RU56932U1

RU56932U1 - CONNECTION OF PROFILE PIPES OF WELL OVERLAPPERS

Info

Publication number: RU56932U1
Application number: RU2006113512/22U
Authority: RU
Inventors: Константин Викторович Мелинг; Фарит Фоатович Ахмадишин; Азат Леонардович Насыров; Сергей Леонидович Багнюк; Рустэм Ядкарович Хабибуллин
Original assignee: Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина
Priority date: 2006-04-20
Filing date: 2006-04-20
Publication date: 2006-09-27

Abstract

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности, к соединениям профильных труб между собой, расширяемых в процессе перекрытия ими зон осложнения бурения или нарушения герметичности обсадных колонн в скважинах. Соединение профильных труб перекрывателей скважин состоит из профильных труб, соединяемые концы которых выполнены цилиндрического профиля и снабжены муфтовой и ниппельной резьбой на взаимообращенных поверхностях, а также средств герметизации соединения, выполненных в виде двух эластичных колец, одно из которых установлено в расширенном кольцевом муфтовом конце со стороны внутреннего стыка резьбы между взаимообращенными цилиндрическими поверхностями, а другое - в сужении ниппельного конца со стороны наружного стыка резьбы между взаимообращенными цилиндрическими поверхностями, причем наружный стык соединения выполнен в виде конусных, плотно прилегающих взаимообращенных поверхностей труб. Кроме того, эластичные кольца могут дополнительно снабжаться кольцевыми выступами и выборками. Техническим результатом является обеспечение герметичности соединения от внешнего и внутреннего давления, надежная фиксация соединяемых труб, предотвращающая их самоотвинчивание при развальцовке перекрывателя, повышение надежности соединения за счет большего контактного давления эластичных колец даже при проявлении «концевого эффекта», когда ниппельные концы труб, деформируясь при развальцовке, отходят внутрь труб от муфтовых концов, в результате чего обеспечивается высокое качество изоляции зон осложнения бурения и нарушения герметичности обсадных колонн в скважинах. 3 илл.The proposal relates to the oil and gas industry, in particular, to the connections of profile pipes to each other, expanding in the process of overlapping by them of zones of drilling complication or a violation of the tightness of casing strings in wells. The connection of the profile pipes of the shutoffs of wells consists of profile pipes, the connected ends of which are made of a cylindrical profile and equipped with a coupling and nipple thread on mutually reversed surfaces, as well as sealing means of the connection made in the form of two elastic rings, one of which is installed in the expanded annular coupling end from the side the internal thread joint between the reciprocal cylindrical surfaces, and the other in the narrowing of the nipple end from the side of the external thread joint between inverted cylindrical surfaces, and the outer joint of the connection is made in the form of conical, tightly adjacent, mutually inverted pipe surfaces. In addition, elastic rings can be additionally provided with annular protrusions and samples. The technical result is to ensure the tightness of the connection from external and internal pressure, reliable fixation of the connected pipes, preventing them from unscrewing when the overlap is expanded, increasing the reliability of the connection due to the greater contact pressure of the elastic rings even when the "end effect" is manifested, when the pipe ends deform when expanding , go inside the pipes from the coupling ends, as a result of which high quality isolation of the zones of drilling complication and disturbance is ensured casing tightness in wells. 3 ill.

Description

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности, к соединениям профильных труб между собой, расширяемых в процессе перекрытия ими зон осложнения бурения или нарушения герметичности обсадных колонн в скважинах.The proposal relates to the oil and gas industry, in particular, to the connections of profile pipes to each other, expanding in the process of overlapping by them of zones of drilling complication or a violation of the tightness of casing strings in wells.

Известно «Устройство для перекрытия зоны осложнения в скважине» (а.с. СССР №1712581, Е 21 В 29/10, 33/13, опубл. Бюл. №6 от 15.02.92 г.), включающее профильную трубу с цилиндрическими участками по концам, на нижнем из которых размещен башмак с обратным клапаном, а на верхнем - расширитель с якорным элементом, жестко связанные с дорнирующей головкой, размещенной над профильной трубой и имеющей узел соединения под бурильные трубы, при этом на цилиндрических участках профильной трубы выполнены наружные кольцевые проточки под уплотнительные элементы и соответствующие проточкам внутренние кольцевые выступы, причем якорный элемент выполнен в виде наружного выступа на расширителе, а цилиндрический участок профильной трубы под внутренним кольцевым выступом имеет кольцевую канавку для размещения выступа расширителя в исходном положении, при этом профильная труба выполнена секционной с кольцевыми уплотнениями, размещенными во внутренние кольцевые проточки наружной резьбы между боковыми сопрягаемыми поверхностями секций.It is known "Device for blocking the zone of complications in the well" (AS USSR No. 1712581, E 21 V 29/10, 33/13, publ. Bull. No. 6 from 02.15.92), including a profile pipe with cylindrical sections at the ends, on the lower of which there is a shoe with a non-return valve, and on the top - an expander with an anchor element, rigidly connected to the mandrel head located above the profile pipe and having a connection node for drill pipes, while the outer annular sections are made on cylindrical sections grooves for sealing elements and respectively internal annular protrusions that extend to the grooves, the anchor element being made in the form of an external protrusion on the expander, and the cylindrical section of the profile pipe under the inner annular protrusion has an annular groove for accommodating the expander protrusion in the initial position, while the profile pipe is made sectional with ring seals placed in the inner annular grooves of the external thread between the lateral mating surfaces of the sections.

Недостатком данного устройства является низкая надежность соединения секций профильных труб, так как уплотнительный элемент расположен только с одной внутренней стороны резьбового соединения. Кроме того, высока вероятность выдавливания уплотнительного элемента во внутреннюю полость перекрывателя в зазор между боковыми сопрягаемыми поверхностями секций под действием внешнего затрубного давления или при развальцовке перекрывателя, что может привести к разгерметизации изолированных зон осложнений скважины. The disadvantage of this device is the low reliability of the connection sections of the profile pipes, since the sealing element is located only on one inner side of the threaded connection. In addition, there is a high probability of extrusion of the sealing element into the internal cavity of the overlap into the gap between the lateral mating surfaces of the sections under the influence of external annular pressure or during the expansion of the overlap, which can lead to depressurization of isolated zones of well complications.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является «Соединение профильных труб перекрывателей скважин» (а.с. СССР №1367586, Е 21 В 33/12, опубл. Бюл. №33 от 27.11.96 г.), содержащее профильные трубы, соединяемые концы которых выполнены цилиндрического профиля и снабжены резьбой на взаимообращенных поверхностях, а также средства герметизации соединения, при этом соединяемые концы выполнены с буртами, образованными расширенными в радиальном направлении кольцевыми участками, а средства герметизации выполнены в виде эластичных колец, одно из которых расположено между взаимообращенными торцами буртов на наружной поверхности соединения с возможностью перекрытия наружного стыка, а второе - в расширенном кольцевом участке со стороны внутреннего стыка резьбы между взаимообращенными цилиндрическими поверхностями резьбового и кольцевого участков, при этом резьба выполнена цилиндрической с прямоугольным профилем.The closest in technical essence and the achieved result is “Connection of profile pipes of well shutoffs” (AS USSR No. 1367586, E 21 B 33/12, publ. Bull. No. 33 of 11/27/96), containing profile pipes, the connected ends of which are made of a cylindrical profile and are threaded on mutually reversed surfaces, as well as means of sealing the connection, while the connected ends are made with collars formed by radially extended annular sections, and the sealing means are made in the form of elastic x rings, one of which is located between the mutually inverted ends of the shoulders on the outer surface of the connection with the possibility of overlapping the outer joint, and the second in the expanded annular section from the side of the inner joint of the thread between the mutually inverted cylindrical surfaces of the threaded and annular sections, while the thread is cylindrical with a rectangular profile .

Недостатком данного соединения является сложность изготовления в части образования расширенных в радиальном направлении кольцевых участков (буртов), а также вероятность выдавливания эластичного кольца со стороны внутреннего стыка резьбы и его повреждения инструментом при увеличении диаметра перекрывателя. Кроме того, в случае неплотного прижатия перекрывателя к стенкам скважины, наружный герметизирующий элемент не обеспечивает герметичность резьбового соединения от внешнего давления.The disadvantage of this connection is the difficulty of manufacturing in terms of the formation of radially extended annular sections (collars), as well as the likelihood of extrusion of the elastic ring from the side of the internal joint of the thread and its damage by the tool with increasing diameter of the overlap. In addition, in the case of a loose pressing of the shutoff to the walls of the well, the external sealing element does not ensure the tightness of the threaded connection from external pressure.

Технической задачей предлагаемого устройства является создание такого соединения профильных труб, которое после развальцовки или дорнирования обеспечивает надежную герметизацию соединений.The technical task of the proposed device is the creation of such a connection of profile pipes, which, after flaring or turning, provides reliable sealing of the joints.

Техническая задача достигается тем, что в описываемом соединении профильных труб перекрывателей скважин, содержащем профильные трубы, соединяемые концы которых выполнены цилиндрического профиля и снабжены муфтовой и ниппельной резьбой на взаимообращенных поверхностях, а также средства герметизации соединения, выполненные в виде двух эластичных колец, одно из которых установлено в расширенном кольцевом муфтовом конце со стороны внутреннего стыка резьбы между взаимообращенными цилиндрическими поверхностями резьбового и кольцевого участков; согласно предложению ниппельный конец снабжен сужением под второе эластичное кольцо со стороны наружного The technical problem is achieved by the fact that in the described connection of the profile pipes of the overlap wells, containing profile pipes, the connected ends of which are made of a cylindrical profile and are provided with a coupling and nipple thread on mutually reversed surfaces, as well as means for sealing the joints made in the form of two elastic rings, one of which installed in the expanded annular coupling end from the side of the internal joint of the thread between the mutually inverted cylindrical surfaces of the threaded and annular plots; according to the proposal, the nipple end is provided with a narrowing under the second elastic ring from the outside

стыка резьбы между взаимообращенными цилиндрическими поверхностями резьбового и кольцевого участков, причем наружный стык выполнен в виде конусных плотно прилегающих взаимообращенных поверхностей труб.the joint of the thread between the mutually inverted cylindrical surfaces of the threaded and annular sections, and the outer joint is made in the form of conical tight-fitting mutually inverted pipe surfaces.

Другим отличием соединения является то, что эластичные кольца дополнительно снабжены кольцевыми выступами.Another difference of the connection is that the elastic rings are additionally provided with annular protrusions.

На Фиг.1 изображено соединение профильных труб перекрывателей скважин (разрез); на Фиг.2 - вид «А», увеличенное изображение эластичного кольца в муфтовом конце трубы; на Фиг.3 - вид «Б», увеличенное изображение эластичного кольца на ниппельном конце трубы.Figure 1 shows the connection of the profile pipes of the overlap wells (section); figure 2 is a view of "A", an enlarged image of an elastic ring in the sleeve end of the pipe; figure 3 is a view of "B", an enlarged image of an elastic ring at the nipple end of the pipe.

Соединение (см. Фиг.1) состоит из профильных труб 1 и 2, соединяемые концы которых 3 и 4 выполнены цилиндрического профиля и снабжены муфтовой 5 и ниппельной 6 резьбой на взаимообращенных поверхностях, а также средств герметизации соединения, выполненных в виде двух эластичных колец 7 и 8, одно из которых 7 (см. Фиг.1 и 2) установлено в расширенном кольцевом муфтовом конце 9 со стороны внутреннего стыка резьбы между взаимообращенными цилиндрическими поверхностями 9 и 10 (см. Фиг.1). А ниппельный конец 4 снабжен сужением 11 под второе эластичное кольцо 8 (см. Фиг.1 и 3) со стороны наружного стыка резьбы между взаимообращенными цилиндрическими поверхностями 11 и 12 (см. Фиг.1), причем наружный стык соединения выполнен в виде конусных плотно прилегающих взаимообращенных поверхностей 13 и 14 труб 1 и 2 соответственно.The connection (see Figure 1) consists of profile pipes 1 and 2, the connected ends of which 3 and 4 are made of a cylindrical profile and are equipped with a coupling 5 and nipple 6 thread on mutually reversed surfaces, as well as means of sealing the connection made in the form of two elastic rings 7 and 8, one of which 7 (see FIGS. 1 and 2) is installed in the expanded annular sleeve end 9 from the side of the internal joint of the thread between the inverted cylindrical surfaces 9 and 10 (see FIG. 1). And the nipple end 4 is provided with a constriction 11 under the second elastic ring 8 (see Figs. 1 and 3) from the side of the external joint of the thread between the reciprocal cylindrical surfaces 11 and 12 (see Fig. 1), and the outer joint of the connection is made in the form of a conical tight adjacent interchanged surfaces 13 and 14 of the pipes 1 and 2, respectively.

Кроме того, эластичные кольца 7 и 8 могут дополнительно снабжаться кольцевыми выступами 15 и выборками 16 (см. Фиг.2 и 3).In addition, the elastic rings 7 and 8 can be additionally provided with annular protrusions 15 and samples 16 (see FIGS. 2 and 3).

