оснастки.

Известен также аналогичный способ крепления оснастки, в частности центраторов к обсадной колонне (см. описание полезной модели патента №92687, МПК Е21В 17/10, опубл. 27.03.2010 г.), путем ввинчивания стопорных болтов со срезаемой головкой в отверстия с резьбовой нарезкой корпуса центратора, а другой - фиксирующий конец выполняют в виде концентрических выступов и канавок, имеющий в продольном сечении треугольную форму.

Недостатками известных способов, приведенных в аналогах, является то, что они требуют для их осуществления стопорных болтов сложной конструкции, требующих большой расход металла, а также недостаточная надежность фиксирования технологической оснастки. Это объяснятся тем, что фиксирующие ребра болтов имеют ограниченную сопрягаемую поверхность с телом трубы колонны, вследствие чего на практике имеются случаи сползания с места установки фиксированного оборудования в процессе спуска колонны труб в скважину.

Известно кольцо стопорное - скребок проволочный (см. патент на полезную модель № 116565, МПК7 Е21В 19/00, 17/10, опубл. 27.05.2012 г., Бюл. №15), в описании которого приведены также способы крепления стопорного кольца, заключающееся в одностороннем закреплении ее стопорными элементами типа потайной болт с фигурным отверстием под шестигранный ключ путем завинчивания в резьбовую нарезку, выполненную в отверстиях кольца и самого скребка, закрепленного с помощью одностороннего клина.

В этом объекте способ крепления стопорного кольца может быть принят в качестве прототипа. В нем недостатки вышеуказанных аналогов частично устранены, например, в части снижения металлоемкости, повышении надежности крепления, возможности контроля над создаваемым усилием прижатия к стенке обсадных труб рабочих поверхностей стопорных болтов с помощью моментомеров. Однако и он не лишен недостатков. Так, в частности, при использовании известного способа не достигается гарантированная надежность крепления оснастки к трубам обсадной колонны, поскольку крепление осуществляется без учета диаметра колонны обсадных труб, оптимальной длины дуги, в пределах которой располагаются отверстия с резьбами для болтов, их количества в зависимости от диаметра спускаемой колонны, а также без учета оптимальной рабочей поверхности болтов, контактируемых с поверхностью колонны.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение сопротивляемости закрепленных центраторов и других оснасток обсадной колонны к усилию страгивания с места их закрепления, с учетом вышеприведенных факторов, приводящих к повышению надежности закрепления оснасток обсадной колонны.

Поставленная техническая задача решается описываемым способом крепления наружной оснастки к трубам обсадной колонны, включающим одностороннее закрепление ее стопорными элементами типа потайной болт путем завинчивания их в отверстия с резьбами корпуса оснасток.

Новым является то, что закрепление наружной оснастки к колонне потайными болтами осуществляют в пределах длины дуги «L», удовлетворяющей следующему условию:

L=90-120°,

при этом их рабочие торцы выполняют плоскими и с твердостью меньшей, чем твердость материала трубы колонны, а на другом концевом участке выполняют фигурное углубление под шестигранный ключ, причем их количество выбирают от 2-х до 12 штук в зависимости от диаметра колонны, при котором закрепление оснастки осуществляют на одном или нескольких ее уровнях в зависимости от диаметра колонны, причем закрепление оснастки болтами, приходящимися к нижней части колонны, осуществляют с использованием моментомера с усилием не менее 120 кН, а к трубам верхней части колонны - с усилием не менее 40 кН.

Предварительно патентные исследования на новизну проводились по патентному фонду института "ТатНИПИнефть" на глубину 20 лет. Анализ известных технических решений в данной области техники показал, что заявляемое техническое решение имеет признаки, которые отсутствуют в аналогах, а их использование в заявляемой совокупности существенных признаков позволяет получить новый технический результат, следовательно, можно предположить, что заявляемое техническое решение соответствует условиям патентоспособности «новизна» и «изобретательский уровень».

Приведенные рисунки поясняют суть заявляемого способа, где на фиг. 1 в качестве оснастки обсадной колонны изображен центратор с односторонне выполненными отверстиями с резьбами под стопорные потайные болты.

На фиг. 2 - стопорный болт в продольном разрезе.

На фиг. 3 - вид сверху на стопорный болт по А-А на фиг. 2.

На фиг. 4 - фрагмент плотного прилегания плоско выполненной рабочей поверхности стопорного болта с наружной поверхностью колонны.

