RU2270323C1

RU2270323C1 - Facility for problem zone closing during well drilling

Info

Publication number: RU2270323C1
Application number: RU2004121881/03A
Authority: RU
Inventors: Наиль Габдулбариевич Ибрагимов (RU); Наиль Габдулбариевич Ибрагимов; Габдрашит Султанович Абдрахманов (RU); Габдрашит Султанович Абдрахманов; Равиль Рустамович Ибатуллин (RU); Равиль Рустамович Ибатуллин; нов Нигамать н Хамитович Хамить (RU); Нигаматьян Хамитович Хамитьянов; Наиль Назымович Вильданов (RU); Наиль Назымович Вильданов; Виталий Петрович Филиппов (RU); Виталий Петрович Филиппов; Сергей Леонидович Багнюк (RU); Сергей Леонидович Багнюк; Геннадий Павлович Манаков (RU); Геннадий Павлович Манаков
Original assignee: Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина
Priority date: 2004-07-16
Filing date: 2004-07-16
Publication date: 2006-02-20
Also published as: RU2004121881A

Abstract

FIELD: oil production industry, particularly reconditioning of well casings.

SUBSTANCE: facility comprises closing device made of profiled and cylindrical pipes, shoe with releasing member adapted for shoe detaching from the closing device, expanding means, connection unit to attach thereof with drilling string and ball check valve. Lower expanding means is connected with upper end of closing means and has means to connect thereof with shoe releasing member. Check valve seat is arranged over the closing means and has crossing channels. Some crossing channels communicate drilling string interior with hole annuity, another ones communicate thereof with closing device interior. Shoe releasing member is made as two-step extension having longitudinal slits on lower step and annular grooves on upper step thereof. Lower expanding means member is made as cap in which bush with end extensions and cuts is threaded. The bush extension and cuts correspond to lower shoe extension step slits. The bush comprises annular grooves with stop members built in the grooves. The stop members are split spring rings cooperating with annular grooves on upper step of shoe extension when the shoe is detached from the closing device.

EFFECT: extended manufacturability and increased working ability.

4 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для перекрытия зон осложнения бурения в скважинах.The invention relates to the oil and gas industry, and in particular to devices for blocking zones of complication of drilling in wells.

Известно устройство для изоляции зон осложнения бурения в скважинах, содержащее перекрыватель из профильных и цилиндрических труб, на нижнем конце которого установлен башмак с шаровым обратным клапаном и резьбой для отсоединения его от перекрывателя (патент РФ №2208125, кл. МПК Е 21 В 29/10, 2003 г.). Причем шар клапана расположен в боковом углублении и подпружинен.A device for isolating zones of complication of drilling in wells, containing a blocker from shaped and cylindrical pipes, at the lower end of which is mounted a shoe with a ball check valve and thread for disconnecting it from the blocker (RF patent No. 2208125, class IPC E 21 V 29/10 , 2003). Moreover, the valve ball is located in the lateral recess and is spring-loaded.

Недостатком этого устройства является низкая работоспособность, поскольку не всегда удается отсоединить башмак от перекрывателя из-за повреждения его резьбы развальцевателем при одновременном развальцовывании перекрывателя и ввинчивании ниппельной резьбы развальцевателя в муфтовую резьбу башмака. Кроме того, вследствие попадания в башмак скважинного шлама, затруднен выход запорного элемента обратного клапана из углубления в стенке башмака, а также не обеспечивается герметичное закрытие клапана, что затрудняет создание необходимого давления при расширении труб перекрывателя.The disadvantage of this device is its low efficiency, since it is not always possible to disconnect the shoe from the overlap due to damage to its thread by the flare while flaring the overlap and screwing the flare nipple thread into the clutch thread of the shoe. In addition, due to the ingress of sludge into the shoe, it is difficult for the shut-off element of the non-return valve to exit from the recess in the shoe wall, and the valve cannot be sealed tight, which makes it difficult to create the necessary pressure when expanding the shutoff pipes.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и количеству совпадающих существенных признаков является устройство для перекрытия зоны осложнения бурения в скважине, включающее перекрыватель из профильных и цилиндрических труб, на нижнем цилиндрическом участке которого закреплен башмак с элементом для отсоединения его от перекрывателя, и развальцеватели, нижний из которых соединен с верхним концом перекрывателя и имеет приспособление для взаимодействия с элементом для отсоединения башмака, узел соединения развальцевателей с колонной бурильных труб и обратный клапан, содержащий седло (авт. свид. СССР №1712581, кл. МПК Е 21 В 29/10, 33/13, 1992 г.).The closest to the claimed technical essence and the number of matching essential features is a device for blocking the zone of drilling complications in the well, including an overlap from profile and cylindrical pipes, on the lower cylindrical section of which is fixed a shoe with an element for disconnecting it from the overlap, and flare, the lower which is connected to the upper end of the overlapper and has a device for interacting with an element for disconnecting the shoe, a flare joint with the drill string and the check valve comprising a valve seat (auth. svid. USSR №1712581, Cl. E 21 B MIC 29/10, 33/13, 1992 YG).

