Устройство для соединения секций обсадных колонн

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 062 1 ВЗЗ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ Фиг. г ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзный научно-исследовательскийинститут по креплению скважин и буровымрастворам(56) Авторское свидетельство СССРМ 823558, кл, Е 21 В 33/14, 1979.Авторское свидетельство СССРМ 1234571, кл. Е 21 В 17/08, 1984,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯСЕКЦИЙ ОБСАДНЫХ КОЛОНН(57) Изобретение относится к технологической оснастке при креплении скважин, Цель- исключение преждевременной стыковкисекций обсадных колонн, Для этого между 51)э Е 21 В 17/08,43/10 патрубком 3 и кожухом 4 над пружинным фиксатором 14 установлена втулка 16, связанная с кожухом 4 срезным элементом 19, и выполнена в верхней части с конической поверхностью. Кожух 4 для взаимодействия с последней имеет ответную коническую поверхность. Патрубок 3 выполнен с радиальными отверстиями 20 для сообщения полости колонны с кольцевым пространством 21, Принудительное передвижение фиксатора 14 с помощью втулки 16, установленной между патрубком.З и кожухом 4, позволяет исключить преждевременную стыковку секций с расхаживанием или при обшивке в размере колонны, Использование данного устр-ва позволяет сократить а расходы добывающих предприятий на под- ф держание колонны в исправном состоянии, 4 ил.Изобретение относится к технологической оснастке при креплении скважин и может быть применено для соединения секций обсадных колонн,Цель изобретения - исключение преждевременной стыковки секций обсадных колонн,На фиг.1 изображена нижняя часть устройства в сборе с воронкой перед навинчиванием ее на верхнюю обсадную трубу нижней секции обсадной колонны; на фиг.2 - верхняя часть устройстве в сборе с пэтрубком и кожухом; нэ фиг.3 - устройство в момент стыковки секций; нэ фиг.4 - то же, после окончания стыковки секций обсадных колонн.УсФройство для соединения секций обсадных колонн состоит из корпуса 1 с ворон. кой 2 и патрубкэ 3 с посадочной поверхностью и с установленным нэ. невт кожухом 4 (фиг.1 и 2). Корпус 1 соединен с переводникои 5, имеющим резьбу 6 для соединения с обсадными трубами 7, Во внут- ренней . полости корпуса 1 нэд переводником 5 установлен узел уплотне-. ния в виде подвижной втулки с уплотнитель. ными кольцами 8, В верхней части подвижной втулки установлена конусная металлическая пара. Конусная пара выполнена в виде разжимного конуса 9 и двух конусных колец 10, угол конуса деталей 9 и 10 меньве угла трения. Уплотнительные кольца 8 по наружному диаметру контактируют с внутренней поверхностью корпусз 1, э их внутренний диаметр, меньше наружного диаметра пэтрубка 3 на величину; достаточную для обеспечения их герметичного контактирования с патрубком 3. Корпус 1 имеет левую резьбу 11 для соединения с реэьбовым разъединителем для спуска нижней секции обсадной колонны труб 7, Конструкцйя разьединителя исключает доступ цементного раствора первой ступени к уплотнительному узлу и внутренней поверхности верхней части воронки,В воронке 2 имеется проточка 12 в виде реэьбовой нарезки, соответствующей резь- бовой нарезке 13 разрезного пружинного фиксатора 14. установленного в кольцевой полости между пэтрубком,3 и кожухом 4 (вместо резьбовой нарезки могут быть использованы коаьцеобразные нарезки). Патрубок 3 имеет конусный буртик 15, предназначенный для ограничения захода патрубка 3 в воронку 2. В воронке имеется ответиьгй уступ, выполненный ниже резь. бы 12.-3 кольцевом зазоре между кожухом 4 и патрубком 3 над пружинным фиксатором 14 установлена втулка 16, выполненная в верхней части с конической поверхностью, взаимодействующей с ответной ей конической поверхностью кожуха 4. Под втулкой 16 установлено эластичное уплотнение (мзнжете) 17 с металлическим кольцом 18, зафиксированным относительно кожуха 4 с помощью срезного элемента 19, В верхней частй патрубка 3 имеются радиальные отверстия 20, соединяющие внутреннюю по-. лость колонны с кольцевым пространством 10 21, имеющимся над втулкой 16,Устройство для соединения секций обсадных колонн работает следующим образом.Нижнюю секцию обсадной колонны с 15 навернутой на нее воронкой присоединяют к Разьединителю с помощью левой резьбы 11 и на бурильных трубах спускают в скважину. После окончания цементирования нижней секции и ожидания ззтвердевания 20 цемента (ОЗЦ) отсоединяют разъединитель от нижней секции и производят его подъем из скважины. 