ОБСАДНАЯ ТРУБА Российский патент 1994 года по МПК E21B17/00 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно для крепления как вертикальных, так наклонных и горизонтальных скважин при их строительстве.

Известна колонна обсадных труб, на наружной поверхности которой установлены опорные элементы в виде радиальных ребер [1] . Наличие отдельно выполненных опорных элементов позволяет повысить эффективность цементирования обсадных колонн при креплении скважин. Цилиндрические участки по наружным концам за резьбой на длине, равной двум условным диаметрам обсадной трубы (l = 2 D_y), обеспечивает захват их элеватором при спуске в скважину.

Однако, из-за малого количества имеющихся на наружной поверхности колонны ребер, расположенных в шахматном порядке, данное техническое решение имеет недостатки: низкая прочность на устойчивость при аномальных и динамических давлениях в скважинах и невозможность создания сплошного цементного кольца в горизонтальных скважинах.

Известен фильтр обсадной колонны, включающий трубчатый корпус с выступами на наружной поверхности, которые выполнены в виде продольных ребер, равномерно расположенных по периметру [2] .

В данном техническом решении речь идет о фильтре обсадной трубы, но не о всей колонне труб. Кроме того, используется стандартная труба, которая имеет изложенные недостатки.

Цель изобретения - повышение прочности трубы на устойчивость при смятии и вероятность получения сплошного цементного кольца в затрубном пространстве с одновременным уменьшением ее массы.

Сущность изобретения заключается в том, что обсадная труба, включающая тело трубы с соединительными муфтами по концам и равномерно расположенными по периметру трубы продольными ребрами, имеет наружный диаметр трубы по ребрам, равный наружному диаметру муфты, высота ребер выбирается из соотношения:
h = +
где h - высота ребра, мм;
D_y - наружный условный диаметр обсадной трубы, мм;
d_в - внутренний диаметр обсадной трубы, мм;
D_м - наружный диаметр муфты обсадной трубы, мм, количество ребер принимается равным 1/12 величины наружного условного диаметра обсадной трубы, длина основания - 1/50 величины периметра обсадной трубы по наружному условному диаметру, а радиусы вершин и основания ребер - не более 1/2 длины последнего.

Цилиндрические концы с резьбами могут быть выполнены как одно целое с основной частью обсадной трубы, так и на сварке.

Высота ребер обсадной трубы обусловлена указанной формулой и обосновывается тем, что описанный их диаметр не должен превышать диаметр муфты для данной трубы.

Радиусы вершины ребер и их основания приняты конструктивно.

Количество ребер, принятое за 1/12 величины наружного условного диаметра трубы с округлением до четвертого числа, определено расчетным путем.

На фиг. 1 изображена предлагаемая обсадная труба с муфтой, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Обсадная труба выполнена с равномерно расположенными по описанной окружности ребрами с цилиндрическими концами после резьбы. Цилиндрические концы на длине 2D_y позволяет охватывать элеваторами и ключами обсадную трубу при спуске в скважину и свинчивать их между собой.

Результаты расчета для четырех типоразмеров труб сведены в таблицу.

П р и м е р. Для обсадной трубы диаметром 140 мм, при толщине стенки 7мм, d_в = 125,7 мм, D_м = 153,7 мм, тогда h = + = 8,2 мм.

Количество ребер 12, определяется как 1/12 от D_y.

Толщина стенки в сечении А-А.

S_ст= ,
где D_нб - наружный диаметр трубы;
D_н.б = D_м - 2h = 153,7 - 16,4 = 137,3 мм;
S_ст= = = 5.6 мм.

Данное техническое решение имеет следующие преимущества: наличие ребер на наружной поверхности всей обсадной трубы повышает ее устойчивость от смятия; снижает массу для равных условий эксплуатации на потерю устойчивости; улучшает образование сплошного равностенного цементного кольца в затрубном пространстве и повышает в связи с этим герметизацию в затрубном пространстве при пластовых перетоках жидкости; позволяет использовать такие трубы с высоким эффектом при строительстве горизонтальных и наклонных скважин. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 1266956, кл. Е 21 В 17/10, 1986.

2. Авторское свидетельство СССР N 1210507, кл. Е 21 В 43/08, 1983.

Использование: в нефтедобывающей промышленности, а именно при креплении как вертикальных, так наклонных и горизонтальных скважин. Сущность: обсадная труба содержит тело трубы с соединительными муфтами по концам и равномерно расположенными по периметру трубы продольными ребрами, выполнена с наружным диаметром трубы по ребрам, равным наружному диаметру муфты, высота ребер выбирается из указанного в описании соотношения, причем, количество ребер принимается равным 1/12 величины наружного условного диаметра обсадной трубы, длина основания - 1/50 величины периметра обсадной трубы по наружному условному диаметру, а радиусы вершин и основания ребер - не более 1/2 длины последнего. 2 ил. , 1 табл.

ОБСАДНАЯ ТРУБА, включающая тело трубы с соединительными муфтами по концам и равномерно расположенными по периметру трубы продольными ребрами, отличающаяся тем, что наружный диаметр трубы по ребрам равен наружному диаметру муфты, высота h ребер выбирается из соотношения
h = - ,
где D_у - условный диаметр обсадной трубы, мм;
d_в - внутренний диаметр обсадной трубы, мм;
D_н - наружный диаметр обсадной трубы, мм,
причем количество ребер принимается равным 1/12 величины наружного условного диаметра обсадной трубы, длина основания - 1/50 величины периметра обсадной трубы по наружному условному диаметру, а радиусы вершин и оснований ребер - не более 1/2 длины основания ребра.