Недостатками этого устройства являются ограниченность его функциональных возможностей и низкая работоспособность. Так, в случае установки обратного клапана с шаровым запорным элементом в башмаке, невозможно осуществлять промывку скважины, следствием чего является попадание во внутреннюю полость перекрывателя и пространство за его наружной стенкой шлама, в результате чего становится невозможным не только герметичное закрытие клапана, но и установка перекрывателя или даже недоспуск его до необходимого интервала, особенно в горизонтальных и наклонно-направленных скважинах. Осуществление другого варианта, когда шар сбрасывают в трубы после спуска перекрывателя в скважину, также не всегда возможно, поскольку конструкции некоторых развальцевателей, например, наиболее работоспособных, со сферическим вальцующим элементом, не позволяют осуществлять эту операцию из-за отсутствия проходного канала необходимой величины.The disadvantages of this device are the limited functionality and low availability. So, in the case of installing a non-return valve with a ball locking element in the shoe, it is impossible to flush the well, which results in getting into the internal cavity of the overlap and the space behind its outer wall of the sludge, as a result of which it becomes impossible not only to close the valve tightly, but also to install the shutoff or even not admitting it to the required interval, especially in horizontal and directional wells. The implementation of another option, when the ball is dumped into the pipes after the shutter is lowered into the well, is also not always possible, since the designs of some flarers, for example, the most efficient ones with a spherical rolling element, do not allow this operation to be carried out due to the lack of a passage channel of the required size.

Кроме того, в известном устройстве башмак при отсоединении от перекрывателя падает на забой скважины, что создает дополнительные трудности, связанные с его последующим разбуриванием.In addition, in the known device, the shoe when disconnected from the overlap falls on the bottom of the well, which creates additional difficulties associated with its subsequent drilling.

Технической задачей изобретения является расширение технологических возможностей устройства и повышение его работоспособности.An object of the invention is to expand the technological capabilities of the device and increase its performance.

Это достигается тем, что в описываемом устройстве для перекрытия зон осложнения бурения в скважине, включающем перекрыватель из профильных и цилиндрических труб, на нижнем цилиндрическом участке которого закреплен башмак с элементом для отсоединения его от перекрывателя, и развальцеватели, нижний из которых соединен с верхним концом перекрывателя и имеет приспособление для взаимодействия с элементом для отсоединения башмака от перекрывателя, узел соединения устройства с колонной бурильных труб и шаровой обратный клапан, содержащий седло, согласно изобретению седло шарового обратного клапана размещено над перекрывателем и выполнено с перекрестными каналами, одни из которых служат для сообщения полости колонны бурильных труб с затрубным пространством, а другие - с полостью перекрывателя; элемент для отсоединения башмака от перекрывателя выполнен в виде двухступенчатого выступа, на нижней ступени которого выполнены продольные шлицы, а на верхней - кольцевые канавки, при этом приспособление нижнего развальцевателя для взаимодействия с элементом для отсоединения башмака от перекрывателя выполнено в виде колпака, в который ввинчена втулка с торцевыми выступами и прорезями, соответствующими шлицам нижней ступени выступа башмака, и имеющая кольцевые канавки с вмонтированными в них стопорными элементами в виде разрезных пружинных колец, выполненных с возможностью взаимодействия с кольцевыми канавками верхней ступени выступа башмака при отсоединении его от перекрывателя.This is achieved by the fact that in the described device for overlapping zones of drilling complications in the well, including a cutter from profile and cylindrical pipes, on the lower cylindrical section of which is fixed a shoe with an element for disconnecting it from the cutter, and flare cutters, the lower of which is connected to the upper end of the cutter and has a device for interacting with an element for disconnecting the shoe from the overlap, a node for connecting the device to the drill pipe string and a ball check valve containing sadly, according to the invention, the ball check valve seat is located above the stop and is made with cross channels, some of which serve to communicate the cavity of the drill pipe string with the annulus, and the others with the cavity of the shutoff; the element for disconnecting the shoe from the overlap is made in the form of a two-stage protrusion, longitudinal slots are made on the lower stage and annular grooves are made on the upper one, while the lower flare device for interacting with the element for disconnecting the shoe from the overlap is made in the form of a cap into which the sleeve is screwed with end protrusions and slots corresponding to the splines of the lower stage of the protrusion of the shoe, and having annular grooves with stop elements mounted in them in the form of split zhinnyh rings adapted to interact with the annular grooves of the shoe upper stage protrusion when disconnecting it from Perekryvatel.

