Устройство для предотвращения разрушения обсадных колонн

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 05.01.81 (21) 3231275/22-03 1 М.КЛ. с присоединением заявки Мо Е 21 В 17/08 Государственный комнтет СССР по делам нзобретеннй н открытнй(72) Авторыизобретения Г.Б.Добровольский, Д.М.Казикаев и И.С.Ярохович Всесоюзный научно-исследовательский и проек ноконструкторский институт по осушению месторежденййполезных ископаемых, специальным горным работемт в ,рудничной геологии и маркшейдерскому делу(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ РАЗРУШЕНИЯ ОБСАДНЫХ КОЛОНН Изобретение относится к сооружению скважин в зонах активных деформаций горных пород вследствие снятия напора подземных вод и значительного 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 1).Недостатком устройства является то, что для приведения его в рабочее положение необходимо:вывести из зацецления левую резьбу труб путем вращения колонны. Эта операция выполняетя 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 2.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 возрастанию 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 - повьзаение 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 свя" эанные с обсадными трубами, и кольцевой 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. 5На фиг. 1 показано устройство для предотвращения разрушения обсадных колонн до приложения нагрузки, нродольный разрез; на фиг Н - то же, после приложения нагрузки. 10Устройство для предотвращения разрушения обсадных колонн состоит из втулки 1 и патрубка Н, телескопически соединенных между собой и жестко связанных (с помощью резьбы или сварки) с обсадными трубами 3 и 4. Патрубок Н 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 Н расположен эластичный элемент 5, выполненный из пористого. материала, например, керамзита,. и - . имеющий кожух 6. Торец 7 кожуха б жестко связан с патрубком Н, Стенка8 кожуха б 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 разви. ваются 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 иобретенияУстройство для предотвр щения разрушения обсадных колонн, включающеетелескопически соединенные между собой втулку и патрубок, жестко связан.ные с обсадными трубами, и кольцевойэластичный 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 патрубкаи снабжен кожухом, один торец которого жестко связан с патрубком, астенка кожуха выполнена из легкодеформируемого материала.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР Н 35675, кл, Е Н 1 В 17/08, 1965.Н. Авторское свидетельство СССРР 73 Н 485, кл. Е Н 1 В 17/08, 1971,977685 Составитель В. РодинаКешеля ТехредМ.Гергель, Корректор Г,едакто сн Заказ 914 5 иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 41 . Тираж 623ВНИИПИ Государственпо делам изобрете 113035, Москва, Ж,Подо комитета СССРи открытийушская наб., д.