RU62421U1

RU62421U1 - CONNECTION OF PROFILE PIPES OF WELL OVERLAPPERS

Info

Publication number: RU62421U1
Application number: RU2006142287/22U
Authority: RU
Inventors: Константин Викторович Мелинг; Сергей Леонидович Багнюк; Альберт Салаватович Ягафаров; Денис Владимирович Максимов; Виталий Евгеньевич Пронин
Original assignee: Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина
Priority date: 2006-11-29
Filing date: 2006-11-29
Publication date: 2007-04-10

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.The proposal relates to the oil and gas industry, in particular. to the connections of profile pipes to each other, expandable in the process of overlapping by them of zones of drilling complication or violation of tightness of casing strings in wells.

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 уплотнительных колец, первое из которых установлено в расширенном кольцевом муфтовом конце со стороны внутреннего стыка резьбы между взаимообращенными цилиндрическими поверхностями муфтовой и ниппельной резьбы, причем торец ниппельной резьбы снабжен цилиндрическим удлинением с концевым внутренним утолщением, а взаимообращенная цилиндрическая поверхность ниппельной резьбы дополнительно снабжена резьбой меньшего профиля, чем основная резьба, причем цилиндрический конец между профильным участком трубы и ниппельной резьбой оснащен упором с конусным торцом, снабженным вторым уплотнительным кольцом, при этом торец муфтовой резьбы удлинен цилиндрической втулкой относительно этой резьбы и выполнен в виде конуса, выполненного с возможностью герметичного взаимодействия через второе уплотнительное кольцо с конусным торцом упора, а между муфтовой резьбой и профильным участком трубы выполнена внутренняя цилиндрическая выборка с возможностью расположения напротив внутреннего утолщения цилиндрического удлинения ниппельной резьбы при окончательном свинчивании резьб.The connection of the profile pipes of the well shutoffs consists of the 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 sealing rings, the first of which is installed in the expanded annular coupling end from the side the internal joint of the thread between the mutually inverted cylindrical surfaces of the sleeve and nipple threads, and the end of the nipple thread is provided with cylindrical elongation with an end internal thickening, and the reciprocal cylindrical surface of the nipple thread is additionally equipped with a thread of a smaller profile than the main thread, and the cylindrical end between the pipe section and the nipple thread is equipped with a stop with a conical end provided with a second sealing ring, while the end of the sleeve thread is elongated cylindrical sleeve relative to this thread and made in the form of a cone, made with the possibility of tight interaction through the second seal -ring with a tapered end stop and the coupling between the threaded portion and the core tube is formed inside the cylindrical sample to be positioned opposite the inner cylindrical extension thickening nipple threads in the final screwing threads.

Техническим результатом является обеспечение герметичности соединения от внешнего и внутреннего давления, исключение механических повреждений уплотнительных колец при свинчивании резьб, надежная фиксация соединяемых The technical result is to ensure the tightness of the connection from external and internal pressure, the exclusion of mechanical damage to the sealing rings when making threads, reliable fixation of the connected

труб. предотвращающая их самоотвинчивание при развальцовке перекрывателя, а также предотвращение «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. 2 илл. на 1 л.pipes. preventing their self-unscrewing during flaring of the overlap, as well as preventing the “end effect” when the nipple ends of the pipes, deforming during flaring, extend into the pipes from the coupling ends, as a result of which high quality isolation of the drilling complication zones and casing leakage in wells is ensured. 2 ill. for 1 liter

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, which are expandable in the process of overlapping by them of zones of drilling complication or leakage of casing strings in wells.

Известно «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.It is known “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 equipped thread on mutually inverted surfaces, as well as means of sealing the connection, while the ends to be joined are made with collars formed by radially extended annular sections, and the sealing means are made in the form of elastic rings, one of which is located between the mutually reversed ends turners compound on the outer surface to overlap the outer joint, and the second - in the enlarged ring portion by internal thread joint between vzaimoobraschennymi threaded cylindrical surfaces and annular sections, wherein 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 (shoulders), 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 an increase in the 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.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является «Соединение профильных труб перекрывателей скважин» (патент РФ на полезную модель №56932,7 Е 21 В 29/10, опубл. Бюл. №27 от 27.09.06 г.), содержащее The closest in technical essence and the achieved result is “Connection of profile pipes of well shutoffs” (RF patent for utility model No. 56932.7 E 21 B 29/10, publ. Bull. No. 27 dated 09/27/06), containing

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, при этом ниппельный конец снабжен сужением под второе эластичное кольцо со стороны наружного стыка резьбы между взаимообращенными цилиндрическими поверхностями резьбового и кольцевого участков, причем наружный стык выполнен в виде конусных, плотно прилегающих взаимообращенных поверхностей труб. Кроме того, эластичные кольца могут снабжаться кольцевыми выступами.profile pipes, the joined 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 of the internal thread joint between the mutually reversed cylindrical surfaces threaded and annular sections, while the nipple end is provided with a narrowing under the second elastic ring from the side of the external joint of the thread m 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. In addition, the elastic rings may be provided with annular protrusions.

Недостатком данного соединения является низкая герметичность перекрытия вследствие перекоса и «зажевывания» (механического повреждения) эластичных колец при свинчивании труб. Кроме того. высока вероятность деформации муфтового конца наружного стыка соединения в районе конусных взаимообращенных поверхностей труб при превышении момента их свинчивания, что может привести к разгерметизации соединения.The disadvantage of this connection is the low tightness of the overlap due to the skew and "chewing" (mechanical damage) of the elastic rings when screwing pipes. Besides. there is a high probability of deformation of the sleeve end of the outer joint of the joint in the region of the conical intertwined surfaces of the pipes when the moment of their make-up is exceeded, which can lead to depressurization of the joint.

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 уплотнительных колец, первое из которых установлено в расширенном кольцевом муфтовом конце со стороны внутреннего стыка резьбы между взаимообращенными цилиндрическими поверхностями муфтовой и ниппельной резьбы.The technical problem is achieved by the fact that in the described connection of the profile pipes of the shutoffs of wells, containing profile pipes, the connected ends of which are made of a cylindrical profile and are equipped with a coupling and nipple thread on mutually reversed surfaces, as well as means of sealing the joints made in the form of two o-rings, the first 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 coupling and nipple hydrochloric thread.

Новым является то, что торец ниппельной резьбы снабжен цилиндрическим удлинением с концевым внутренним утолщением, а взаимообращенная цилиндрическая поверхность ниппельной резьбы дополнительно снабжена резьбой меньшего профиля, чем основная резьба, причем цилиндрический конец между What is new is that the end of the nipple thread is provided with a cylindrical extension with an end internal thickening, and the reciprocal cylindrical surface of the nipple thread is additionally equipped with a thread of a smaller profile than the main thread, and the cylindrical end between

профильным участком трубы и ниппельной резьбой оснащен упором с конусным торцом, снабженным вторым уплотнительным - кольцом, при этом торец муфтовой резьбы удлинен цилиндрической втулкой относительно этой резьбы и выполнен в виде конуса, выполненного с возможностью герметичного взаимодействия через второе уплотнительное кольцо с конусным торцом упора, а между муфтовой резьбой и профильным участком трубы выполнена внутренняя цилиндрическая выборка с возможностью расположения напротив внутреннего утолщения цилиндрического удлинения ниппельной резьбы при окончательном свинчивании резьб.the profile section of the pipe and the nipple thread is equipped with a stop with a tapered end, provided with a second sealing ring, and the end of the coupling thread is elongated with a cylindrical sleeve relative to this thread and made in the form of a cone made with the possibility of tight interaction through the second sealing ring with the tapered end face of the stop, and between the coupling thread and the profile section of the pipe, an inner cylindrical sample is made with the possibility of arrangement opposite the inner thickening of the cylindrical extension nipple thread in the final cross-threading.

На Фиг.1 изображено соединение профильных труб перекрывателей скважин (разрез): на Фиг.2 - вид «А» - увеличенное изображение уплотнительного кольца в муфтовом конце трубы.Figure 1 shows the connection of the profile pipes of the overlap wells (section): Figure 2 - view "A" is an enlarged image of the sealing ring in the sleeve 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, одно из которых выполнено в виде кольца 7 из упругого уплотнительного материала с низким коэффициентом трения, например, тефлона (см Фиг.1, 2) и установлено в расширенном кольцевом муфтовом конце 8 со стороны внутреннего стыка резьбы между взаимообращенными цилиндрическими поверхностями 8 и 9 муфтовой 5 и ниппельной 6 резьб (см. Фиг.1).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, one of which is made in the form of a ring 7 from an elastic sealing material with a low coefficient of friction, for example, Teflon (see Figs. 1, 2) and is installed in the expanded annular coupling end 8 from the side of the internal joint of the thread between the mutually reversed cylindrical surfaces 8 and 9 of the coupling 5 and nip 6 threads (see Figure 1).

Причем торец ниппельной резьбы 6 снабжен цилиндрическим удлинением 10 с концевым внутренним утолщением 11, а взаимообращенная цилиндрическая поверхность 9 ниппельной резьбы 6 дополнительно снабжена резьбой 12 меньшего профиля, чем основная резьба 6 (см. Фиг.2).Moreover, the end face of the nipple thread 6 is provided with a cylindrical extension 10 with an end internal thickening 11, and the reciprocal cylindrical surface 9 of the nipple thread 6 is further provided with a thread 12 of a smaller profile than the main thread 6 (see Figure 2).

