RU2560452C1 - Устройство герметизации межколонного пространства на устье скважины - Google Patents

Устройство герметизации межколонного пространства на устье скважины Download PDF

Info

Publication number
RU2560452C1
RU2560452C1 RU2014119168/03A RU2014119168A RU2560452C1 RU 2560452 C1 RU2560452 C1 RU 2560452C1 RU 2014119168/03 A RU2014119168/03 A RU 2014119168/03A RU 2014119168 A RU2014119168 A RU 2014119168A RU 2560452 C1 RU2560452 C1 RU 2560452C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
diameter
housing
bore
ledge
flange
Prior art date
Application number
RU2014119168/03A
Other languages
English (en)
Inventor
Иван Аркадьевич Миллер
Андрей Васильевич Секисов
Булат Юсупович Хайруллин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "СибБурМаш"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "СибБурМаш" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "СибБурМаш"
Priority to RU2014119168/03A priority Critical patent/RU2560452C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2560452C1 publication Critical patent/RU2560452C1/ru

Links

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для герметизации и разобщения межколонного пространства на устье скважины. Обеспечивает снижение затрат и повышение надежности работы при эксплуатации. Устройство содержит цилиндрический корпус с фланцем на верхнем торце, внутренней кольцевой расточкой в верхней части, центральным осевым и радиальными каналами под боковые патрубки. Во внутренней кольцевой расточке корпуса размещен узел герметизации, взаимодействующий с муфтой внутренней обсадной колонны. К фланцу корпуса присоединен ответный верхний фланец, взаимодействующий с узлом герметизации. В нижней части корпуса имеется наружная присоединительная резьба, посредством которой он соединен с переводником. В переводнике выполнен опорный уступ с расточкой, расположенный под корпусом. С опорным уступом взаимодействует центратор внутренней обсадной колонны, выполненный в виде цилиндрической втулки со сквозными осевыми каналами. Соединение переводника с муфтой наружной обсадной колонны осуществляется патрубком. Диаметр отверстия патрубка Dоп удовлетворяет соотношению: Dру>Dоп>Dвнк, где Dру - диаметр расточки опорного уступа; Dоп - диаметр отверстия патрубка; Dвнк - внутренний диаметр верхней трубы наружной обсадной колонны. 1 ил.

