RU2282709C2

RU2282709C2 - Drilling string sealing device

Info

Publication number: RU2282709C2
Application number: RU2004107918/03A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Николаевич Горбунов (RU); Анатолий Николаевич Горбунов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Астраханьгазпром"
Priority date: 2004-03-17
Filing date: 2004-03-17
Publication date: 2006-08-27
Also published as: RU2004107918A

Abstract

FIELD: oil and gas industry, particularly to construct and repair wells to provide work exciting under reverse drilling mud circulation.

SUBSTANCE: device comprises preventer and body with packing members for pipe string plugging. To seal drilling string device body is fastened to drilling pipe comprising lock - upper and lower clutches. The body is installed inside all-purpose preventer and is sealed with packing member of all-purpose preventer and may be fastened to drilling string by means of lock. Annular space between the body and drilling pipe is sealed with packing body members installed on thrust ring between upper and lower pressure bushes fastened by means of lock.

EFFECT: simplified production and operation, provision of reverse drilling mud circulation without well head connections modification.

2 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано при строительстве и ремонте скважин для обеспечения возможности проведения работ при обратной циркуляции бурового раствора.The invention relates to the oil and gas industry and can be used in the construction and repair of wells to provide the possibility of work during the reverse circulation of the drilling fluid.

Известно, что для проведения таких операций применяется вращающийся превентор (а.с. СССР №1776759, МПК7 Е 21 В 33/06).It is known that for such operations a rotating preventer is used (AS USSR No. 1776759, IPC 7 E 21 V 33/06).

Вращающийся превентор включает в себя корпус, вращающийся на подшипниках, головку с фигурной толстостенной уплотнительной манжетой и целый ряд других уплотнений. Устройство устанавливается на фланце верхнего превентора, герметичность достигается за счет стального уплотнительного кольца. Недостатком вращающегося превентора является то, что он представляет собой сложную конструкцию и устанавливается на верхнем превенторе. При установке такого превентора необходимо изменять схему обвязки устьевого оборудования.A rotating preventer includes a housing rotating on bearings, a head with a shaped thick-walled sealing collar and a number of other seals. The device is mounted on the flange of the upper preventer; tightness is achieved due to the steel sealing ring. The disadvantage of a rotating preventer is that it is a complex structure and is installed on the upper preventer. When installing such a preventer, it is necessary to change the layout of the wellhead equipment.

Известен вращающийся универсальный гидравлический превентор (пат. РФ №2208126, МПК7 Е 21 В 33/06). Недостатком последнего является также то, что он представляет собой сложную конструкцию.Known rotating universal hydraulic preventer (US Pat. RF No. 2208126, IPC7 E 21 V 33/06). The disadvantage of the latter is that it is a complex structure.

Наиболее близким, принятым за прототип, является устьевой герметизатор (пат. РФ №2217574, МПК7 Е 21 В 33/03).The closest adopted for the prototype is the wellhead sealant (US Pat. RF No. 2217574, IPC 7 E 21 V 33/03).

Он содержит корпус, уплотнительный элемент в виде ласта, охватывающего корпус, и втулку. В крышке, кольцевых воротниках уплотнителя и разрезном кольце выступа корпуса выполнены отверстия, в которые пропущены шпильки.It contains a housing, a sealing element in the form of a flipper covering the housing, and a sleeve. In the lid, annular collars of the seal and the split ring of the protrusion of the housing, holes are made in which the studs are passed.

Недостатком устройства является сложность в изготовлении и эксплуатации. Устройство должно монтироваться на фланце превентора и предусмотрено для спуска лифтовых труб под давлением, но не для процесса бурения, когда колонна труб вращается, перемещаясь вверх-вниз.The disadvantage of this device is the difficulty in manufacturing and operation. The device must be mounted on the flange of the preventer and is intended for lowering elevator pipes under pressure, but not for the drilling process, when the pipe string rotates, moving up and down.

Задачей, решаемой изобретением, является ведение процесса бурения с обратной циркуляцией бурового раствора при существующем устьевом оборудовании.The problem solved by the invention is the conduct of the drilling process with reverse circulation of drilling fluid with existing wellhead equipment.

В сравнении с вращающимся превентором предлагаемое устройство конструктивно проще. Для ввода его в эксплуатацию не требуется изменения схемы обвязки устьевого оборудования. Оно обеспечивает обратную циркуляцию бурового раствора.Compared with a rotating preventer, the proposed device is structurally simpler. To put it into operation does not require changing the layout of the wellhead equipment. It provides reverse circulation of the drilling fluid.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что устройство для герметизации труб содержит превентор, корпус с уплотнительными элементами для герметизации колонны труб.The essence of the invention lies in the fact that the device for sealing pipes contains a preventer, a housing with sealing elements for sealing the pipe string.

Согласно изобретению для герметизации бурильной колонны труб корпус устройства закреплен на бурильной трубе, содерщащей замок - верхнюю и нижнюю муфты, установлен внутри превентора, в качестве которого принят универсальный превентор, загерметизирован уплотнительным элементом универсального превентора и с помощью замка имеет возможность крепления на бурильной колонне, причем кольцевое пространство между корпусом и бурильной трубой загерметизировано уплотнительными элементами корпуса, установленными на упорном кольце между верхней и нижней нажимными втулками, закрепленными с помощью замка.According to the invention, for sealing the drill pipe string, the device body is mounted on a drill pipe containing a lock - the upper and lower couplings, installed inside the preventer, which is a universal preventer, is sealed with a sealing element of the universal preventer and can be mounted on the drill string with a lock, moreover the annular space between the casing and the drill pipe is sealed by casing sealing elements mounted on a thrust ring between the upper and lower pressure bushings secured with a lock.