8 скважину спускают верхнюю секцию обсадной колонны с навернутым на ее нижний конец стыковочным нвй секции и определяют момент захода пэтрубка 3 в воронку 2 до упора конусного буртика 15 патрубка в уступ воронки, Мо 30 мент захода определяют по индикатору веса колонны. После этого верхнюю секцию приподнимают так, чтобы пзтрубок 3 находился выше воронки на 1-2 м, и приступают к цвментированию верхней секции. После продэвливания цементного раствора в ззтрубное пространство верхнюю секцию опускают до посадки кожуха 4 на торец воронки 2. После этого в обсадной колонне создают давление, нз 2-3 МПа превышающее давление в момент окончания продавливэния цементного раствора, Под действием избыточного давления уплотнительные кольце 8 совместно с подвижной втулкой, герметично перекрывающие коль 45 цевой зазор между патрубком 3 и корпусом 1, воздействуют на разжимнойконус 9, который; поднимаясь вверх, распирает конусные кольца 10. ГЬследние, деФормируясь,дополнительно герметизируют кольцевой 50 заэор парой "металл - металл". Благодаря наличию в патрубке 3 радиальных отверстий 20 полость колонны сообщена с кольцевым пространством 21 нэд втулкой 16. Поэтому под силой внутритрубного давления, воздействующего на втулку 16, происходит срезкээлементов 19,удерживающих кольцо1. Кольцо 18 смещается вниз и перемещает пружинный резьбовой фиксатор 14 до упора его в верхнюю часть буртика 15. При этом резьбовэя нарезка 13 фиксатора эацепляет-,2,пэтрубком 3 (фиг,2). Допускают верхнюю секциюдо головы зацементированной нижся с ответной ей проточкой 12 воронки 2, Вовремя перемещения кольца 18, уплотнения17 и фиксатора 14 происходит вытеснениежидкости через неуплотненный контактпатрубок 4- воронка 2 из кольцевого зазора 5между патрубком 3 и воронкой 2, После создания давления производят проверку соединения секций путем приподниманияверхней секции. При этом верхняя конуснаячасть буртика 15 упирается в ответнуют поверхность фиксатора 14. Резьбовое зацепление фиксатора с воронкой не позволяетпатрубку 3 выйти из корпуса 1,. Убедившись в соединении секций обсадной колонны, давление в колонне сбрасывают. Поскольку за колонной находитсяцементный раствор, то его избыточное давление через неуплотненный контакт кожух4 - воронка 2 воздействует на эластичнуюманжету 17 снизу. Усилие от давления приводит к перемещению втулки 16 и уплотнения 17 вверх до захода конусной части. втулки 16 в ответную конусную поверхностькожуха 4. Верхняя часть втулки 16 деформи-,руется и герметизирует зазор между,патрубком 3 и кожухом 4 дополнительнымуплотнением типа "металл - металл"По-:скольку угол конуса пари меньше угла трения, а площадь нижнего торца. втулки 16выбирается в 10-12 раэ больше площади ее 30верхнего торца, то после перемещениявтулки вверх и ее заклинивания между кожухом 4 и патрубком 3 внутри колонны может бытьсоздано давление, в несколько разпревышающее давление, при котором про-. 35изошло заклинивание втулки 16, Так, призаклинивании втулки 16 эатрубным давлением в 5-6 УПа для того, чтобы произошлоее смещение вниз, необходимо создатьвнутритрубное давление 50-72 МПа. 40 Таким образом, принудительное передвижение пружинного фиксатора с помощью втулки, установленной между патрубком и кожухом, позволяет исключить преждевременную стыковку секций обсадных колонн в случае необходимости цементирования верхней секции с расхаживанием или при ошибке в размере колонны, Кроме того, применение предложенного устройства позволяет сократить расходы добывающих предприятий на поддержание обсддной колонны в исправном состоянии в период всего срока эксплуатации скважины за счет предотвращения разгерметизации узла стыковки секции обсадной колонны. Формула иэобретвния Устройство для соединения секций об.- садных колонн, включающее установленный на одной иэ соединяемых секций патрубок с посадочной поверхностью, кожухом и пружинным фиксатором, установлен-. ную на другой секции воронку с проточкой на внутренней поверхности под фиксатор патрубка и узел уюлотнения в виде подвижной втулки с уплотнительными кольцами на ее наружной поверхности,.о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с. целью исключения преждевременной стыковки секций обсадных колонн, оно снабжено установленной между патрубкрм и кожухом над пружинным фиксатором втулкой, связанной с кожухом срезным элементом и выполненной в верхней части .с конической поверхностью, а кожух для взаимодействия с ней имеет ответную коническую поверхность, причем петрубок выполнен с радиальными отверстиями для сообщения полости колонны с кольцевым пространством над втулкой.1709062 Фцг едактор М,Келем ни ррект Тираж ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина аказ 41 ВНИИ Составитель В,Роди Техред М,Моргентал Ю 9 й