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для герметизации и разобщения межколонного пространства на устье скважины.
Известно устройство для герметизации межколонного пространства на устье скважины (Патент РФ №2502859, МПК Е21B 33/03, опубл. 27.12.2013), включающее
- цилиндрический корпус с фланцем на верхнем торце, внутренней кольцевой расточкой в верхней части, центральным осевым и радиальными каналами под боковые патрубки и наружной присоединительной резьбой в нижней части для соединения с муфтой наружной обсадной колонны,
- опорное кольцо с уступом, установленное в верхней муфте наружной обсадной колонны с опорой на торец ее верхней обсадной трубы,
- центратор внутренней обсадной колонны в виде втулки со ступенчатой наружной и цилиндрической внутренней поверхностями и со сквозными осевыми каналами, взаимодействующий с уступом опорного кольца,
- узел герметизации, размещенный во внутренней кольцевой расточке корпуса и взаимодействующий с муфтой внутренней обсадной колонны,
- и верхний фланец, ответный фланцу корпуса, взаимодействующий с узлом герметизации,
- причем диаметр отверстия опорного кольца меньше диаметра открытого ствола скважины, пробуренного под внутреннюю обсадную колонну, и больше наружного диаметра муфт, соединяющих трубы внутренней обсадной колонны.
Недостатком известного устройства, выбранного в качестве аналога, является высокая трудоемкость и затраты при монтаже на устье скважины, что обусловлено применением в его конструкции опорного кольца, устанавливаемого в верхней муфте наружной обсадной колонны с опорой на торец ее верхней обсадной трубы перед спуском внутренней обсадной колонны. А так как последняя является эксплуатационной, предназначенной для перекрытия и разобщения продуктивных горизонтов, то ее спуск будет осуществляться в продуктивный пласт, вскрытый бурением. Поэтому в соответствии с правилами промышленной безопасности для предотвращения открытого нефтегазового фонтана перед бурением ствола скважины под эксплуатационную колонну на фланец корпуса известного устройства должна быть установлена компоновка противовыбросового оборудования (далее - ПВО).
Следовательно, для установки опорного кольца перед спуском внутренней обсадной колонны ствол скважины необходимо предварительно заполнить утяжеленным буровым раствором для обеспечения противодавления на продуктивный пласт, затем необходимо демонтировать компоновку ПВО, после чего вставить опорное кольцо в верхнюю муфту наружной обсадной колонны на торец верхней трубы и вновь установить компоновку ПВО на устье скважины, чтобы предотвратить возможность возникновения открытого нефтегазового фонтана в процессе спуска эксплуатационной колонны.
Совокупность этих операций существенно повышает трудоемкость и увеличивает затраты на монтаж известного устройства, что является его недостатком.
Известно устройство герметизации межколонного пространства (Патент РФ №2311525, МПК Е21B 33/03, опубл. 27.11.2007), включающее
- цилиндрический корпус с фланцем на верхнем торце, внутренней кольцевой расточкой в верхней части, центральным осевым и радиальными каналами под боковые патрубки и наружной присоединительной резьбой в нижней части для соединения с муфтой наружной обсадной колонны,
- опорное кольцо с уступом, установленное в верхней муфте наружной обсадной колонны с опорой на торец ее верхней обсадной трубы,
- центратор внутренней обсадной колонны в виде втулки со ступенчатой наружной и цилиндрической внутренней поверхностями и со сквозными осевыми каналами, взаимодействующий с уступом опорного кольца,
- узел герметизации, размещенный во внутренней кольцевой расточке корпуса и взаимодействующий с муфтой внутренней обсадной колонны,
- и верхний фланец, ответный фланцу корпуса, взаимодействующий с узлом герметизации,
- причем диаметр отверстия опорного кольца больше диаметра открытого ствола скважины, пробуренного под внутреннюю обсадную колонну.
Известное устройство, выбранное в качестве прототипа, благодаря тому, что диаметр отверстия опорного кольца больше диаметра открытого ствола скважины, пробуренного под внутреннюю обсадную колонну, лишено недостатков, присущих аналогу. Это обусловлено тем, что установка опорного кольца в верхнюю муфту наружной обсадной колонны на торец верхней трубы осуществляется перед монтажом компоновки ПВО, устанавливаемой перед началом бурения ствола скважины под эксплуатационную колонну. Поэтому перед спуском последней отсутствует необходимость демонтажа и последующего монтажа компоновки ПВО для установки опорного кольца, что снижает трудоемкость и затраты при монтаже известного устройства на устье скважины по сравнению с аналогом.
Однако известное устройство обладает недостаточной эксплуатационной надежностью ввиду того, что установка опорного кольца перед началом бурения ствола скважины под эксплуатационную колонну влечет за собой неизбежный износ поверхности его отверстия и, как следствие, увеличение диаметра отверстия, что обусловлено механическим воздействием (трение и ударные нагрузки) от труб и замков бурильной колонны при спуско-подъемных операциях, а также трением от вращения ведущей трубы (квадрата) при роторном способе бурения. Кроме того, поверхность отверстия будет подвергаться интенсивному абразивному износу от воздействия потока бурового раствора при его циркуляции с забоя на поверхность, поскольку в составе бурового раствора будет находиться шлам, обладающий абразивными свойствами, особенно при бурении в интервалах, сложенных песчаниками.
Суммарное воздействие этих процессов может привести к значительному износу поверхности отверстия и увеличению его диаметра до величины, при которой у кольца будет отсутствовать опорный торец для центратора, вследствие чего подвеска эксплуатационной колонны в известном устройстве будет невозможна. Для устранения таких последствий необходимо выполнение комплекса трудоемких операций, включающих демонтаж компоновки ПВО, вывинчивание корпуса известного устройства из муфты наружной обсадной колонны, извлечение изношенного кольца и установка нового с перехватом спущенной эксплуатационной колонны элеваторами или слайдером, после чего необходимо вновь собрать известное устройство и установить компоновку ПВО. Более негативные последствия возможны в случае, когда наружный диаметр центратора будет лишь незначительно (на доли миллиметра) больше диаметра отверстия опорного кольца, увеличенного в результате износа. Тогда при разгрузке эксплуатационной колонны массой в несколько десятков тонн на опорное кольцо контактные напряжения при взаимодействии торцов опорного кольца и центратора могут превысить допустимые, и последний вследствие пластической деформации отверстия опорного кольца может провалиться через него, что может привести к «полету» эксплуатационной колонны на забой скважины.
Совокупность таких последствий существенно снижает эксплуатационную надежность работы известного устройства.