При этом цилиндрический конец 4 (см. Фиг.1) между профильным участком трубы 1 и ниппельной резьбой 6 оснащен запрессованным на него упором 13 с конусным торцом 14 и уплотнительным кольцом 15 из «мягкого" металла, например, алюминия.In this case, the cylindrical end 4 (see FIG. 1) between the profile portion of the pipe 1 and the nipple thread 6 is equipped with a stop 13 pressed onto it with a conical end 14 and a sealing ring 15 made of “soft” metal, for example, aluminum.

А торец муфтовой резьбы 5 имеет цилиндрическое удлинение 16 с конической поверхностью 17, взаимодействующей с конусным торцом 14 упора 13 через уплотнительное кольцо 15, герметизируя соединение от действия наружного давления.And the end face of the coupling thread 5 has a cylindrical extension 16 with a conical surface 17 that interacts with the conical end 14 of the stop 13 through the sealing ring 15, sealing the connection from the action of external pressure.

Между муфтовой резьбой 5 и профильным участком трубы 2 выполнена внутренняя цилиндрическая выборка 18. имеющая форму перевернутой трапеции и располагающаяся напротив концевого внутреннего утолщения 11 цилиндрического удлинения 10 ниппельной резьбы 6 после свинчивании резьб.Between the coupling thread 5 and the profile section of the pipe 2, an inner cylindrical sample 18. is made having the shape of an inverted trapezoid and located opposite the end internal thickening 11 of the cylindrical extension 10 of the nipple thread 6 after screwing the threads.

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 уплотнительных колец 7 и 15. После чего 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 уплотнительное кольцо 7. взаимодействуя с ниппельной резьбой 12 меньшего, чем основная резьба 6. профиля на величину, допускающую упругое сжатие материала кольца, воспринимает на себя внутреннее давление и уплотняет резьбовое соединение 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 внутреннее кольцевое утолщение 11 на цилиндрическом удлинении 10 ниппельной резьбы 6 задавливается во внутреннюю цилиндрическую выборку 18 муфтового конца 3, образуя, по сути, «замковое» соединение друг с другом.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 monitoring the integrity of the sealing rings 7 and 15. Then the shutter is lowered on the drill pipe string (not shown ) before the interval of its installation and injection of liquid under pressure inside the overlap, its profile parts are straightened. In this case, the sealing ring 7. interacting with the nipple thread 12 of a profile smaller than the main thread 6. by an amount that allows elastic compression of the material of the ring, takes up internal pressure and seals the threaded joint until the profile parts of the overlap are completely straightened. 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 inner annular thickening 11 on the cylindrical extension 10 of the nipple thread 6 is pressed into the inner cylindrical selection 18 of the coupling end 3, forming, in essence, a “lock” connection with each other.

Преимущество предлагаемой конструкции соединения заключается в том, что обеспечивается его герметичность от внешнего и внутреннего давления, исключаются механические повреждения уплотнительных колец при свинчивании резьб, а «замковое» соединение надежно фиксирует соединяемые трубы, предотвращая их самоотвинчивание при развальцовке перекрывателя, а также позволяет предотвратить «концевой эффект», когда ниппельные концы труб, деформируясь при развальцовке, отходят внутрь труб от муфтовых концов.The advantage of the proposed joint design is that it is sealed against external and internal pressure, mechanical damage to the sealing rings during screwing up of threads is eliminated, and the “lock” connection reliably fixes the pipes being connected, preventing their self-unscrewing when flaring the overlap, and also helps to prevent “end effect ”, when the nipple ends of pipes, deforming during expansion, extend into the pipes from the coupling ends.

Использование предлагаемой конструкции соединения профильных труб перекрывателей скважин позволяет обеспечить высокое качество изоляции зон осложнения бурения и нарушения герметичности обсадных колонн в скважинах.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

The connection of the profile pipes of the shutoffs of wells, containing 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 o-rings, the first of which is installed in the expanded annular coupling end from the side the internal joint of the thread between the inverted cylindrical surfaces of the sleeve and nipple threads, characterized in that the end face of the nipple cut the bore is provided with a cylindrical extension with an end internal thickening, and the reciprocal cylindrical surface of the nipple thread is additionally provided with a thread of a smaller profile than the main thread, the cylindrical end between the pipe section and the nipple thread is equipped with a stop with a tapered end provided with a second sealing ring, and the coupling end the thread is elongated by a cylindrical sleeve relative to this thread and is made in the form of a cone, made with the possibility of tight interaction a second sealing ring with a tapered end face of the stop is cut, and between the coupling thread and the pipe profile section an internal cylindrical sample is made with the possibility of positioning opposite the inner thickening of the cylindrical extension of the nipple thread at the final make-up of the threads.