Способ соединения труб в обсадную колонну

(.51) 4 Е 21 В 17/08 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 7"К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с.7 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Московский институт нефти игаза йм. И.М. Губкина(56) ГОСТ 632-80. Трубы обсадныеи муфты к ним. Технические условия.Издательство стандартов, 1980, с. 32,40, 44,Авторское свидетельство СССРВ 1234571, кл. Е 21 В 17/08, 1984.(54) СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ ТРУБ В ОБСАДНУЮ КОЛОННУ(57) Изобретение относится к области крепления ствола скважины обсадными колоннами и позволяет сократить время спуска колонны. Способ включает соосную установку одной трубы (Т) 8 над другой 1 на расстоянии Н определяемом ло формуле Н = 0,33 уп/ррпмп где Р - необходимое усилие закрепления Т 1 и 8 между собой, тс; Р - обобщенный коэффициент, Па; я - ускорение свободного падения, м/с; (п - масса верхней Т 8, кг. Затем осуществляют закрепление Т 1 и 8 по ответным сопрягаемым гладким коническим по- дЩ1384709 рзН = 0 33 -- -ф Р 2 дР 40 верхностям с конусностью от 1;50 до1:200 при осевом перемещении верхнейТ 8, причем указанное осевое перемеИзобретение относится к креплению ствола скважины обсадными колоннами и может применяться, в частности, для неглубоких нагнетательных скважин.Целью изобретения является сокращение времени спуска колонны.На фиг. 1 представлена схема реализации способа; на фиг. 2 - обсадная труба, используемая для реализа ции способа,Способ предназначен для соединения стальных тонкостенных обсадных труб с коническими гладкими концами (ниппель и муфта) малой конусностью15 (от 1:50 до 1:200) и осуществляется следующим образом.Обсадную трубу 1 с коническими гладкими ответными поверхностями (ниппельным 2 и муфтовым 3 концами) захватывают под упорное кольцо,4, подвешивают в скважине на спайдере или оставляют на этом же элеваторе 5. Обсадную трубу устанавливают таким образом, чтобы муфтовый конец выступал над столом б ротора, например, на б 0-80 см, На верхний конец трубы 1 с упором на кольцо 4 надевают центровочное приспособление 7 в виде разъемной воронки с удлиненной втулкой, Очередная обсадная труба 8 захватывается обычным способом и устанавливается (подвешивается) над воронкой соосно другой трубе 1 таким образом, чтобы обеспечить между их тор цами расстояние, определяемое по фор- муле где Н - расстояние, на котором устанавливается одна труба наддругой, м;Р " необходимое усилие закрепления труб между собой, тс 4 Р - обобщенный коэффициент, Па; щение осуществляется за счет свободного падения верхней Т 8 в нижнюю, 1,2 ил. к - ускорение свободного падения,м/с;ш - масса верхней трубы, кг.Затем осуществляют закреплениетруб по ответным сопряженным гладкимконическим поверхностям за счет свободного падения верхней трубы в нижнюю,Сцепление двух труб (и всех последующих) в колонну осуществляется сусилием Р, которое определяется конечной скоростью падения одной тонкостенной трубы в другую (неподвижную)с учетом начальной кинетической энергии движущейся трубы, упругой деформации стенок труб, конусностью соединяемых ниппельного и муфтового концови коэффициентом трения между трубами.Обобщенный коэффициент Р, представляющий эмпирическую зависимость, определяется по формуле 7 КЕю ее ющ (Д 0 + файф ) 1 1 2 К( - + - ) З нгде К - коэффициент трения материалов закрепляемых труб;Е - модуль упругости стали, Па; о,Ы, - углы уклона конусов верхнейи нижней трубы соответственно, град.К - наружный радиус соединяемыхтруб, м;, 0 н - толщины стенок верхней и нижней труб соответственно, м.Производя закрепление труб, снимают центровочиое приспособление 7, собранные трубы приподнимают, убирают элеватор 5, а обсадные трубы 1 и 8 спускают в скважину, Сборка остальных труб осуществляется аналогично. Колонную головку для производ" "ства дальнейших работ можно устанавливать на трубах при помощи аналогичных соединений с малой копусностью.1384709 Конструкция обсадной трубы изображена на фиг. 2, Обсадная труба 1 состоит из тела ниппельного конца 2 муф-тового конца 3 и упорного кольца 4,Муфтовый 3 и ниппельный 2 концы выполняются беэрезьбовыми (т,е. гладкими) с конусностью в пределах от1:50 до 1:200. Упорное кольцо 4 имеет толщину на 10-20 мм больше диамет ра тела трубы, устанавливается подмуфтой наглухо методом горячей посадки .