Задачей настоящего изобретения является получение технического результата, выражающегося в повышении эксплуатационной надежности известного устройства герметизации межколонного пространства на устье скважины за счет устранения износа опорного кольца, что обеспечит надежность подвески внутренней обсадной колонны, а также в снижении затрат при монтаже и вводе устройства в эксплуатацию.
Для обеспечения этого технического результата в известном устройстве герметизации межколонного пространства на устье скважины, содержащем
- цилиндрический корпус с фланцем на верхнем торце, внутренней кольцевой расточкой в верхней части, центральным осевым и радиальными каналами под боковые патрубки и наружной присоединительной резьбой в нижней части,
- опорный уступ с расточкой, расположенный под корпусом,
- центратор внутренней обсадной колонны в виде цилиндрической втулки со сквозными осевыми каналами, взаимодействующий с опорным уступом,
- узел герметизации, размещенный во внутренней кольцевой расточке корпуса и взаимодействующий с муфтой внутренней обсадной колонны,
- и верхний фланец, ответный фланцу корпуса, взаимодействующий с узлом герметизации,
- причем величина диаметра расточки Dру опорного уступа больше величины внутреннего диаметра Dвнк наружной обсадной колонны,
СОГЛАСНО ИЗОБРЕТЕНИЮ
- дополнительно содержит переводник, в верхней части соединенный с корпусом,
- и патрубок, соединенный с нижней частью переводника и муфтой наружной обсадной колонны,
- опорный уступ с расточкой расположен в переводнике над патрубком,
- диаметр отверстия Dоп которого удовлетворяет соотношению
Dру>Dоп>Dвнк,
где
Dру - диаметр расточки опорного уступа;
Dоп - диаметр отверстия патрубка;
Dвнк - внутренний диаметр верхней трубы наружной обсадной колонны.
На чертеже изображено в разрезе заявляемое «Устройство для герметизации межколонного пространства на устье скважины» (далее - устройство).
Заявляемое устройство содержит цилиндрический корпус 1 с фланцем 2 на верхнем торце, внутренней кольцевой расточкой 3 в верхней части, центральным осевым 4 и радиальными 5 каналами под боковые патрубки (не показаны) и наружной присоединительной резьбой 6 в нижней части. В расточке 3 размещен узел герметизации 7, взаимодействующий с муфтой 8 внутренней обсадной колонны 9. К фланцу 2 крепежными элементами 10 присоединен верхний фланец 11, взаимодействующий с узлом герметизации 7. Корпус 1 резьбой 6 соединен с переводником 12, в котором выполнен опорный уступ 13 с расточкой 14, расположенный под корпусом 1. С опорным уступом 13 взаимодействует центратор 15 внутренней обсадной колонны 9, выполненный в виде цилиндрической втулки со сквозными осевыми каналами 16. Между центратором 15 и муфтой 8 на верхней трубе 17 внутренней обсадной колонны 9 установлена распорная втулка 18. Соединение переводника 12 с муфтой 19 верхней трубы 20 наружной обсадной колонны 21 осуществляется патрубком 22. Между диаметром Dру расточки 14 опорного уступа 13, диаметром Dоп проходного отверстия 23 патрубка 22 и внутренним диаметром Dвнк проходного отверстия 24 верхней трубы 20 наружной обсадной колонны 21 выдержано соотношение: Dру>Dоп>Dвнк.
Заявляемое устройство работает следующим образом.
После спуска и крепления наружной обсадной колонны 21 с муфтой 19 верхней трубы 20 путем свинчивания соединяют патрубок 22, с которым путем свинчивания соединяют переводник 12. На переводник 12 монтируют компоновку ПВО (не показана). Затем производят бурение ствола скважины под внутреннюю обсадную колонну 9.
В процессе спуско-подъемных операций компоновка бурильной колонны с долотом (не показана) будет оказывать механическое воздействие в виде трения и ударных нагрузок от труб и замков бурильной колонны, а также в виде трения от вращения ведущей трубы (квадрата) при роторном способе бурения. Вследствие механического воздействия внутренние поверхности проходных отверстий устьевого оборудования при контакте с элементами компоновки бурильной колонны будут подвергаться износу. Однако благодаря соотношению Dру>Dоп>Dвнк это воздействие в основном будет восприниматься внутренней поверхностью проходного отверстия 24 верхней трубы 20 наружной обсадной колонны 21 и лишь в некоторой степени поверхностью 25 проходного отверстия 23 патрубка 22.
Поскольку диаметр расточки 14 опорного уступа 13 больше как диаметра проходного отверстия 24 верхней трубы 20 наружной обсадной колонны 21, так и диаметра проходного отверстия 23 патрубка 22, поверхность 26 расточки 14 не будет контактировать с элементами компоновки бурильной колонны и не будет подвергаться износу, благодаря чему диаметр Dру расточки 14 опорного уступа 13 не будет увеличиваться и, следовательно, торец опорного уступа 13 сохранит свои конструктивные размеры. Тем самым, по сравнению с прототипом, где поверхность отверстия опорного кольца, контактируя с элементами компоновки бурильной колонны, будет подвергаться износу, что может привести к полному отсутствию опорного уступа и невозможности подвески внутренней обсадной колонны, отсутствие износа опорного уступа 13 в заявляемом устройстве повышает его эксплуатационную надежность и гарантированно обеспечивает подвеску внутренней обсадной колонны 9.
После бурения требуемого интервала ствола скважины осуществляется спуск внутренней обсадной колонны 9, в конце спуска которой перед свинчиванием верхней трубы 17 на ней устанавливается распорная втулка 18 и центратор 15. Производят спуск и разгрузку внутренней обсадной колонны 9 до контакта центратора 15 с опорным уступом 13 и ее цементирование, после чего демонтируют компоновку ПВО, корпус 1 путем свинчивания соединяют с переводником 12, устанавливают во внутреннюю кольцевую расточку 3 узел герметизации 7 и закрепляют его путем поджима фланцем 11 и крепежными элементами 10 до взаимодействия с муфтой 8 внутренней обсадной колонны 9.
Таким образом, благодаря конструктивным особенностям элементов заявляемого устройства обеспечивается:
- минимизация временных и материальных затрат при монтаже и вводе его в эксплуатацию по сравнению с аналогом. Это обусловлено дополнительным оснащением заявляемого устройства переводником, в котором выполнен опорный уступ, благодаря чему отсутствует необходимость операций по демонтажу компоновки ПВО для установки опорного кольца и последующему монтажу компоновки ПВО, которые необходимо осуществлять для сборки аналога на устье скважины;
- повышение эксплуатационной надежности его работы по сравнению с прототипом. Это обусловлено отсутствием износа опорного уступа благодаря тому, что в заявляемом устройстве диаметр отверстия патрубка Dоп удовлетворяет соотношению
Dру>Dоп>Dвнк,
где
Dру - диаметр расточки опорного уступа;
Dоп - диаметр отверстия патрубка;
Dвнк - внутренний диаметр верхней трубы наружной обсадной колонны.
Совокупность перечисленных обстоятельств обеспечивает снижение затрат и повышение надежности работы при эксплуатации заявляемого устройства для герметизации межколонного пространства на устье скважины.

