Якорь потайной колонны обсадных труб

(51) 4 Е 21 В 43/10, 23/04 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ", ц:.110.(54) ЯКОРЬ ПОТАЙНОЙ КОЛОННЫ ОБСАДНЫХТРУБ Уие,Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРИф 133838, кл. Е 21 В 23/04, 1960.Авторское свидетельство СССРУ 1121399, кл. Е 21 В 43/10, 1982.(5) Изобретение относится к бурению.скважины при разведочных работах ипредназначено для крепления интервалов с неустойчивыми породами, Цельобеспечение установки якоря потайнойколонны обсадных труб При небольшомкольцевом зазоре между стенкой скважины (СС) и обсадными трубами. Для1432200 этого конический участок 4 пологокорпуса 1 якоря размещен на его внутренней поверхности, а расположенныйв образованном корнусом 1 и патрубком 12 кольцевом зазоре поршень 20выполнен с конической юбкой 22 длявзаимодействия с коническим участкомкорпуса 1. Грунтозацепы 7 изготовлены в виде перфорированного продольными щелями участка корпуса 1 по длине его конического участка 4. Длягидравлической связи внутритрубнойполости патрубка 12 с затрубным пространством корпус 1 и патрубок 12имеют отверстия 23 и 24. Под поршнем20 расположена заглушка 2 1, Для обеспечения максимального проходного се"чения отверстия заглушка 2 1 и поршень Изобретение относится к областибурения скважин при разведочных работах и может быть использовано длякрепления интервалов с неустойчивымипородами при небольшом кольцевом зазоре между стенкой скважины и обсадНыми трубами.Целью изобретения является обеспечение установки якоря потайной колонйы обсадных труб при небольшом коль 1 евом зазоре между корпусом и стенкой скважины, а также обеспечениеМаксимального проходного отверстияякоря для успешного добуривания скважины до проектной отметки.На фиг,1 и 2 показан якорь, вертикальный разрез, левее оси - по сквозным продольным щелям, перфорирующимкорпус, правее оси - по грунтозацепам(транспортное положение до заякоривания на заданной глубине); на фиг.3фрагмент развертки перфорированногоконического участка корпуса, образующего грунтоэацепы; на фиг.4 и 525сечение А-А на фиг,1 (соответственнодо заякоривания и после него); нафиг.6 - якорь, выполненный с двумясимметрично установленными поршнями,общий вид,Якорь потайной колонны обсадныхтруб состоит из двух равных симметричных частей, каждая из которых 12 выполнены из легкоразбуриваемогоматериала. Через радиальные отверстия13 и 14 патрубка 12 в кольцевые зазоры 16 и 17 подается цементный раствор (ЦР), который, воздействуя наторцы поршня 20, приводит их в движениеБлагодаря наличию на поршне 20юбки 22 и в результате взаимодействия с коническим участком 4 корпуса 1осуществляется расклинивание грунтозацепов 7 и их заякоривание к СС. Придальнейшем повышении давления ПР ончерез отверстия 13 и 24 выталкиваетсяв эатрубное пространСтво, цементируяустр-во к СС, После затвердевания ЦРпроисходит разбуривание заглушки 2 1и поршня 20 и патрубок 12 извлекается. 1 з.п, ф-лы, 6 ил,включает полый корпус 1 наружный ди-, аметр которого соответствует наружному диаметру потайной колонны обсадных труб, Корпус выполнен с участками 2 и 3, имеющими цилиндрическую внутреннюю поверхность на соответствующих симметричных частях корпуса, и с коническими участками 4 и 5, расположенными на внутренней поверхности корпуса. Конические участки выполнены с уклоном, который гарантирует само- торможение, Участок корпуса на длине его конической части перфорирован сквозными продольными щелями 6, в результате чего на этом участке образованы грунтозацепы 7, представляющие из себя дугообразные, в поперечном сечении заделанные по обоим концам балки. Для улучшения сцепления со стенкой скважины на поверхности грунтоэацепов образованы рифления 8, например, в виде пересекающихся под углом 90 винтовых спиралей. Якорьоимеет соединительный элемент 9 в верхней части и соединительный элемент 10 в нижней части, к которому может быть подсоединен, например приварен, корпус второго аналогичного устройства, что увеличивает суммарную якорную способность, В верхней и нижней частях устройства установлены центрирующие узлы 11. В полости корпуса вцентрирующих узлах установлен патрубок 12 с радиальными отверстиями 13и 14 и пробкой 15 в нижней части осевого канала. Патрубок образует с корпусом кольцевые зазоры 16-19, В кольцевых зазорах 16 и 18 установлен поршень 20, под которым расположена заглушка 21. Для взаимодействия с коническим участком корпуса поршень снабжен конической юбкой 22, внутреннийдиаметр которой соответствует минимальному внутреннему диаметру устройства. Корпус имеет отверстие 23, апатрубок - дополнительное отверстие24, Через эти отверстия осуществляется гидравлическая связь внутритрубной полости патрубка с затрубным пространством 25, представляющим из себя кольцевой зазор между стенкамискважины и якорем. В одном иэ отверстий 23 или 24 устанавливается клапан 26, тарированный на определенноедавление,Для облегчения разбуривания установленных внутри якоря деталей центрирующие узлы, заглушка, а также тело 27 поршня выполнены из легкоразбуриваемого материала. Соединительныйэлемент 9 стыкуется с обсадной колонной 28, спускаемой в скважину,стенки 29 которой условно обозначеныштрих-пунктирной линией.