и служит опорным элементомпри промежуточных операциях. Соеди-,нительные концы термическому упрочнению не подвергаются.П р и м е р . В скважину, пробуренную на воду глубиной 300 м и диаметром 295 мм, необходимо спуститьобсадную колонну из труб 4245 х 10 ммс радиальным зазором 25 мм. В скважи.ну спускают обсадную колонну, состоящую иэ 8-метровых труб245 хх 10 мм, у которых слабоконическиегладкие муфтовая и ниппельная частио (выполнены с углом конусности 0 45что обеспечивает необходимое сцепление труб и герметичность соединений.Исходя из суммарного веса колоннытруб (около 14 тс), обеспечивается3-кратный запас усилия в соединительных концах, т.е. усилие рассоединенияна последней верхней трубе должнобыть не меньше 42 тс (42 10 Н).При динамическом соединении трубусилие расцепления в 42 тс обеспечивается при свободном падении трубыс высоты Н и зависит от упругихсвойств соединительных элементов. Поэтому соединяемая труба подвешивается над торцом предыдущей трубы нарасчетном расстоянии Н и затем резкимрастормаживанием талевой системы буровой установки обеспечивается свободное падение очередной трубы черезнаправляющую воронку в муфтовый конецпредыдущей трубы.В данном случае масса одной обсадной трубы ф 243 х 10 длиной 8 м состав 1ляет 372,8 кг. Угол уклона М щ042 ЗОИ е н = 10м,,эН=О 33 в в -=0 3Рф пР Способ соединения труб в обсадную колонну, включающий соосную установку одной трубы над другой и их последующее закрепление по ответным сопрягаемым гладким коническим поверхностям с конусностью от 1:50 до 1:200 при осевом перемещении верхней трубы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью сокращения времени спуска колонны, установкуодной трубы над другой осуществляют на расстоянии, определяемом по формуле= 14 Таким данного собой ГрзН 0,33Ррэ ш образом, для получения засилия соединения труб между .42 тс необходимо обеспечить соосное падение одной трубы в другуюс высоты 148 см. Для этого соблюдается следующая последовательностьопераций. Обсадную трубу захватываютпод упорные кольцо 4 обычным способомпри помощй элеватора и подвешиваютна талевой системе над устьем скважины. Затем опускают ее в скважинудо упора элеватора о стол ротора. Наверхний конец трубы, выступающей надстолом ротора на 60-80 см, устанавливают центрирующее разъемное приспособление с воронкой с упором на кольцо4 (ся. фиг, 2). Следующая труба также захватывается элеватором и подвешивается над разъемной воронкой сооссно первой трубе на расчетной высоте 148 см и затем сбрасывается в воронку. Приспособление обеспечиваетнеобходимую соосность труб и в тоже время не мешает процессу соединения труб воедино. Затем воронку убирают и опускают собранную секцию вскважину до упора в стол ротора. Далее операции повторяют до полногоспуска колонны. В результате применения предлагаемого способа соединения труб в обсадную колонну отпадает необходимость в монтаже тяжелых приспособлений для навинчивания труб, сокращается количество обслуживающего персонала,В случае необходимости спуска обсадных труб на большую глубину имеется резерв в обеспечении условия сцепления за счет уменьшения конус- ности и увеличения динамического усилия посадки труб. формула и з о б р е т е н и я1384709 ставитель В, Родихред А.Кравчук Редакто Циткина орректор М. Иакгимиюинец Тираж 531 ака писное тв е нно го комитетаретений и открытииЖ, Раушская н д. 4/5 полиграфическое предприятие, г, Ужгород, уц. Црое,тн. Про ствен где Н - расстояние, на котором устанавливается одна труба наддругой, м;Г - необходимое усилие закрепления труб между собой, тс;Р - обобщенный коэффициент, Па;1 16/25 ВНИИ 1 ПГ Государ по делам изо 113035, Москваускорение свободного падения,м/с 2ш - масса верхней трубы, кг, а осевое перемещение верхней трубы при закреплении соединения осуществляют за счет свободного падения,