На фиг.1 показан общий вид устройства в разрезе.Figure 1 shows a General view of the device in section.

На фиг.2 - превенторная скважинная установка.Figure 2 - preventive downhole installation.

Устройство герметизации бурильных труб содержит корпус 1 с вмонтированной в него бурильной трубой 2. В корпусе 1 устройства на упорном кольце 3 установлены уплотнительные элементы 4 между нажимными втулками 5. Корпус 1 устройства крепится на бурильной трубе 2 с помощью верхней 10 и нижней 11 муфт (замка) и устанавливается внутри универсального превентора 8 (фиг.2) на бурильной колонне 9. К бурильной колонне 9 корпус 1 крепится замком, соединяется с квадратной штангой 12 и буровым шлангом 13. Квадратная штанга 12 приводится во вращение ротором 14. На крестовине 15 плашечного превентора 16 имеется отвод 17 для подачи бурового раствора в зону бурения через кольцевое пространство. Устройство герметизируется внутри универсального превентора 8 его уплотнительным элементом 18.The drill pipe sealing device comprises a housing 1 with a drill pipe 2 mounted therein. In the housing 1 of the device, on the thrust ring 3, sealing elements 4 are installed between the pressure sleeves 5. The housing 1 of the device is mounted on the drill pipe 2 using the upper 10 and lower 11 couplings (locks) ) and is installed inside the universal preventer 8 (Fig. 2) on the drill string 9. To the drill string 9, the housing 1 is locked, connected to the square rod 12 and the drill hose 13. The square rod 12 is rotated by the rotor 14. On the arm Section 15 of the preventer 16 has an outlet 17 for supplying drilling fluid to the drilling zone through the annular space. The device is sealed inside the universal preventer 8 by its sealing element 18.

Сборка устройства и проверка на герметичность осуществляется в условиях мастерских. Вначале на бурильную трубу 2 устанавливают на резьбе муфту 7, затем нижнюю нажимную втулку 5, упорное кольцо 3, уплотнительные элементы 4, верхнюю нажимную втулку 5 и муфту 6. При сборке уплотнительные элементы смазывают смазкой. В конце сборки устанавливают замок (муфты 10 и 11).Assembling the device and checking for leaks is carried out in workshop conditions. First, a sleeve 7 is mounted on the drill pipe 2, then a lower pressure sleeve 5, a thrust ring 3, sealing elements 4, an upper pressure sleeve 5 and a sleeve 6. During assembly, the sealing elements are lubricated with grease. At the end of the assembly, a lock is installed (couplings 10 and 11).

Готовое устройство, проверенное на герметичность, наращивают (присоединяют) к бурильной колонне 9 и располагают его корпус 1 внутри универсального превентора 8. Кольцевое пространство между корпусом 1 устройства и универсальным превентором 8 герметизируют уплотнительным элементом 18 универсального превентора 8 путем обжима. Устройство для герметизации соединяют с квадратной штангой 12 при помощи муфты 11.The finished device, tested for leaks, is expanded (connected) to the drill string 9 and its body 1 is placed inside the universal preventer 8. The annular space between the device body 1 and the universal preventer 8 is sealed with a sealing element 18 of the universal preventer 8 by crimping. The sealing device is connected to the square rod 12 using the sleeve 11.

Для обеспечения обратной циркуляции, перед началом бурения, буровой раствор с помощью насоса подается в отвод 17 крестовины 15 плашечного превентора 16. Буровой раствор, пройдя по кольцевому пространству обсадной колонны вниз, возвращается на поверхность через бурильную колонну 9, бурильную трубу 2 устройства герметизации, квадратную штангу 12 и буровой шланг 13. Получив выход бурового раствора на поверхность, включают ротор 14 и, передав вращательное движение квадратной штанге 12, приступают к процессу бурения или другим видам работ.To ensure reverse circulation, before starting drilling, the drilling fluid is pumped into the outlet 17 of the crosspiece 15 of the ram preventer 16. The drilling fluid, passing down the annular space of the casing, returns to the surface through the drill string 9, square drill pipe 2 of the sealing device the rod 12 and the drill hose 13. Having received the output of the drilling fluid to the surface, turn on the rotor 14 and, transmitting rotational motion to the square rod 12, begin the drilling process or other types of work.

Таким образом, с помощью простого в изготовлении устройства и без изменения обвязки устья скважины получаем эффективную, надежную герметизацию бурильных труб при обратной циркуляции бурового раствора. Устройство просто в эксплуатации и обеспечивает транспортировку частиц породы или металла на поверхность через канал бурильных труб. Внедрение устройства позволит сократить время ремонта и ускорить ввод скважин в эксплуатацию.Thus, using an easy-to-manufacture device and without changing the wellhead piping, we obtain effective, reliable sealing of drill pipes during reverse circulation of the drilling fluid. The device is easy to operate and provides transportation of rock or metal particles to the surface through the channel of the drill pipe. The introduction of the device will reduce the repair time and accelerate the commissioning of wells.

Claims

A device for sealing pipes containing a preventer and a housing with sealing elements for sealing the pipe string, characterized in that for sealing the drill pipe string, the device body is mounted on a drill pipe containing a lock - upper and lower couplings, installed inside the preventer, which is universal the preventer is sealed by the sealing element of the universal preventer and with the help of a lock has the ability to be mounted on the drill string, and the annular space between the body ohm and the drill pipe sealed housing sealing elements mounted on the thrust ring between the upper and lower pressure sleeve, fixed by the lock.