Устройство работает следующим образом.Якорь, составленный, например, издвух частей с двумя поршнями 20,спускается в скважину 29(фиг.6). Отсутствие вьк.тупающих наружу деталейдает возможность спускать устройствос малым кольцевым зазором 25, чтоособенно важно, например, при разведочном бурении, когда конструкцияскважины предусматривает установкупотайных колонн в зонах неустойчивыхпород или стреляющих" алевролитов.При этом конструкции скважин предусматривают спуск обсадных труб диаметров 127 или 89 мм при диаметрепородоразрушающего инструмента соответственно 132 йли 93 мм.После достижения устройством заданной глубины в его кольцевые зазоры 16 и 17 по патрубку 12, через егорадиальные отверстия 13 и 14 подается цементный раствор, При повышениидавления он воздействует на торцыпоршней 20 и привод.-т их в движение.Благодаря наличию на поршнях конической юбки 22 и взаимодействию с коническим участком й корпуса якоря осуществляется расклинивание грунтозацепов 7. Тем самым грунтозацепы заякориваются к стенкам скважины.После завершения процесса заякоривания движение поршней прекращается, но подача раствора продолжается,в результате чего его давление повышается и разрушается тарированныйклапан 26. Цементный раствор благодаря образовавшейся связи внутритрубнойполости патрубка с эатрубным прост 5 ранством через отверстие 13 корпуса идополнительное отверстие 24 патрубка12 выталкивается в кольцевой зазор19, цементируя устройство к стенкамскважины. После затвердевания цемент 20 ного раствора осуществляется разбуривание центрируюших узлов 11, заглушки 21 и тела 27 поршней, которыемогут быть выполнены из легкоразбуриваемого материала, извлекается патрубок 12, а буровые и им сопутствующие операции могут быть возобновлены. Малая толщина деталей якоря в поперечном сечении после разбуриванияцентрирующих узлов, заглушки и тела30 поршней, практически соизмеряемая столщиной стенки обсадной колонны, дает возможность транзитного проходачерез устройство бурового инструментаноминального размера.В зависимости от целей и условийприменения предлагаемого устройстваего длина и длина деталей могут колебаться в широких пределах. В одномслучае, когда устройство преднаэначе 40 но только для подвешивания к нему илиопоры на него колонны обсадных труб,его длина может быть принята равной5-10 диаметрам и расчитывается из условий, определяющих необходимую величину усилия эаякоривания, В другом случае, когда устройство предназначено для заякоривания трубногопластыря и для перекрытия зоны неустойчивых пород, длина полого корпусаможет быть равна длине этой зоны, аустройство является собственно трубным пластырем,Формула изобретения 1. Якорь потайной колонны обсадных труб, включающий полый корпус с коническим участком, установленный в полости корпуса и образующий с ним кольцевой зазор патрубок с радиаль 5 1432200 ь ным отверстием и пробкой в нижней грунтоэацепы выполнены в виде перфочасти осевого канала, грунтоэацеиы, рированного участка корпуса на длине расположенный в кольцевом зазоре пор- его конической части, корпус имеет шень и заглушку под ним о т л и ч а- отверстие а патрубок - дополнительФ5Ую щ и й с я тем, что, с цепью обес- ное отверстие с клапаном для гидрав-печения установки якоря при небольшом лической связи внутритрубной полости кольцевом зазоре между корпусом и патрубка с затрубным пространством. стенкой скважины, конический участок 2, Якорь по п.1, о т л и ч а юорпуса расположен на его внутренней 1 О щ и й с я тем, что, с целью обесповерхности, поршень выполнен с кони- печения максимального проходного отческой юбкой для взаимодействия верстия, заглушка и поршень выполнены с коническим участком корпуса, иэ легкораэбуриваемого материала.12 д7 гг г 7 ф гб гагСоставитель В. Родина едактор Л.Гратилло Техред М.Моргентал,орректор В.Гирня аж 53дписно аз 5402/2 Ьг ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/зводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная