SU1760076A1 - Гибка колонна труб - Google Patents

Abstract

Использование: в строительстве и эксплуатации нефт ных и газовых скважин, имеющих наклонный или горизонтальный профиль, Обсадна  колонна труб включает трубы, св занные муфтой, состо щей из верхнего и нижнего патрубков, соединенных по внутренней поверхности гофрированной втулкой. Снаружи каждый патрубок имеет выступы шаровой формы, концентрично расположенные друг относительно друга и образующие кольцевую полость с наружной поверхностью гофрированной втулки. В процессе спуска колонны в скважину муфта обеспечивает угловое смещение одной трубы относительно смежной, а также передачу крут щего момента через диаметрально расположенные на одном из патрубков выступы, вход щие в пазы другого патрубка. При использовании колонны гибких труб дл  креплени  скважин муфта кроме функций центрирующего элемента обеспечивает увеличение жесткости колонны за счет заполнени  полости муфты между сферической поверхностью патрубка и гофрированной втулкой в зкопластической жидкостью на поверхности или цементом в скважине в процессе цементировани . 5 ил. (Л с

Description

Изобретение относитс  к нефтедобывающей промышленности, в частности к строительству и эксплуатации нефт ных и газовых скважин, имеющих наклонный или горизонтальный профиль.

Известна колонна обсадных труб, в которых трубы соединены друг с другом на резьбовых соединени х с помощью муфт.

Известна также колонна обсадных труб, в которую включены трубы повышенной жесткости . Например, трубы с выступающими наружу продольными ребрами, в которых располагаетс  фильтр обсадной колонны 1.

Недостатком конструкций  вл етс  то, что при спуске в наклонные и горизонтальные скважины из-за жесткости обсадных труб возможности изгиба обсадной колонны в стволе скважины ограничиваютс .

От изгиба нарушаютс  центрирование обсадной колонны в муфтовых соединени х , а также герметичность резьбовых соединений обсадных труб друг с другом, что вли ет на понижение надежности работы осадной колонны в скважине.

Известна гибка  колонна труб, включающа  трубы, соединенные муфтой, состо щей из двух патрубков с цилиндрическими участками по концам, св занных шарнирными участками с возможностью ограниченного углового перемещени  2.

Недостатком конструкции  вл етс  то, что при спуске колонны дл  ее центрировани  и при креплении дл  обеспечени  жесткости колонну нужно дополнительно снабжать центраторами.

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности работы обсадной колонны в наклонных и горизонтальных скважинах за счет обеспечени  центрировани  при

спуске и увеличени  жесткости при креплении обсадной колонны в скважине.

Дл  достижени  поставленной цели предлагаетс  соединение обсадных труб на участках, где предусматриваетс  изгиб об- садной колонны, во врем  спуска ее в скважину , осуществл ть с помощью гибких муфт, снимающих напр жение изгиба с обсадной колонны и одновременно обеспечивающих качественное центрирование обсадной колонны в стволе скважины.

Такой эффект получаетс  благодар  наличию у гибкой муфты пары шаровых (сферических ) поверхностей скольз щих друг по другу. Через эти поверхности при спуске обсадной колонны в скважину передаетс  вес наход щейс  под гибкой муфтой части обсадной колонны.

Дл  удобства осуществлени  технологических операций, осуществл емых при спуске обсадной колонны в скважину, контактирующие друг с другом шаровые (сферические ) поверхности могут быть снабжены диаметрально расположенными выступами на одной поверхности и соответ- ствующими им ответными пазами на другой .

На фиг. 1 показана схема гибкой колонны обсадных труб, спущенных в горизонтальную скважину; на фиг. 2 - разрез А-А гибкой муфты; на фиг. 3 - разрез муфты по Б-Б; на фиг. 4 - муфта в положении ее изгиба; на фиг. 5 - муфта, снабженна  отверсти-  ми, проход щими через шаровые (сферические) поверхности, в положении, имеющем место после креплени  скважины цементом.

На фиг. 1 обсадные трубы 1, наход щиес  на вертикальном участке ствола скважины , соединены друг с другом обычными муфтами 2, а на участке изгиба обсадной колонны и на горизонтальном участке -гибкими муфтами 3, образу  гибкую колонну труб.

На фиг. 2 видно, что гибка  муфта состоит из деух патрубков: верхнего 4 и нижнего 5. Эти патрубки на своих свободных концах имеют резьбу 6 дл . соединени  обсадных труб. Патрубки соединены трубчатой гибкой гофрированной втулкой. Снаружи к каждому из патрубков присоединены выступы, имеющие форму шаровых (сферических) поверхностей 8 и 9. Эти поверхности распола- гаютс  так, чтобы, например, верхний наружный выступ 8 своей внутренней поверхностью облегал наружную поверхность верхнего выступа 9 нижнего патрубка. Расположение патрубков в гибкой муфте может быть и противоположным.

Конструкци  муфты предусматривает возможность направленного изгиба обсадной колонны. Дл  этого на соприкасающихс  шаровых (сферических) поверхност х (см. фиг. 3) располагаютс  диаметрально расположенные выступы 10 и соответствующие им ответные пазы 11.

На фиг. 4 показана муфта, в которой дл  усилени  прочности и сохранени  проходного сечени  гофрированной втулки к ней присоедин етс  пружина 12.

На фиг. 5 показан вариант исполнени  муфты, имеющей сквозные отверсти  13. Муфта показана в скважине после креплени  обсадной колонны цементом в стволе скважины. Здесь позици  14 показывает цементный камень, окружающий обсадную колонну .

Пример. Имеем скважину глубиной в 2000 м. Горизонтальный участок имеет длину 200 м. Дл  обеспечени  лучшего сообще- ни  с продуктивным пластом горизонтальный участок должен комплектоватьс  фильтром обсадной колонны (по а.с. СССР № 1210507), представл ющим до вскрыти  отверстий фильтра набор обсадных труб с выступающими ребрами. Так как такие трубы имеют повышенную жесткость, набор кривизны ими может привести к нарушению надежности конструкции обсадной колонны. Поэтому в скважину спускаем гибкую колонну труб, снабженную в изгибающейс  части колонны гибкими муфтами .

Принимаем радиус изгиба обсадной колонны на ее нижнем участке равным 30 м. Тогда длина этого участка по окружности будет равна примерно 45 м. Если прин ть угол изгиба каждого муфтового соединени  равным 10° то тогда окажетс , что угол в 90° может быть образован 11 обсадными трубами , из которых кажда  имеет длину около 4 м, и таким же количеством гибких муфт. Вполне очевидно, что весь горизонтальный участок обсадной колонны будет состо ть из таких же труб и муфт.

Как уже отмечалось, гофрированна  втулка 7 может быть усилена пружиной 12. В качестве возможного материала дл  изготовлени  гофрированной втулки может быть использована пружинна  сталь. В случае необходимости пространство между гофрированной втулкой и шаровыми (сферическими) поверхност ми может быть заполнено жидкостью (например, в зкопластичной) дл  противодавлени  в период цементажа скважины либо, при достаточной прочности гофрированной втулки, заполн тьс  цементом во врем  цементажа.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Гибка  колонна труб, включающа  трубы , соединенные муфтой, состо щей из двух патрубков с цилиндрическими участками по концам, св занных шарнирными участками с возможностью ограниченного углового перемещени  относительно друг друга, отл и-чающа с  тем, что, с целью повышени  надежности работы за счет обеспечени  центрировани  при спуске и увеличени  жесткости при креплении обсадной колонны в скважине, шарнирные

   0

   участки муфты выполнены в виде концент- рично расположенных патрубков со сферическими наружными и внутренними поверхност ми и установленной в их полости гофрированной цилиндрической втулки, св занной концами с цилиндрическими участками патрубков и образующей с внутренней поверхностью сферических участков патрубков кольцевую полость, причем один из патрубков на участке со сферической поверхностью имеет диаметрально расположенные выступы, а другой - дл  их размещени  ответные пазы.

   Ф«е. /

   tf

   v-v

   9/0092.1

   . 4 .$ОО....Ь,

   р.-, .;; -.

   .; о S f.o; в;

   -.«V- J/w v

   -, в , /оо;-

   c/e.5