Устройство для предотвращения разрушения обсадных колонн
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (63) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 05.01.81 (2I) 3231275/22-03 (51) М.КП.З с присоединением заявки Мо
Е 21 В 17/08
Государственный комнтет
СССР ао делам нзобретеннй н открытнй (23) Приоритет
f53) УДК622 ° 245 ° ,13(088.8)
Опубликовано 30.1182. Бюллетень Мо 44
Дата опубликования описания 30. 11.82 (72) Авторы изобретения
Г.В.Добровольский, Д.М.Казикаев и И.С.Ярохович
Всесоюзный научно-исследовательский и проек ноконструкторский институт по осушению месторежденйй полезных ископаемых, специальным горным работемт рудничной геологии и маркшейдерскому делу.(71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ РАЗРУШЕНИЯ
ОБСАДНЫХ КОЛОНН
Изобретение относится к сооружению скважин в зонах активных де1 формаций горных пород вследствие снятия напора подземных вод и зна чительного понижения их уровня в породах рыхлого строения или вследствие сдвижения пород в результате отработки подземного пространства.
Известно устройство для компенсации температурного расширения обсадных колонн, содержащее телескопически соединенные левой резьбой две трубы с сальником (11.
Недостатком устройства является то, что для приведения его в рабочее положение необходимо:вывести из зацецления левую резьбу труб путем вращения колонны. Эта операция выполняет я только после твердения цементнсвго раствора при условии, что устройство установлено в незацементиро ванной части обсадной колонны Устройство невозможно привести в рабочее положение, если его установить в зацементированной части.
Наиболее близким к предлагаемому является устройство для предотвращения разрушения обсадных колонн, включающее телескопически соединенные между собой втулку и патрубок, жестко связанные с обсадными трубами и образующие замкнутую полость, в которой размещен кольцевой эластичный уплотнительный элемент. Патрубок имеет кольцевой выступ, образующий зазор в замкнутой полости P2).
Недостаток устройства заключается в том, что его невозможно установить в зоне скважины, подлежащей цементи рованию. Возрастание осевых нагрузок при наличии телескопического подвижного соединения в составе обсадной колонны и сплошного затрубного цементного камня приводит к воэрастаwe осевых нагрузок в первую очередь в цементном камне и возникновению радиальных нагрузок на обсадную колонну, которые в свою очередь приведут к смятию обсадной колонны и разрушению затрубного цементного камня. Цель изобретения — повьхаение надежности защиты обсадной колонны от разрушений в зацементированной части.
Указанная цель достигается тем, что в устройство для предотвращения разрушения обсадных колонн, включающем телескопически соединенные между собой втулку и патрубок, жестко связанные с обсадными трубами, и коль«
977685 цевой эластичный элемент, последний расположен на наружной поверхности патрубка и снабжен кожухом, один ., торец которого жестко связан с-йатрубком, а стенка кожуха выполнена из легкодеформируемого материала. 5
На фиг. 1 показано устройство для предотвращения разрушения обсадных колонн до приложения нагрузки, продольный разрез; на фиг.. 2 - то же, после приложения нагрузки. 10
Устройство для предотвращения разрушения обсадных колонн состоит из втулки 1 и патрубка 2, телескопически соединенных между собой и жестко связанных (с помощью резьбы или свар-15 ки1 с обсадными трубами 3 и 4. Патрубок 2 соединен с втулкой 1 с возможностью осевого перемещения расчетной величины Н. При крайних положениях патрубка 2 относительно втулки 1 (за счет их торцового зацепления) возможна передача осевой нагрузки. На наружной поверхности патрубка 2 расположен эластичный элемент 5, выполненный из пористого. материала, например, керамзита,.и — . имеющий кожух 6. Торец 7 кожуха 6 жестко связан с патрубком 2. Стенка 8 кожуха 6 выполнена из легкодеформируемого материала, например .резинотканевого.
Устройстзо для предотвращения разрушения обсадных колонн работает следующим образом.
После спуска обсадной колонны, снабженной устройством для предотвращения ее разрушения, в скважину 9 и проведения цементирования затрубного пространства в процессе значитель,ного понижения уровня подземных вод 40 в породах рыхлого строения или отработки подземного пространства возникают вертикальные нагрузки на верхнюю часть обсадной колонны и затрубный цементный камень 10, посредством 45 которого обсадные трубы 3 и 4 связаны с массивом пород. Вертикалвная йагрузка через неподвижный фланец 7 деформирует эластичный пористый элемент 5, при этом верхняя секция обсадных труб вместе с цементным камнем перемещается на величину Н вниз.
Вертикальные нагрузки на крепь буровых скважин, которые сооружены в зонах активных деформаций горных пород, в результате релаксации развиваются постепенно и с течением времени увеличиваются до величины, в несколько раз превышающей прочность обсадных труб. Предлагаемое устройство за счет деформации эластичного пористого элемента и возможности осевого перемещения верхней секции обсадных труб совместно с затрубным цементным камнем по отношению к нижней снимает эти нагрузки по мере их накопления, тем самым предотвращая . обсадные трубы от разрушения и сохраняет затрубный цементный камень.
Объем эластичного пористого элемента, определяющий величину перемещения Н в каждом конкретном случае определяется исходя из прогнозируемой величины осадки пород.
Технико-экономическая эффективность заключается в увеличении срока службы скважин в зонах активных деформаций горных пород.
Формула изобретения
Устройство для предотвр щения разрушения обсадных колонн, включающее телескопически соединенные между собой втулку и патрубок, жестко связанные с обсадными трубами, и кольцевой эластичный элемент,, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повьыения надежности защиты обсадной колонны от разрушений в зацементированной части, эластичный элемент расположен на наружной поверхности патрубка и снабжен кожухом, один торец которого жестко связан с патрубком, а стенка кожуха выполнена из легкодеформируемого материала.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
Р 235675, кл. Е 21 В 17/08, 1965.
2. Авторское свидетельство СССР
Р 732485, кл. Е 21 В 17/08, 1971.
Составитель В. Родина
Редактор Н. Кеыеля ТехредМ.Гергель, Корректор Г. Огар
Заказ 9148/41 . Тираж 623 Под исное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