На фиг. 5 - схематическое изображение положения оснастки после закрепления к трубе обсадной колонны стопорными болтами (болты обозначены крестиками), при котором противоположная сторона от болтов своей внутренней поверхностью за счет стягивания болтами плотно прижата к наружной стенке колонны.

Способ осуществляют в следующей последовательности.

Перед началом спуска к трубе 1 колонны одевают приходящуюся к ее нижней части оснастку, например, центратор 2 (см. фиг. 1 и 4), после чего осуществляют закрепление его путем завинчивания в отверстия 3 с резьбами шестигранным ключом до отказа и с натягом стопорных болтов 4 без головок, т.е. потайных, в количестве от 2-х до 12 штук в зависимости от диаметра колонны. Например, чем диаметр колонны больше, тем количество стопорных болтов требуется больше. Рабочие поверхности 5 болтов выполняют плоскими (см. фиг. 2 и 4) и с твердостью, меньшей, чем твердость материала колонны с целью обеспечения максимального контакта с ее наружной поверхностью 6 и сохранения целостности последней, т.е. для исключения образования задиров. На другом конце болтов выполняют фигурное углубление 7 под шестигранный ключ. Под стопорные болты в оснастке-центраторе выполняют отверстия одно- или 2-уровневые, в шахматном порядке, как это изображено на фиг. 1, это когда диаметр колонны большой. Авторами установлено, что отверстия в оснастках под болты необходимо выполнять в пределах дуги «L» (см. фиг. 5), удовлетворяющей следующему условию:

L=90-120°.

Так, стендовыми испытаниями, проведенными в институте ТатНИПИнефть, установлено, что для колонны с диаметром 146 мм оптимальная длина дуги составляет 120°, а количество стопорных болтов 12 шт. При таких значениях показателей при создании нагрузки 90 и более тонны на страгивание оснастки смещение ее с места установки не произошло. Закрепление болтов, приходящихся к нижней части колонны, осуществляют с использованием моментомера с усилием не менее 120 кН, а к трубам верхней части колонны - с усилием не менее 40 кН. Причиной создания большого усилия завинчивания болтов моментомером 120 кН и более является то, что при спуске колонны в скважину в первую очередь основную и большую нагрузку принимает на себя оснастка, приходящаяся к нижней части колонны. Применение моментомера при закреплении оснасток болтами диктуется в необходимости контроля создания оптимального усилия их завинчивания и достижения максимального контакта рабочей их поверхностей с телом трубы обсадной колонны, способствуя тем самым повышению надежности крепления их. В повышении надежности крепления играет роль также часть поверхности оснастки на противоположной стороне от отверстий для стопорных болтов (см. фиг. 5), которая контактировалась с телом колонны. Объясняется это тем, что при завинчивании болтов и создании усилия натяга противоположная сторона оснастки стягивается и своей внутренней поверхностью стремится плотно прилегать к стенке колонны, а при достижении натяга необходимой величины, фиксируемого моментомером, обеспечивается достаточно плотное прилегание.

Технико-экономическое преимущество предложения заключается в следующем.

Использование предлагаемого способа позволит обеспечить дополнительную повышенную надежность к страгивающим усилиям центраторов, или других оснасток при спуске в скважину обсадной колонны и, следовательно, предотвратить смещение их с места установки, что в конечном итоге приведет к качественному цементированию скважины.

Промысловые испытания способа дали положительные результаты.

Способ крепления наружной оснастки к трубам обсадной колонны, включающий одностороннее закрепление ее стопорными элементами типа потайной болт путем завинчивания их в отверстия с резьбами корпуса оснасток, отличающийся тем, что закрепление наружной оснастки к колонне потайными болтами осуществляют в пределах длины дуги «L», удовлетворяющей следующему условию: L=90°-120°, при этом рабочие торцы болтов выполняют плоскими и с твердостью, меньшей, чем твердость материала трубы колонны, а на другом концевом участке болта выполняют фигурное углубление под шестигранный ключ, причем количество болтов выбирают от 2-х до 12 штук, в зависимости от диаметра колонны; при котором закрепление оснастки осуществляют на одном или нескольких ее уровнях, причем закрепление оснастки болтами, приходящимися к нижней части колонны, осуществляют с использованием моментомера с усилием не менее 120 кН, а к трубам верхней части колонны - с усилием не менее 40 кН.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу сборки буровых установок эшелонного типа, предназначенных для кустового бурения. Способ сборки состоит из операций, включающих доставку на площадку комплекта сборочных единиц, расстановку сборочных единиц, монтаж буровой установки посредством стыковки сборочных единиц, силовые испытания и последующий демонтаж буровой установки для отгрузки заказчику.

