SU1716104A1 - Устройство дл подвески потайных обсадных колонн - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к бурению скважин , в частности к устройствам дл  спуска, подвешивани  и цементировани  потайных колонн. Цель изобретени - повышение надежности работы за счет уменьшени  обратного хода раструба. Устройство включает корпус с плашками и пакерующим элементом , раструб, имеющий кольцевые проточки и узел стопорени , выполненный в виде стопорных колец, размещаемых в кольцевых проточках раструба. На корпусе имеютс  кольцевые канавки дл  взаимодействи  со стопорными кольцами, причем рассто ние между кольцевыми проточками раструба дл  установки стопорных колец определ етс  по формуле -, мм, где А целое число; I- шаг кольцевых канавок, мм; п - число стопорных колец. Благодар  этому условию максимальна  длина обратного хода раструба равна Ei -. Выбор шага кольцевых проточек раструба по приведенной зависимости позвол ет добитьс  минимальной длины обратного хода раструба, при которой не происходит разгерметизаци  межтрубного пространства. 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к бурению нефт ных и газовых скважин, в частности к устройствам дл  спуска, подвешивани  и цементировани  потайных колонн в малых межколонных зазорах.

Известно устройство дл  подвески потайных обсадных колонн, включающее корпус с размещенными на нем плашками дл  подвески, пакерующий элемент, раструб, имеющий кольцевые конические проточки на внутренней поверхности и1 св занный срезными элементами с корпусом, и узел стопорени  с коническими выступами, взаимодействующими с коническими кольцевыми

проточками раструба, предназначенный дл  удержани  пакера в сжатом состо нии.

Однако в данном устройстве при сн тии нагрузки с раструба последний имеет возможность перемещени  вдоль корпуса вверх, и ввиду имеющегос  люфта в кольцевых проточках раструба и конических выступов происходит разгерметизирование пакерного элемента.

Наиболее близкой к предлагаемой  вл етс  уплотнительна  заливочна  муфта фир- мы Бейкер, размеры 4-1/2-9-5/8 изделие, № 200-50, включающа  уплотни- тельный элемент (пакер), уплотнительную гильзу с кольцевыми канавками и наружную

(Ј

О

уплотнительную гильзу с размещенным в его проточке запорным кольцом.

Недостатком данной муфты  вл етс  наличие обратного хода втулки, равного длине шага кольцевых канавок, после сбро- са давлени , необходимого дл  деформации уплотн ющего элемента, что подтверждают случаи газопро влений на скважинах № 102, 107, 106 и 117 Тенгиз п/о Прикас- пийбурнефть.

Уменьшение длины шага кольцевых канавок не дает результата, так как это приводит к уменьшению глубины канавок, размеров запорного кольца и снижает возможность удержани  пакера в сжатом состо нии. Другой недостаток - наличие обратного хода ра с- труба - аналогичен описанному выше устройству .

Цель изобретени  - повышение надеж- ности работы устройства дл  подвески потайных обсадных колонн за счет уменьшени  обратного хода раструба.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройстве, включающем корпус с разме- щенными на нем плашками дл  подвески и пакерующим элементом, раструб, св занный срезными элементами с корпусом и имеющий кольцевые проточки на внутренней поверхности, и узел стопорени  дл  удержани  пакера в сжатом состо нии, последний выполнен в виде стопорных колец, размещенных в кольцевых проточках растру- ба.а корпус дл  взаимодействи  со стопорными кольцами имеет ответные кольцевые канавки, причем рассто ние между кольцевыми проточками раструба кратно отношению шага кольцевых канавок корпуса к количеству стопорных колец.

Отличием предлагаемого изобретени   вл етс  установка расчетного количества стопорных колец в зависимости от необходимой величины обратного хода раструба, при этом рассто ние между проточками в раструбе дл  установки стопорных колец должно быть кратно 1/п длины кольцевых канавок патрубка.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид, разрез; на фиг 2 - узел I на фиг. 1 (выносной элемент) после срабатывани  уз- ла стопорени ).

Устройство дл  подвески потайных обсадных колонн состоит из переводника 1, в нижней части которого устанавливаетс  центратор 2 и левый переходник 3, снаб- женный шпонкой 4. Посредством шпонки и левой гайки 5 левый переходник соедин етс  с корпусом 6. Герметизаци  соединени  левого переходника с корпусом осуществл етс  манжетой, расположенной на гайке 7. На левом переходнике размещена втулка

8, снабженна  пазом под шпонку и выступами 9, перемещающимис  в пазах корпуса. Между втулкой 8 и крышкой 10, навернутой на левый переходник, установлена пружина 11. Крышка 10 упираетс  в торец раструба 12 через втулку 13, закрепленную штифтами 14. В проточках раструба установлены стопорные кольца 15, взаимодействующие с кольцевыми канавками 16 корпуса и преп тствующие ходу раструба от усили  деформации пакерного элемента 17, размещенного на корпусе при попадании одного из стопорных колец в ответные кольцевые канавки корпуса. Рассто ние Lмежду проточками в раструбе дл  установки стопорных колец определ етс  по формуле

L-A.I.