Это позволяет расширить технологические возможности и повысить работоспособность устройства за счет обеспечения возможности промывки скважины при спуске в нее устройства при использовании в его компоновке развальцевателей различных модификаций.This allows you to expand technological capabilities and improve the operability of the device by providing the ability to flush the well when lowering the device into it when using flare machines of various modifications in its layout.

На фиг.1 показано устройство для перекрытия зон осложнения бурения в скважине в транспортном положении (разрез); на фиг.2 - вид "Б" на фиг.1 (увеличено); на фиг.3 - сечение А-А на фиг.1 (увеличено); на фиг.4 - устройство после перекрытия зоны осложнения бурения в скважине.Figure 1 shows a device for blocking the zones of complications of drilling in a well in a transport position (section); figure 2 is a view of "B" in figure 1 (enlarged); figure 3 - section aa in figure 1 (enlarged); figure 4 - device after blocking the zone of complications of drilling in the well.

Устройство для перекрытия зон осложнения бурения в скважине содержит перекрыватель 1 (фиг.1), скомпонованный из профильных 2 и цилиндрических 3 труб. На нижнем цилиндрическом участке 4 с помощью резьбы 5 закреплен башмак 6 с элементом для отсоединения его от перекрывателя 1, выполненным в виде двухступенчатого выступа 7, на нижней ступени которого выполнены продольные шлицы 8 (фиг.1, 3), а на верхней - кольцевые канавки 9. Верхний конец перекрывателя 1 с помощью правой сквозной резьбы 10 соединен посредством переходника 11 с нижним развальцевателем 12 со сферическим вальцующим элементом 13, снабженным приспособлением для взаимодействия с элементом для отсоединения башмака 6 от перекрывателя 1, выполненным в виде колпака 14 (фиг.1, 2), в который ввинчена втулка 15 с торцевыми выступами 16 и прорезями 17, соответствующими шлицам 8 нижней ступени выступа 7 башмака 6, и имеющая кольцевые канавки 18 с вмонтированными в них стопорными элементами в виде разрезных пружинных колец 19. Верхний развальцеватель 20 (в примере роликового типа) соединен с нижним развальцевателем 12 переходником 11 и имеет узел 21 для соединения устройства с колонной бурильных труб (не показана), в котором установлено седло 22 для шарового обратного клапана 23 с перекрестными каналами 24 и 25, первые из которых предназначены для сообщения полости колонны бурильных труб с затрубным пространством, а другие - с полостью 26 перекрывателя 1 через проходные каналы 27 и 28 соответственно верхнего 20 и нижнего 12 развальцевателей. Концы перекрывателя снабжены наружными герметизирующими средствами 29.A device for blocking the zones of drilling complications in a well comprises an overlap 1 (Fig. 1) composed of profile 2 and cylindrical 3 pipes. On the lower cylindrical section 4, a shoe 6 is fixed using thread 5 with an element for disconnecting it from the overlap 1, made in the form of a two-stage protrusion 7, on the lower stage of which longitudinal slots 8 are made (Figs. 1, 3), and on the upper - annular grooves 9. The upper end of the overlap 1 using the right through thread 10 is connected via an adapter 11 to the lower flare 12 with a spherical rolling element 13, equipped with a device for interacting with the element to disconnect the shoe 6 from the overlap 1, you filled in the form of a cap 14 (FIGS. 1, 2) into which a sleeve 15 is screwed with end protrusions 16 and slots 17 corresponding to the splines 8 of the lower stage of the protrusion 7 of the shoe 6, and having annular grooves 18 with stop elements mounted in them in the form of split spring rings 19. The upper flare 20 (in the example of a roller type) is connected to the lower flare 12 by an adapter 11 and has a node 21 for connecting the device to a drill pipe string (not shown), in which a seat 22 for a ball check valve 23 with cross channels is installed lamas 24 and 25, the first of which are designed to communicate the cavity of the drill pipe string with the annulus, and the others with the cavity 26 of the overlap 1 through the passage channels 27 and 28 of the upper 20 and lower 12 flare, respectively. The ends of the overlap are provided with external sealing means 29.

Работает устройство следующим образом.The device operates as follows.

Устройство заполняют буферной жидкостью, например гидрофобной водонефтяной эмульсией, с помощью узла 21 присоединяют к колонне бурильных труб и спускают в скважину, в интервал установки перекрывателя 1. При этом через каналы 24 происходит заполнение колонны бурильных труб скважинной жидкостью и, при необходимости, производят промывку скважины с одновременным выравниванием параметров промывочной жидкости с учетом условий в скважине.The device is filled with a buffer fluid, for example, a hydrophobic oil-water emulsion, with the help of a unit 21, it is connected to the drill pipe string and lowered into the well, during the installation interval of the overlap 1. In this case, the drill pipe string is filled with borehole fluid through channels 24 and, if necessary, the well is flushed while aligning the parameters of the flushing fluid, taking into account the conditions in the well.