Claims (1)

  1. Устройство герметизации межколонного пространства на устье скважины, содержащее
    - цилиндрический корпус с фланцем на верхнем торце, внутренней кольцевой расточкой в верхней части, центральным осевым и радиальными каналами под боковые патрубки и наружной присоединительной резьбой в нижней части,
    - опорный уступ с расточкой, расположенный под корпусом,
    - центратор внутренней обсадной колонны в виде цилиндрической втулки со сквозными осевыми каналами, взаимодействующий с опорным уступом,
    - узел герметизации, размещенный во внутренней кольцевой расточке корпуса и взаимодействующий с муфтой внутренней обсадной колонны,
    - и верхний фланец, ответный фланцу корпуса, взаимодействующий с узлом герметизации,
    - причем величина диаметра расточки Dру опорного уступа больше величины внутреннего диаметра Dвнк наружной обсадной колонны,
    отличающееся тем, что
    - дополнительно содержит переводник, в верхней части соединенный с корпусом,
    - и патрубок, соединенный с нижней частью переводника и муфтой наружной обсадной колонны,
    - опорный уступ с расточкой расположен в переводнике над патрубком,
    - диаметр отверстия Dоп которого удовлетворяет соотношению
    Dру>Dоп>Dвнк,
    где
    Dру - диаметр расточки опорного уступа;
    Dоп - диаметр отверстия патрубка;
    Dвнк - внутренний диаметр верхней трубы наружной обсадной колонны.
RU2014119168/03A 2014-05-13 2014-05-13 Устройство герметизации межколонного пространства на устье скважины RU2560452C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014119168/03A RU2560452C1 (ru) 2014-05-13 2014-05-13 Устройство герметизации межколонного пространства на устье скважины

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014119168/03A RU2560452C1 (ru) 2014-05-13 2014-05-13 Устройство герметизации межколонного пространства на устье скважины

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2560452C1 true RU2560452C1 (ru) 2015-08-20