где А - целое число;

Е- длина шага кольцевых канавок;

п - число стопорных колец, при этом максимальна  длина обратного хода раструба равна

-1

т.е. при установке п стопорных колец максимальна  длина обратного хода раструба уменьшаетс  в п раз.

В транспортном положении раструб 12 удерживаетс  на корпусе штифтами 18. С обеих сторон пакерного элемента 17 установлены экструзионные шайбы 19.

В корпусе 6 выполнены карманы 20, в которых размещаютс  плашки 21, соединенные с муфтой 22 т гами 23 и винтами 24. В муфте выполнена проточка 25 дл  размещени  в ней свободного конца 26 фиксирующего элемента. К нижней части корпуса в резьбе присоедин етс  патрубок 27 со сквозными отверсти ми 28, расположенными напротив проточки в муфте 22.

Патрубок 27 соединен в резьбе с ниппелем 29. Между последним и муфтой 22 на патрубке размещена пружина 30, наход ща с  в сжатом состо нии.

В нижней части к левому переходнику в резьбе присоединена головка 31 с фиксирующими элементами 32, поджатыми пружиной 33. В проточке левого переходника с помощью штифтов 34 установлена подвижна  втулка 35 с уплотнительной втулкой 36.

К нижней части подвижной втулки 35 штифтами 37 прикреплена подвесна  пробка 38 с наконечником 39. Во внутренней проточке наконечника установлена втулка 40, удерживаема  штифтами 41.

Технологические операции по герметизации межтрубного пространства с применением устройства осуществл ют следующим образом.

После подвески потайной колонны, закачки и про давки тампонажного раствора и получени  сигнала Стоп производитс  герметизацию межтрубного пространства.

Дл  этого колонна бурильных труб разгружаетс  до собственного веса. В дальнейшем при ходе вниз нагрузка от веса бурильной колонны через переводник 1, левый переходник 3, крышку 10, штифты 14 и втулку 13 передаётс  на раструб 12, сжимающий после среза штифтов 18 пакерный элемент 17. При движении раструба относительно корпуса происходит последовательное срабатывание стопорных колец 15 при попадании их в кольцевые канавки 16 корпуса 6 до полного сжати  пакерного элемента .

При дальнейшем ходе вниз колонны бурильных труб происходит срез штифтов 14 и нагрузка на раструб не передаетс .

Максимальна  длина обратного хода раструба от действи  сжатого пакерного элемента в п раз меньше шага кольцевых канавок корпуса (при числе стопорных ко- лец п).V

Расчет числа стопорных колец и длины шага кольцевых канавок корпуса обеспечивает длину обратного хода раструба,-при которой не нарушаетс  герметичность меж- трубного пространства после сн ти  нагрузки с раструба.

При креплении потайных колонн в малых межколонных зазорах, когда объем пакерного элемента ограничен его геометрическими размерами, существующие устройства аналогичного назначени  обеспечивают герметичность межтрубного пространства только в том случае, если в момент полного сжати  пакерного элемента произошло срабатыва- ние узла стопорени . Только в этом случае обратный ход раструба минимален.

Предлагаемое устройство дл  подвески потайных обсадных колонн обеспечивает качественную герметизацию межтрубного пространства. Расчет и выбор шага кольцевых канавок и числа стопорных колец позвол ет добитьс  минимальной длины обратного хода раструба, при которой не происходит разгерметизации межтрубного пространства .

Экономический эффект от применени  устройства складываетс  из экономии времени и материальных средств на ликвидацию негерметичности межтрубного пространства.

Исправительные работы включают в себ  наращивание потайной колонны с последующим ее цементированием.

Экономический эффект составл ет 12000 руб. по одной скважине.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  подвески потайных обсадных колонн, включающее корпус с размещенными на нем плашками дл  подвески и пакерующим элементом, раструб, св занный срезными элементами с корпусом и имеющий кольцевые проточки на внутренней поверхности и узел стопорени  дл  удержани  пакера в сжатом состо нии, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности работы за счет уменьшени  обратного хода раструба, узел стопорени  выполнен в виде стопорных колец, размещенных в кольцевых проточках раструба, а корпус дл  взаимодействи  со стопорными кольцами имеет ответные кольцевые канавки, причем рассто ние между кольцевыми проточками раструба4 кратно отношению шага кольцевых канавок корпуса к количеству стопорных колец .

   Фиг.1

   В

   72

   Редактор М.Петрова

   Техред М.Моргентал

   Заказ 593ТиражПодписное

   ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., 4/5

   Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

   Фиг.2

   Корректор И.Муска