Изобретение относится к буровым установкам. Спускоподъемный комплекс буровой установки содержит платформу основания, установленную вокруг секций ротора, и вертлюг, расположенный над центром секций ротора.

Изобретение относится к буровым установкам. Буровая установка содержит платформу основания, установленную вокруг секций ротора, и вертлюг, расположенный над центром секций ротора.

Изобретение относится к установке по монтажу буровых штанг для буровой установки, позволяющей монтировать или отсоединять буровые штанги во время буровых работ при помощи приводного вала головной части.

Изобретение относится к талевой системе буровых установок. Талевая система буровой установки с барабанной лебедкой включает лебедку с рабочим и аварийным тормозами, канат, перекинутый через кронблок и талевый блок.

Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию, а именно к устройствам для выполнения подземного ремонта скважин с использованием колонны гибких труб, и может быть использовано при разработке оборудования для выполнения внутрискважинных работ - промывка скважин, удаление гидратных и парафиновых пробок и т.п.

Группа изобретений относится к области нефтедобывающей промышленности и предназначена для подземного ремонта, геофизических и термогидродинамических исследований нефтяных, газовых и других скважин с использованием гибкой трубы и для выполнения внутрискважинных работ.

Группа изобретений относится к способу и системам для проведения спускоподъемных операций на полу буровой установки, размещенной над скважиной. Способ проведения спускоподъемных операций включает в себя этапы, на которых: измеряют, посредством измерительного устройства, параметры длины первой бурильной трубы, принимают параметры длины первой трубы и высоты подъема второй трубы в контроллере, вычисляют посредством контроллера на основе полученных данных вертикальное положение, в которое необходимо перевести первую трубу.

Изобретение относится к водоснабжению из подземных источников. .

Изобретение относится к области борьбы с терроризмом и может быть использовано для выборочного подрыва зданий, укрепленных сооружений и коммуникаций в городских условиях при максимальной защищенности личного состава взрывной команды. Взрывное устройство доставляется под взрываемый объект установкой горизонтально-направленного бурения (ГНБ) через пробуренную скважину. Способ доставки взрывных устройств с помощью установки горизонтально-направленного бурения включает в себя строительство горизонтально-направленной скважины под взрываемый объект и проведение буровых работ из-за безопасных укрытий. Доставку взрывного устройства под взрываемый объект производят с помощью бурильной колонны, состоящей из бурильных труб, расширителя, разъединителя колонны и вертлюга. 3 ил.

Изобретение относится к оборудованию, используемому в подземных скважинах. Способ установки узла соединения ствола скважины в скважине включает этапы, на которых вставляют первую трубную колонну в отклонитель. Осуществляют уплотняющее взаимодействие первой трубной колонны в отклонителе. Открывают устройство управления потоком посредством первой трубной колонны в ответ на вставление. Скважинная система содержит отклонитель, расположенный на пересечении между первой, второй и третьей секциями ствола скважины. Соединитель трубных колонн содержит первую и вторую трубные колонны, которые соединены с его концом. Первая трубная колонна установлена в отклонителе и уплотняющим образом взаимодействует с уплотнением в отклонителе и функционально взаимодействует с устройством управления потоком, расположенным в первой секции ствола скважины. Вторая трубная колонна установлена во второй секции ствола скважины. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 10 ил.

Группа изобретений относится к инструменту и способам подводной установки и испытания фонтанной арматуры. Инструмент для подводной установки и испытания фонтанной арматуры с корабля с использованием корабельного крана выполнен с возможностью быть манипулируемым корабельным краном и содержит подводный блок, содержащий соединительное устройство для разъемного присоединения к подводным устьевым модулям, средства для позиционирования, содержащие движители, систему определения положения опционного пристыкованного подводного аппарата с дистанционным управлением и средства для испытания указанных устьевых модулей, содержащие емкости с текучей средой, а также соединительное устройство для электрического питания и электрического и/или оптического управления. Причем емкости с текучей средой предназначены для испытания на герметичность и для испытания функций клапанов фонтанной арматуры. Технический результат заключается в повышении эффективности установки и испытания фонтанной арматуры. 4 н. и 6 з.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх