RU66775U1

RU66775U1 - CONNECTION OF PROFILE PIPES OF WELL OVERLAPPERS

Info

Publication number: RU66775U1
Application number: RU2007111745/22U
Authority: RU
Inventors: Фарит Фоатович Ахмадишин; Нигаматьян Хамитович Хамитьянов; Наиль Назымович Вильданов; Альберт Салаватович Ягафаров; Сергей Леонидович Багнюк
Original assignee: Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина
Priority date: 2007-03-29
Filing date: 2007-03-29
Publication date: 2007-09-27

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 снабжены муфтовой и ниппельной цилиндрической резьбой на взаимообращенных поверхностях, а также эластичных колец между взаимообращенными цилиндрическими поверхностями муфтовой и ниппельной резьб, причем муфтовый конец резьбы выполнен снаружи коническим и более упругим, чем взаимообращенный ниппельный конец резьбы, при этом ниппельный конец резьбы выполнен с высадкой внутрь. Техническим результатом является обеспечение герметичности соединения от внешнего и внутреннего давления, повышение надежности соединения за счет более прочного и упругого муфтового конца, плотно обжимающего взаимообращенный ниппельный конец, что позволяет усилить герметизирующий эффект соединения. Кроме того, выполнение ниппельного конца соединения с внутренним кольцевым выступом 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, в результате чего обеспечивается высокое качество изоляции зон осложнения бурения и нарушения герметичности обсадных колонн в скважинах. 1 илл.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. The connection of the profile pipes of the well shutoffs consists of the profile pipes, the connected ends of which are provided with a coupling and nipple cylindrical thread on mutually reversed surfaces, as well as elastic rings between the mutually inverted cylindrical surfaces of the coupling and nipple thread, and the coupling end of the thread is tapered and more elastic outside than the reversed nipple the end of the thread, while the nipple end of the thread is made with the landing inside. The technical result is to ensure the tightness of the connection from external and internal pressure, increasing the reliability of the connection due to the more durable and elastic coupling end, tightly compressing the inverted nipple end, which allows to enhance the sealing effect of the connection. In addition, the implementation of the nipple end of the connection with the inner annular protrusion can improve the reliability of the connection due to the greater contact pressure even when the "end effect" is manifested, when the nipple ends of the pipes, deforming during expansion, extend inside the pipes from the coupling ends, as a result of which high quality is ensured isolation of drilling complication zones and casing leakage in wells. 1 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, 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, Е21В 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 shutters” (AS USSR No. 1367586, ЕВВ 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 mutually inverted surfaces, as well as means of sealing the connection, while the ends to be connected 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 the collars 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 его изготовления в части образования расширенных в радиальном направлении кольцевых участков (буртов), а также низкая надежность перекрытия вследствие нарушения герметичности соединений труб при установке перекрывателя в скважине, так как ниппельные концы труб при прохождении через них развальцевателя, деформируясь, отходят от муфтовых концов других труб, с которыми они соединены, внутрь труб, ослабляя соединение. Этот недостаток усугубляется тем, что из-за минимальной толщины ниппельных концов труб при развальцовывании в них появляются микротрещины.The disadvantage of this connection is the complexity of its manufacture in terms of the formation of radially expanded annular sections (collars), as well as the low reliability of the overlap due to a violation of the tightness of the pipe joints when installing the shutoff in the well, since the nipple ends of the pipes when they pass through the flare, deforming, depart from the sleeve ends of the other pipes with which they are connected, into the pipes, loosening the connection. This disadvantage is aggravated by the fact that due to the minimum thickness of the nipple ends of the pipes during milling, microcracks appear in them.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является «Соединение профильных труб перекрывателей скважин» (патент РФ на полезную модель №56932, 7 Е21В 29/10, опубл. Бюл. №27 от 27.09.06 г.), содержащее 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.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 ЕВВ 29/10, publ. Bull. No. 27 dated 09/27/06), containing profile pipes connected the 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 inside tyka vzaimoobraschennymi thread between the threaded and the cylindrical surfaces of the annular portions, wherein the pin end is provided with a constriction for 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. In addition, the elastic rings may be provided with annular protrusions.

Недостатком данного соединения является высокая вероятность деформации муфтового конца наружного стыка соединения в районе конусных взаимообращенных поверхностей труб при превышении момента их свинчивания, что может привести к разгерметизации соединения. Кроме того, данному соединению также присущи недостатки, связанные с указанным выше «концевым эффектом», когда ниппельные концы труб, деформируясь при развальцовке, отходят внутрь труб от муфтовых концов.The disadvantage of this connection is the high probability of deformation of the sleeve end of the outer joint of the connection in the region of the conical intertwined surfaces of the pipes when exceeding the moment of their make-up, which can lead to depressurization of the connection. In addition, this connection also has the disadvantages associated with the above "end effect", when the nipple ends of the pipes, deforming during expansion, extend into the pipes from the coupling ends.

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 решается описываемым соединением профильных труб перекрывателей скважин, содержащем профильные трубы, соединяемые концы которых снабжены муфтовой и ниппельной цилиндрической резьбой на взаимообращенных поверхностях, а также эластичные кольца между взаимообращенными цилиндрическими поверхностями муфтовой и ниппельной резьб.The technical problem is solved by the described connection of the profile pipes of the overlap wells, containing profile pipes, the connected ends of which are equipped with a coupling and nipple cylindrical thread on mutually reversed surfaces, as well as elastic rings between the mutually reversed cylindrical surfaces of the coupling and nipple thread.

Новым является то, что муфтовый конец резьбы выполнен снаружи коническим и более упругим, чем взаимообращенный ниппельный конец резьбы, при этом ниппельный конец резьбы выполнен с высадкой внутрь.What is new is that the sleeve end of the thread is tapered and more resilient outside than the inverted nipple end of the thread, while the nipple end of the thread is made with upsetting.

На чертеже изображено соединение профильных труб перекрывателей скважин (частично в разрезе).The drawing shows the connection of the profile pipes of the overlap wells (partially in section).

Соединение состоит из профильных труб 1 и 2, соединяемые концы которых 3 и 4 снабжены муфтовой 5 и ниппельной 6 цилиндрической резьбой на взаимообращенных поверхностях, а также эластичных колец 7 и 8, одно из которых 7 установлено со стороны внутреннего стыка резьбы между взаимообращенными цилиндрическими поверхностями 9 и 10 соответственно муфтовой 5 и ниппельной 6 резьб. А второе эластичное кольцо 8 расположено со стороны наружного стыка резьбы между взаимообращенными цилиндрическими поверхностями 11 и 12 также муфтовой 5 и ниппельной 6 резьб.The connection consists of profile pipes 1 and 2, the connected ends of which 3 and 4 are provided with a coupling 5 and nipple 6 cylindrical thread on mutually reversed surfaces, as well as elastic rings 7 and 8, one of which 7 is installed on the side of the internal thread joint between the mutually reversed cylindrical surfaces 9 and 10, respectively, coupling 5 and nipple 6 threads. And the second elastic ring 8 is located on the side of the external joint of the thread between the mutually inverted cylindrical surfaces 11 and 12 also of the coupling 5 and the nipple 6 of the thread.

Муфтовый конец 3 профильной трубы 1 имеет наружную конусную поверхность 13. диаметрально расширяющуюся от торца трубы к ее профильной части, и выполнен из более прочной и упругой стали, чем взаимообращенный ниппельный конец 4 профильной трубы 2. При этом ниппельный конец 4 профильной трубы 2 имеет высадку внутрь в виде внутреннего кольцевого выступа 14.The sleeve end 3 of the profile pipe 1 has an outer conical surface 13. diametrically expanding from the end of the pipe to its profile part, and is made of more durable and resilient steel than the inverted nipple end 4 of the profile pipe 2. Moreover, the nipple end 4 of the profile pipe 2 has a fit inward in the form of an inner annular projection 14.

Соединение работает следующим образом.The connection works as follows.

Профильные трубы 1 и 2 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. Далее спускают перекрыватель на колонне бурильных труб (не показано) до интервала его установки и нагнетанием жидкости под давлением внутрь перекрывателя выправляют его профильные части.Profile pipes 1 and 2 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 elastic rings 7 and 8. Next, the shutter on the drill pipe string (not shown) is lowered to the installation interval and pumped with fluid under pressure inside the overlap, its profile parts are straightened.

При этом эластичное кольцо 7 воспринимает на себя внутреннее давление и взаимодействуя с цилиндрическими поверхностями 9 и 10 муфтовой 5 и ниппельной 6 резьб уплотняет резьбовое соединение до полного выправления профильных частей перекрывателя.In this case, the elastic ring 7 takes on internal pressure and interacts with the cylindrical surfaces 9 and 10 of the coupling 5 and nipple 6 threads to seal the threaded connection until the profile parts of the overlap are completely straightened.

Затем развальцевателем или дорном расширяют цилиндрический участок соединения до плотного прилегания его к стенкам скважины (не показано). При этом эластичное кольцо 8 сжимается и, в пределах упругой деформации, 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 elastic ring 8 is compressed and, within the elastic deformation,

взаимодействуя с цилиндрическими поверхностями 11 и 12 муфтовой 5 и ниппельной 6 резьб, герметизирует соединение от действия наружного давления до полной его раздачи.interacting with the cylindrical surfaces 11 and 12 of the coupling 5 and nipple 6 threads, seals the connection from the action of external pressure to its full distribution.

Одновременно, по мере раздачи соединения, наружная конусная поверхность 13 муфтового конца 3 профильной трубы 1 выпрямляется до горизонтального состояния, прижимаясь к стенкам скважины и создавая при этом «пружинящий эффект», когда за счет большей прочности и упругости муфтового конца 3 профильной трубы 1 муфтовая резьба 5 плотно обжимает взаимообращенную ниппельную резьбу 6 ниппельного конца 4 профильной трубы 2, усиливая герметизирующий эффект резьбового соединения.At the same time, as the connection is distributed, the outer conical surface 13 of the coupling end 3 of the profile pipe 1 is straightened to a horizontal state, pressing against the walls of the well and creating a “spring effect” when, due to the greater strength and elasticity of the coupling end 3 of the profile pipe 1, the coupling thread 5 tightly compresses the inverted nipple thread 6 of the nipple end 4 of the profile pipe 2, enhancing the sealing effect of the threaded connection.

Кроме того, внутренний кольцевой выступ 14 ниппельного конца 4 профильной трубы 2 при развальцовке за счет вдавливания и дополнительного наклепа металла предотвращает деформацию этого конца из-за «концевого эффекта» и защищает ниппельную резьбу 6 от растрескивания.In addition, the inner annular protrusion 14 of the nipple end 4 of the profile pipe 2 during flaring due to indentation and additional metal hardening prevents deformation of this end due to the “end effect” and protects the nipple thread 6 from cracking.

Преимущество предлагаемой конструкции соединения заключается в том, что обеспечивается его герметичность от внешнего и внутреннего давления, а более прочный и упругий муфтовый конец соединения, постоянно находясь в напряженном состоянии, плотно обжимает взаимообращенный ниппельный конец, усиливая герметизирующий эффект соединения.The advantage of the proposed connection design is that it is sealed against external and internal pressure, and the more durable and elastic coupling end of the connection, constantly in tension, tightly compresses the reciprocal nipple end, enhancing the sealing effect of the connection.

Кроме того, выполнение ниппельного конца соединения с внутренним кольцевым выступом 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.In addition, the implementation of the nipple end of the connection with the inner annular protrusion can improve the reliability of the connection due to the 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.

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 well shutoffs containing the profile nipple and sleeve ends, provided with cylindrical threads on mutually reversed surfaces, as well as elastic rings between the mutually reversed cylindrical surfaces, characterized in that the sleeve end of the profile tube has an outer conical surface and is made more elastic than the mutually reversed nipple end pipe, while the nipple end of the pipe is made with the landing inside.