Затем в бурильные трубы сбрасывают шаровой клапан 23, который, достигая седла 22, перекрывает каналы 24; после чего нагнетанием жидкости через каналы 25 в устройстве создают давление, под действием которого профильные трубы 2, расширяясь, прижимаются к стенкам скважины (фиг.4). Далее вращением колонны бурильных труб вправо вывинчивают переходник 11 с нижним развальцевателем 12 из резьбы 10 верхнего конца перекрывателя 1 и, создавая нагрузку, развальцовывают резьбовые соединения, а также недожимы, оставшиеся после расширения профильных труб 2 внутренним давлением. При этом верхний развальцеватель 20 развальцовывает цилиндрические трубы 3 и калибрует весь перекрыватель 1 до плотного прижатия стенок всех его труб к стенкам скважины. Герметизирующие средства 29 усиливают надежность перекрытия зоны осложнения бурения скважины. По достижении вальцующим элементом 13 башмака 6 его колпак 14 начинает взаимодействовать с элементом для отсоединения башмака 6 от перекрывателя 1, в процессе которого торцевые выступы 16 и прорези 17 втулки 15 (фиг.3) входят в зацепление со шлицами 8 нижней ступени выступа 7 башмака 6, а разрезные пружинные кольца 19, западая в кольцевые канавки 9 верхней ступени выступа 7, захватывают башмак 6, который при дальнейшем вращении развальцевателей 12 и 20 вывинчивается из резьбы 5 нижнего цилиндрического участка 4 перекрывателя 1.Then, a ball valve 23 is dropped into the drill pipes, which, reaching the seat 22, blocks the channels 24; then injection of fluid through the channels 25 in the device creates a pressure under the action of which the profile pipe 2, expanding, are pressed against the walls of the well (figure 4). Then, by rotating the drill pipe string to the right, the adapter 11 with the lower flare 12 is unscrewed from the thread 10 of the upper end of the overlap 1 and, creating a load, the threaded joints are flared, as well as uncompressed, remaining after the expansion of the profile pipes 2 by internal pressure. In this case, the upper flare 20 flares the cylindrical pipes 3 and calibrates the entire overlap 1 until the walls of all its pipes are pressed against the walls of the well. Sealing means 29 enhance the reliability of overlapping the zone of complication of well drilling. Upon reaching the rolling element 13 of the shoe 6, its cap 14 begins to interact with the element for disconnecting the shoe 6 from the overlap 1, during which the end protrusions 16 and the slots 17 of the sleeve 15 (Fig. 3) engage with the splines 8 of the lower stage of the protrusion 7 of the shoe 6 and the split spring rings 19, dropping into the annular grooves 9 of the upper stage of the protrusion 7, capture the shoe 6, which with further rotation of the flare 12 and 20 is unscrewed from the thread 5 of the lower cylindrical section 4 of the overlap 1.

Далее скважину испытывают с целью определения качества изоляции зоны осложнения бурения и поднимают из нее развальцеватели. При этом жидкость из бурильных труб сливается в скважину по проходным каналам 27 и 28 развальцевателей 12 и 20.Next, the well is tested in order to determine the quality of isolation of the drilling complication zone and the flarers are lifted from it. When this fluid from the drill pipe is discharged into the well through the passage channels 27 and 28 of the flare 12 and 20.

Изобретение позволяет расширить технологические возможности устройства при использовании в нем развальцевателей различной конструктивной модификации и повысить работоспособность за счет исключения попадания шлама в его внутреннюю полость и клапанный узел.The invention allows to expand the technological capabilities of the device when using flare mills of various design modifications and increase efficiency by eliminating the ingress of sludge into its internal cavity and valve assembly.

Claims

A device for blocking the zones of drilling complications in a well, including a blocker of profile and cylindrical pipes, a shoe with an element for disconnecting it from the blocker, and flarers, the lower of which is connected to the upper end of the overlap and has a device for interacting with the element for disconnecting the shoe from the overlap, the connection node of the device with the drill pipe string and ball check valve containing a seat, characterized in that the ball check valve seat a pan is placed above the overlap and is made with cross channels, some of which serve to communicate the cavity of the drill pipe string with the annulus, and the others to the cavity of the shutter, the element for disconnecting the shoe from the shutter is made in the form of a two-stage protrusion, on the lower stage of which longitudinal slots are made and on the top there are annular grooves, while the device of the lower flare for interacting with the element for disconnecting the shoe from the overlap is made in the form of a cap in which th screwed sleeve with end projections and recesses corresponding to the lower-stage slots shoe protrusion and having annular grooves with built-in locking elements are in the form of split spring rings arranged to interact with the annular grooves of the shoe upper stage protrusion when disconnecting it from Perekryvatel.