Устройство для соединения секций обсадных колонн

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 355 19) фД 2 В 17 /О ГОСУДАРСТВЕННПО ИЗОБРЕТЕНИПРИ ГКНТ СССР КОМИТЕТИ ОТКРЫТИЯМ ЕНИ ОМУ СВИДЕТ У К АВТ нститут не т енюшкович, БП. И, Гафтуня во СССР, 1981.во СССР8, 1984,ЙСТВ БСАДН тение техн дных я явл ОЕДИНЕН(54) УСТР СЕКЦИЙ О (57) Изобр частности спуске обс изобретени О ДЛЯЫХ КОЛОотноситслогическКОЛОНН Сется пов я к бурению, в й оснастке при кциями. Целью ышение эффекно устройс адных коло нку и соед и и кольца тво для соединения нн, содержащее.приинительный патрубок ми, защищенными коИзв секций о емную в соскреб жухом, оро кам ок данного устр производится з КЦИИ КОЛОННЫ И ные условия уб, особенно в оиства в том, счет разгрузоздаются недля работы скривленных Недостат что стыковка ки верхней с благоприят обсадных тр скважинах. ОПИСАНИЕ ИЗО(56) Авторское свидетельсМ 810028, кл. Е 21 В 17/ОАвторское свидетельсМ 1076568, кл. Е 21 В 17/ Изобретение относится к креплению нефтяных и газовых скважин, в частности к технологической оснастке применяемой при спуске обсадных колонн секциями и их цементировании,тивности работы устройства. Устройство для соединения секций обсадных колонн, включающее патрубок верхней секции, воронку нижней секции и подвижный переключатель, часть которого выполнена из легкодеформируемого материала, имеет замковый механизм на патрубке, который может быть снабжен кожухом, а в воронке ниже перекрывателя выполнена расточка.Благодаря принятию длины последней равной средней длине обсадной трубы при цементировании работу на устье выполняют с высотой колонны над ротором, необходи- Ь мой для удобства величины. Снабжение легкодеформируемой части перекрывателя ограничителями деформации позволяет из- ( бежать ее перенапряжения, что повышает эффективность работы устройства. 2 з, и. Б ф-лы, 3 ил. Наиболее близким к предлагаемому является устройство, включающее патрубок, установленный в нижней части верхней секции, воронку с упором и циркуляционными отверстиями, установленную.в верхней части нижней секции, подвижный перекрыватель из легкодеформируемого материала с опорной втулкой в нижней части.Однако стыковка секций производится . за счет разгрузки верхней части колонны, что создает неблагоприятные условия для работы обсадных труб. При использовании известного устройства возникают сложности в работе на устье с цементировочным оборудованием, так как очень часто верхний конец обсадной трубы оказывается намного выше (5 - 6 м) уровня стола ротора, Отрегули 1735567ровать положение верхнего конца обсадной трубы на устье скважины не предоставляется возможным, так как это связано с обеспечением необходимого технологического расположения стыковочныхэлементов внутрискважины.Цель изобретения - повышение эффективности работы устройства за счет обеспечения стыковки секций обсадной колонны перед цементированием верхней секции с возможностью манипуляции при этом последней и осуществления натяжения колонны труб после их цементирования,Указанная цель достигается тем, что в устройстве, включающем патрубок, установленный в нижней части верхней секции, воронку с упором и циркуляционными отверстиями, установленную в верхней части нижней секции, подвижный перекрыватель из легкодеформируемого материала с опорной втулкой в нижней части, перекрыватель размещен в воронке под ее упором, опорная втулка выполнена с внутренней кольцевой выточкой, патрубок снабжен замковым механизмом, взаимодействующим с кольцевой выточкой опорной втулки, причем длина расточки воронки и длина патрубка принимаются равными средней длине обсадной трубы.На фиг. 1 показано устройство, общий . вид; на фиг. 2 - . схема расположения элементов устройства в процессе цементирования; на фиг. 3 - то же, после натяжения верхней секции обсадных труб,Устройство состоит (фиг. 1) из патрубка 1, на котором выполнена наружная круговая выточка 2 и размещен замковый механизм. в виде шариков 3 и пружин 4, Замковый механизм закрыт кожухом 5, который закреплен штифтом 6 на патрубке 1. Воронка 7 содержит упор 8 и циркуляционные отверстия 9, которые закрыты перекрывателем 10. Верхняя часть перекрывателя 10 выполнена из легкодеформируемого материала (например, сплавы АДО, АД 1 ГОСТ 1131-76 и др.), внутри которого размещен ограничитель 11 деформации (стальной стержень), а нижняя часть представляет собой опорную втулку, выполненную с внутренней кольцевой выточкой 12. Перекрыватель 10 зафиксирован в воронке 7 на срезных штифтах 13, Длины расточки 14 воронки 7 и патрубка 1 равны средней длине обсадной трубы (5 - 6 м). В верхней части воронка 7 имеет присоединительную резьбу 15.Устройство для соединения секций обсадных колонн работает следующим образом,В скважину на колонне заливочных труб, присоединенных к резьбе 15, опускают и цементируют по принятой технологии нижнюю секцию вместе с воронкой 7 и расположенным внутри нее перекрывателем10. Для того, чтобы циркуляционные отверстия 9 и часть воронки 7 выше этих отвер 5 стий не оказались зацементированными, впервую порцию тампонажного растворавводят любой из известных замедлителейсхватывания (например, НТФ, СВК), или после отсоединения колонны заливочных труб10 от воронки 7 их немного приподнимают ипроизводят интенсивную промывку с цельювымыва тампонажного раствора из этой зоны, После поднятия колонны заливочныхтруб из скважины в нее опускают верхнюю15 секцию, оборудовав первую осадную трубупатрубком 1 с замковыми элементами 3 и 4и кожухом 5, Допускают верхнюю секцию спромывкой и проверяют правильность захода патрубка 1 в воронку 7 по увеличению20 давления жидкости.При правильной посадке производятразгрузку веса обсадной колонны на величину разрушения срезных штифтов 6. Послесреза штифтов 6 защитный кожух 5 остается25 на воронке 7, а патрубок 1 опускают дальше,пока шарик 3 под усилием пружины 4 незайдет в кольцевую выточку 12 перекрывателя 10. Количество шариков должно бытьдостаточным, что устанавливают расчетным30 путем, Соединенные таким образом секциипроверяют повышением давления жидкости,После проверки производят разгрузкуколонны на величину разрушения срезных35 штифтов 13 и дальнейшим движением патрубка 1 вниз открывают циркуляционные.отверстия 9. При этом перекрыватель 10,соединенный с помощью шариков 3 с патрубком 1, перемещается вместе с послед 40 ним вниз и выходит в расточку 14 воронки 7(фиг. 2), Так как диаметр расточки 14 большедиаметра перекрывателя 10, то открываетсяканал для прохождения тампонажного раствора при цементировании верхней ступе 45 ни, Спуск верхней секции производят до техпор, пока труба на устье не установится натребуемом для удобства ведения работуровне.Этот процесс обеспечивается тем, чтодлины расточки 14 и патрубка 1 равны сред 50 ней длине обсадной трубы, а значит, их взаимное расположение по высоте достигаетсяпросто, После открытия циркуляционных отверстий 9 производят промывку скважины иее тампонирование по принятой техноло 55 гии. Путь движения цементного растворапоказан стрелкой на фиг. 2.По окончании процесса цементирования производят натяжку верхней секции,Поднимаясь вместе с патрубком 1 вверх,1735567 5 50 55 перекрыватель 10 занимает исходное положение под упором 8 (фиг. 3). Создавая расчетное усилие натяжения колонны труб, верхняя часть перекрывателя 10 деформируется, заполняя циркуляционные отверстия 9 и наружную круговую выточку 2 патрубка 1, создавая дополнительное механическое соединение и надежно герметизируя стык секций, При этом деформация верхней части перекрывателя 10 происходит до тех пор, пока ограничитель 11 деформации не достигнет упора 8. Длина ограничителя 11 выбирается из того условия, что второй его конец должен находиться ниже уровня циркуляционных отверстий 9, Следовательно, объем деформируемой части перекрывателя 10 должен превышать суммарный объем заполняемых полостей и отверстий, что также устанавливается расчетным путем, Учитывая то, что устройство позволяет производить стыковку секций обсадной колонны натяжением верхней секции, обсадные трубы. находятся в растянутом состоянии, что исключает их искусственный прогиб, а значит, улучшаются условия работы,После цементирования колонну оставляют на ОЗЦ и дальнейшие работы проводят согласно утвержденному плану,Таким образом, размещение в известном устройстве перекрывателя в воронке под ее упором, выполнение опорной втулки с внутренней кольцевой выточкой, снабжение патрубка замковым механизмом, взаимодействующим с кольцевой выточкой опорной втулки, и принятие длины расточки воронки и длины патрубка равными средней длине обсадной трубы позволяют достичь повышения эффективности работы устройства,Применение предлагаемого устройства улучшает условия работы обсадных труб за счет их натяжения и позвОляет сэкономить затраты материальных средств и времени, расходуемых на проведение исправительных работ, поскольку даже в аварийных ситуациях, т.е, при невозможности манипулирования верхней секцией после ее 5 тампонирования, стыковка произведена изона зацементирована. Кроме того, устройство обеспечивает удобство ведения работ на устье скважины с цементировочным оборудованием, что повышает производитель ность труда. Ф о р мул а и зоб рете н ия 1. Устройство для соединения секцийобсадных колонн, включающее патрубок, 15 установленный в нижней части верхней секции, воронку с упором и циркуляционными отверстиями, установленную в верхней части нижней секции, подвижный перекрыватель из легкодеформируемого материала с 20 опорной втулкой в нижней части, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности работы, оно снабжено установленным на патрубке замковым механизмом, опорная втулка выполнена с 25 внутренней кольцевой выточкой для размещения последнего в рабочем положении, перекрыватель расположен под упором воронки, а последняя ниже перекрывателя выполнена с расточкой, причем длина 30 расточки и длина патрубка равны среднейдлине обсадной трубы.2, Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью предупреждения преждевременного срабатывания замкового механизма, оно снабжено кожухом, 35 расположенным на патрубке и перекрывающим замковый механизм.3. Устройство п, 1, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения эффективности герметизации, легкодеформируемая часть 40 перекрывателя снабжена ограничителемдеформации.17355 б 7 Фи ставитель Сенюшкович Н.В,хред М.Моргентал Корректор С,Шевкун едактор Н.Тупица Заказ 1803 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям и113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 ГКНТ СССР Производственно-издательский комбинат" Патент",г.Ужгород,уд, Гагарина,101