Family

ID=53880653

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014119168/03A RU2560452C1 (ru) 2014-05-13 2014-05-13 Устройство герметизации межколонного пространства на устье скважины

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2560452C1 (ru)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4278278A (en) * 1979-08-30 1981-07-14 W-K-M Wellhead Systems, Inc. Means for tensioning tubing in a wellhead assembly
US4791986A (en) * 1986-09-09 1988-12-20 Vallet Aldon J Tubing hanger
SU1677255A1 (ru) * 1989-04-04 1991-09-15 Производственное объединение "Красноленинскнефтегаз" Колонна головка
RU43578U1 (ru) * 2004-08-12 2005-01-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Устьевой сальник для цементирования дополнительной обсадной колонны
RU2311525C2 (ru) * 2006-01-10 2007-11-27 Открытое акционерное общество "Сургутнефтегаз" Устройство герметизации межколонного пространства
RU96394U1 (ru) * 2010-04-02 2010-07-27 Николай Федорович Кисленко Оборудование для обвязки колонны обсадных труб
RU117494U1 (ru) * 2011-12-14 2012-06-27 Открытое акционерное общество "Сургутнефтегаз" Устройство герметизации межколонного пространства
RU2502859C2 (ru) * 2011-05-04 2013-12-27 Наталья Ивановна Макеева Устройство для герметизации межколонного пространства на устье скважины

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4278278A (en) * 1979-08-30 1981-07-14 W-K-M Wellhead Systems, Inc. Means for tensioning tubing in a wellhead assembly
US4791986A (en) * 1986-09-09 1988-12-20 Vallet Aldon J Tubing hanger
SU1677255A1 (ru) * 1989-04-04 1991-09-15 Производственное объединение "Красноленинскнефтегаз" Колонна головка
RU43578U1 (ru) * 2004-08-12 2005-01-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Устьевой сальник для цементирования дополнительной обсадной колонны
RU2311525C2 (ru) * 2006-01-10 2007-11-27 Открытое акционерное общество "Сургутнефтегаз" Устройство герметизации межколонного пространства
RU96394U1 (ru) * 2010-04-02 2010-07-27 Николай Федорович Кисленко Оборудование для обвязки колонны обсадных труб
RU2502859C2 (ru) * 2011-05-04 2013-12-27 Наталья Ивановна Макеева Устройство для герметизации межколонного пространства на устье скважины
RU117494U1 (ru) * 2011-12-14 2012-06-27 Открытое акционерное общество "Сургутнефтегаз" Устройство герметизации межколонного пространства

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8950485B2 (en) Drilling/frac adapter and method of use
RU2645044C1 (ru) Оснастка и операции перемещаемого узла сопряжения
US8789621B2 (en) Hydrocarbon well completion system and method of completing a hydrocarbon well
US9458690B2 (en) Rotating casing hanger
US7909105B2 (en) Independent wellhead drilling adapter
US10301907B2 (en) Setting tool with pressure shock absorber
US9206661B2 (en) Universal frac sleeve
US20150259997A1 (en) Torque Anchor to Prevent Rotation of Well Production Tubing, System for Pumping and Rotation Prevention, and Pumping Installation Equipped with Such a Torque Anchor
US20130068466A1 (en) Latching mechanism with adjustable preload
RU2745147C1 (ru) Способ крепления потайной обсадной колонны ствола с вращением и цементированием зоны выше продуктивного пласта
US10513914B1 (en) Casing hanger assembly
US9598924B2 (en) Wellhead hanger with spacer to reduce break-out torque
RU2539504C1 (ru) Устройство для нагнетания жидкости в пласт
RU2560452C1 (ru) Устройство герметизации межколонного пространства на устье скважины
CN104005728B (zh) 一种可控井封井器
US9677367B2 (en) Non-rotating method and system for isolating wellhead pressure
RU2425946C1 (ru) Скважинный разъединитель
WO2020264414A1 (en) Rotating torque running tool with interchangeable landing sub
RU2382176C1 (ru) Подземное оборудование с устройством для очистки зумпфа метаноугольной скважины в процессе ее освоения и эксплуатации
CN104453774B (zh) 一种井下防喷器
RU2787672C1 (ru) Пакер извлекаемый
US9790760B2 (en) Radially energized hanger system
US20200277833A1 (en) Methods and apparatus for top to bottom expansion of tubulars within a wellbore
US20160326825A1 (en) Systems and methods to reduce break-out torque
RU2387799C1 (ru) Башмак для установки профильного перекрывателя в скважине