Устройство для подвески потайных обсадных колонн

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТЗУ

II II 883339 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву 176! 696 (22) Заявлено 060279 (21) 2723233/22-03 с присоединениехт заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 23.1 1.81. Бктллетень Pli 43

Дата опубликования описания 23,11.81 (51) М. Кл.

Е 21 В 33/14

Государственный квинтет ло делам нзооретеннй н открытий (53) УДК 622 ° 245.12(088.8) С.Д.Шляховай, Г.Н.Бельчук, И.И.Андрианов и О.Л.Иваншин (72) Авторы изобретения

Северо-Кавказкий государственный gàó÷ío — исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности . (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДВЕСКИ ПОТАЙЕ!ЫХ ОБСАДНЫХ

КОЛОНЕ!

Изобретение относится к технике изоляции пластов в нефтяных и газовых скважинах, а именно к устройствам для подвески потайных обсадных колонн.

По основному авт.св. ll 761696 иэ5 вестно устройство для подвески потайных обсадных колонн, включающее разъединитель с пакерной трубой, внутренний и наружный пакера, плашки, соединенные

1О тягами с поршнем, раэмещенньп1и на опорной муфте, имеющей вгускные отверстия 1).

Недостатком устройства является то, что отверстия, подводящие буро15 вой раствор к поршню, ничем не закрыты, что влечет за собой преждевременное срабатывание гидропривода, происходящее в процессе спуска колонны за счет гидродинамическо1 о давления и в начальный момент сn 1.- 1ия циркуляции бурового ра TII(p;1 .

Цель изобретения — II(I(I IIIIBHIIp Hll дежнос ти р 1б!) Т11 3(I f((é тI(;I .

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено втулкой, размещенной между пакерной трубой и муфтой и связанной с ней гильзой с посадочным седлом, причем втулка имеет герметизатор и выполненные над ним отверстия, а гильза установлена с возможностью их перекрытия, кроме того, посадочное седло гильзы выполнено в виде цанги, а посадочное седло гильзы выполнено в виде клапана, зафиксированного среэным штифтом.

На фиг. 3 изображено устройство для подвески потайных обсадных колонн, общий вид; на фиг. 4 — сечение

А-A на фиг. 2; на фиг. 5 — поперечное сечение выступом тяг; на фиг. 6 и 7 — первый вариант устройства, выполненного с посадочным седлом гильзы, в виде цанги; на фиг. 8 — устройство с посадочным седлом в виде ванги, после выхода шара иэ гильзы; на фиг. 9 — второй вариант устройства выполненного с посадочным седлом

О

35.

55 в виде откидного клапана в начальный момент движения гильзы; на фиг. 1О устройство с посадочным седлом в BH де откидного клапана, после подвешивания потайной колонны, открытия клапана а выхода шара.

Устройство изображенное на фиг.1-9 состоит из разъединителя, включающего переходник 1, соединенный с несущим стволом 2. К нижней части несущего ствола присоединяется пакерная труба 3, с размещенными на ней пакерами 4, удерживаемым кольцом

5 и штифтами 6.

Гидропривод устройства включает поршень 7, размещснный на муфте 8 . соединенный с промежуточным латрубком 9, удерживаемый пружиной !О. В нижней части поршня 7, выполнен паз

11, перемещающийся по ограничителю хода 12, устанавливаемого в муфте 8.

К верхней части поршня 7, присоединяется на резьбе опора 1,3„ в пазах

14 которой устанавливаются тяги 15, закрепляемые шарнирно штифтами 16.

Тяги 15 н верхней части устанавливаются в окна 17 плашек 18 и закрепляются шарнирно штифтами 19, Плашки

18 устанавливаются,в пазы 20 опорной муфты 21. Тяги !5 снабжены внутренними 22 и наружными 23 выступами, которые соприкасаются с соответствующими поверхностями опоры 13 и плашек

18 при подвеске, потайной колонны.

Выступы 22 и 23 в сечении выполнены в форме трехгранной призмы (фиг.5)„ причем две стороны 24 призмы имеют закругление 25, которое соприкасается с поверхностями плашек 18 и опоры

13 и при движении плашек вверх тяги

15 поворачивается на определенный угол закруглением 25 и достигается постоянный контакт сопрягаемых поверхностей.

В пространстве Д, в муфте 8 на пакерной трубе 3 закреплена полая втулка 26, с отверстиями 27 и срезными штифтами 28..Полая втулка 26 снабжена герметизатором 29. Отверстия 27 перекрываются в первом варианте гильзой 30, выполненной совместно с цанговым седлом, которая закрепляется в полой втулке 26.срезными штифтами 31.. Полая втулка имеет расточку 32. Нижняя часть гильзы 30, выполненной совместно с цанговым седлом, изготовлена разрезной со щелями 33 и конической. При установке гильзы ЗО в полую втулку 26 щели 33 совмещаются и коническая час ть с тановится цилиндрической. Первый вариант применяется в тех случаях, когда подвешивание потайной колонны осуществляется на больших глубинах и объем сжатого бурового раствора значителен. В этом случае буровой раствор обладает большой потенциальной энергией, которая может вызвать после среза штифтов 31 гидродинамический удар на систему штифтов и проход шара через седло на забой. В этом случае гидропривод не сможет вывести плашки в зацепление с колонной, так как для этого нужно определенное время, в котором он должен находиться под давлением.

Поэтому гильза 30 снабжена цангой, имеющая щели 33, через которые происходит переток части бурового раствора и ослабление гидродинамического удара.

Во втором варианте отверстия 27 перекрываются гильзой 34, снабженной штифтом 35, срезными штифтами 36 и клапаном 37.