Соединение работает следующим образом. Профильные трубы 1 и 2 (см. Фиг.1) свинчивают соответственно концами 3 и 4 их муфтовой 5 и ниппельной 6 резьбами на устье скважины, контролируя при этом целостность эластичных колец 7 и 8. При этом поверхности 13 и 14 соответственно труб 1 и 2 плотно прилегают, исключая полностью несанкционированные перетоки жидкости через соединение труб 1 и 2. Далее спускают перекрыватель на колонне бурильных труб (не показано) до интервала его установки и нагнетанием жидкости под давлением внутрь перекрывателя выправляют его профильные части. При этом эластичное кольцо 7 воспринимает на себя внутреннее давление и уплотняет резьбовое соединение The connection works as follows. Profile pipes 1 and 2 (see Figure 1) are screwed respectively with ends 3 and 4 of their sleeve 5 and nipple 6 threads at the wellhead, while controlling the integrity of the elastic rings 7 and 8. The surfaces 13 and 14, respectively, of pipes 1 and 2 tightly fit, excluding completely unauthorized fluid flows through the connection of pipes 1 and 2. Next, lower the shutter on the drill pipe string (not shown) to the interval of its installation and straighten its profile parts by pumping the fluid under pressure into the shutoff. In this case, the elastic ring 7 receives internal pressure and seals the threaded connection

до полного выправления профильных частей перекрывателя. Затем развальцевателем или дорном расширяют цилиндрический участок соединения до плотного прилегания его к стенкам скважины (не показана). При этом цилиндрический участок 10 ниппельного конца 4 развальцовываясь, частично заходит в расширенный кольцевой муфтовый конец 9, уплотняя и запирая эластичное кольцо 7 (см. Фиг.2), кольцевые выступы 15 которого сжимаясь заполняют кольцевые выборки 16, надежно герметизируя соединение от действия внутреннего давления. Одновременно цилиндрический участок 12 муфтового конца 3 частично заходит в сужение 11 ниппельного конца 4. При этом эластичное кольцо 8 (см. Фиг.3) сжимается, кольцевые выступы 15 заполняют впадины 16, герметизируя соединение от действия наружного давления.until full straightening of the profile parts of the overlap. Then, with a flare or mandrel, the cylindrical portion of the joint is expanded to fit snugly against the walls of the well (not shown). In this case, the cylindrical section 10 of the nipple end 4, expanding, partially enters the expanded annular sleeve end 9, sealing and locking the elastic ring 7 (see Figure 2), the annular protrusions 15 of which compressively fill the ring samples 16, reliably sealing the connection from the action of internal pressure . At the same time, the cylindrical section 12 of the coupling end 3 partially enters the narrowing 11 of the nipple end 4. In this case, the elastic ring 8 (see FIG. 3) is compressed, the annular protrusions 15 fill the cavities 16, sealing the connection from the action of external pressure.

Преимущество предлагаемой конструкции соединения заключается в том, что обеспечивается его герметичность от внешнего и внутреннего давления, а стык по конусу надежно фиксирует соединяемые трубы, предотвращая их самоотвинчивание при развальцовке перекрывателя.The advantage of the proposed connection design is that it is sealed against external and internal pressure, and the joint along the cone reliably fixes the pipes to be connected, preventing their self-unscrewing during the expansion of the overlap.

Кроме того, форма выполнения эластичных колец позволяет повысить надежность соединения за счет большего контактного давления даже при проявлении «концевого эффекта», когда ниппельные концы труб, деформируясь при развальцовке, отходят внутрь труб от муфтовых концов. Использование предлагаемой конструкции соединения профильных труб перекрывателей скважин позволяет обеспечить высокое качество изоляции зон осложнения бурения и нарушения герметичности обсадных колонн в скважинах.In addition, the shape of the elastic rings allows you to increase the reliability of the connection due to greater contact pressure even when the "end effect" is manifested, when the nipple ends of the pipes, deforming during expansion, extend into the pipes from the coupling ends. Using the proposed design for connecting the profile pipes of the well shutoffs, it is possible to ensure high quality isolation of the drilling complication zones and casing leakages in the wells.

Claims

1. The connection of the profile pipes of the overlap wells, containing profile pipes, the connected ends of which are made of a cylindrical profile and are provided with a coupling and nipple thread on mutually reversed surfaces, as well as sealing means of the connection, made in the form of two elastic rings, one of which is installed in the expanded annular coupling end from the inner joint of the thread between the mutually inverted cylindrical surfaces of the threaded and annular sections, characterized in that the nipple end of sleep wives constriction beneath the second elastic ring by the outer thread joint between vzaimoobraschennymi threaded cylindrical surfaces and annular portions, wherein an outer joint is designed as a conical, tight-fitting vzaimoobraschennyh surfaces of pipes.

2. The connection of the profile pipes of the overlap wells according to claim 1, characterized in that the elastic rings are additionally equipped with annular protrusions.