Второй вариант применяется тогда, когда подвешивание потайной колонны осуществляется на малых глубинах и гидродинамический удар при посадке шара и среза штифтов 36 незначителен, так как объем бурового раствора мал и не обладает большой потенциальной энергией. Срез штифтов 31 и открытие отверстия 27 для подачи бурового раствора на гидропривод в этом случае растянут вовремени и обеспечивает вывод плашек для подвески потайной колонны.

К нижней части полой. втулки 26 присоединяется седло 38, закрепленной штифтом 39, с подвесной пробкой

40. На верхней части раструба 41 расположена втулка 42 с опорой 43, а в нижней части раструба закреплена обойма 44 со стопором 45.

Между стопором 45 и муфтой 2! расположен наружный пакер 46. Для передачи давления бурового раствора из пространства Д на поршень 7 промежуточный патрубок 9 снабжен отверстиями 47.

Устройство спускается в скважину, обсаженную. промежуточной колонной 48, которая образует пространство Е.

Гидропривод устройства приводится в действие после спуска потайной колонны в скважину, обсаженную в месте подвески и выше промежуточн й

883339

t0

50

55 колонной. Для приведения в действие гидропривода создается циркуляция бурового раствора насосами буровой .установки или цементировочными агрегатами. В спущенную потайную колонну

49 сбрасывается шар 50, который вместе с раствором, пройдя по колонне бурильных труб и потайной колонне, в первом варианте заходит в гильзу 30, выполненную совместно с цанговым седлом и перекрывает поток жидкости, что приводит к созданию давления во всей циркуляционной системе от насосов до шара. При достижении определенного давления происходит срез штифтов 28. Гильза 30 с шаром 50 передвигается вниз, открывая отверстия

27, вследствие чего давление, созданное в потайной колонне и бурильных трубах, передается в пространство Д, а из него на поршень 7. Поршень 7 передвигается вверх, сжимая пружину

10. Передвижение поршня вверех сопровождается движением опоры 13. При движении опоры 13 тяги 15, опираясь внутренними выступами 22 на соответствующие поверхности опоры 13 и плашек 18, передвигают вверх последние по пазам 20 опорой муфты 21. Это усилие не передается на штифты 16 и 19, крепящие плашки 18 к тягам

15 и тяги 15 к опоре 13, так как зазор между штифтами и тягами больше, чем зазор между внутренними выступа— ми 22 и поверхностями опоры 13 и плашек 18.

Таким образом, передача усилия от поршня на плашки осуществляется через жесткую систему сопрягаемых деталей.

Полное перемещение плашек 18 по, пазам 20 невозможно, так как потайная колонна лежит(на внутренней поверхности промежуточной обсадной колонны и сила, передвигающая плашки, недостаточна для установки гидропривода симметрично оси промежуточной обсадной колонны, так как для преодоления массы потайной колонны, лежащей ниже гидропривода, необходимо усилие, равное массе потайной колонны.

Поэтому для подвески потайной колонны, последнюю необходимо переместить вниз, т.е. помочь плашкам выйти из пазов. При перемещении потайной колонны плашки переместятся по пазам и в верхнем положении врежутся во внутреннюю поверхность промежуточной колонны 48.

Таким образом, происходит подвеши вание на нее всей массы потайной колонны.

Подвешивание потайной колонны считается законченной, если перемещение колонны бурильных труб, на которьгх спускается потайная колонна, не сопровождается уменьшением массы колонны бурильных труб, так как в разъединителе несущий ствол 2 перемещается по левому переходнику.

После подвешивания потайной колонны создается давление. превышающее усилие среза штифтов 38. В реэульта" те этого гильзой 30 происходит срез штифтов 28. Гильза 30,. выполненная совместно с цанговым седлом, переместится вниз, его коническая часть, имеющая в этот момент цилиндрическую форму войдет в расточку 32 полой втулки 26, примет коническую форму, щели раскроются и шар 50 выпадет из него на забой.

Во втором варианте, сбрасываемый шар 50, пройдя по колонне бурильных труб и потайной колонне, заходит в гильзу 34 и садится на клапан 37.

При достижении определенного давления срезаются штифты 28. Гильза 34 с шаром 50 и клапаном 37 передвигается вниз, открывая отверстия 27 ° После чего происходит подвешивание потайной колонны, как и в первом варианте. После подвешивания потайной колонны создается давление, превышающее усилие среза штифтов 36.

В результате этого происходит срез штифтов 36, открывается клапан

37 и шар 50 выпадет из него на забой.

Применение устройства для подвешивания потайных колонн экономически целесообразно, так как преждевременное срабатывание гидропривода устройства приводит к резким посадкам ,потайной колонны на промежуточную в процессе спуска, разрыву,промежуточ" ных колонн, разрыву и поломке плашек, подъему потайных колонн на поверхность и замене устройства.

Формула изобретения

1. Устройство для подвески потайных обсадных колонн,по авт ° св.

9761696, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности его работы, оно снабжено втулкой, размещенной между пакерной трубой и муфтой и связанной с ней гильзой с посадочным седлом, причем втулка имеет герметизатор и выполненные над ним отверстия, а гильза установлена с возможностью их перекрытия.

2. Устройство по и.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что посадОчное седло гильзы выполнеHo в виде цанги.

3. Устройство по и.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что посадочное седло гильзы выполнено в виде клапана зафиксированного срезным штифтом.

Ис.точники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

176!696, кл. Е 21 3 33/14, 1978.

Составитель В.Галустянц

Редактор H.Êîí÷èöêàí Техреду М.Рейвес Корректор В.Синицкая

Заказ 10148/46 Тираж 630 Подписное

В1!ИИПИ Государственного комитета СССР по делам иаобретений и открытий !

1303, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филип» !ПП! "!Iате» г", r . огород, ул. Проектная, 4