УНИВЕРСАЛЬНАЯ КОЛОННАЯ ГОЛОВКА "СУРГУТ" Российский патент 1999 года по МПК E21B33/04 

Изобретение относится к области горного дела, в частности к нефтегазодобывающей промышленности, и может быть использовано при капитальном ремонте и новом обустройстве промысловых скважин.

Известны устройства для обвязки обсадных колонн на устье скважин, включающие последовательно и концентрично размещенные над кондуктором корпуса колонных головок (2)-(7).

Недостатками известных колонных головок являются большая металлоемкость, неоправданно большие габариты, сложность монтажа, недостаточная эксплуатационная надежность и ограниченные функциональные возможности.

Известна колонная головка, содержащая для обвязки обсадных колонн элементы уплотнения в кольцевом зазоре, посадочные конуса, пазы для циркуляции раствора (1).

Недостатки известного устройства выявляются при развинчивании допускного патрубка, когда момент сопротивления его развинчивания превышает момент сопротивления в резьбовых соединениях труб эксплуатационной колонны, что приводит к неконтролируемому раскручиванию корпусов с колоннами, к развинчиванию резьбовых соединений труб, к разгерметизации стыков.

В ряде скважин с раскрученными колоннами в процессе эксплуатации под действием гидротермодинамических характеристик обсадные трубы развинчиваются, жидкость, газы под давлением проникают через разгерметизированные стыки и через некоторое время достигают ближайшие скважины и разрушают их.

Такие недостатки имеют место во всех конструкциях колонных головок, выпускаемых как в Российской Федерации, так и зарубежными компаниями.

Ограниченные функциональные возможности увеличивают капитальные и эксплуатационные расходы, увеличивают непроизводительное время при монтаже и демонтаже устьевого оборудования.

Техническая задача состоит в том, чтобы расширить функциональные возможности и исключить неконтролируемое развинчивание резьбовых соединений обсадных труб.

Решение технической задачи достигается тем, что в предлагаемой универсальной колонной головке "Сургут" на наружной поверхности внутренней колонной головки ниже посадочного конуса выполнен направляющий кольцевой буртик, на торце буртика по окружности выполнены сквозные отверстия для циркуляции раствора, на цилиндрической поверхности буртика выполнены поперечные мелкомодульные зубья для взаимодействия с ответными зубьями на торце вкладыша, установленного с возможностью возвратно-поступательного радиального и горизонтального перемещения в горизонтальном сквозном пазу, выполненном в стенке наружной колонной головки, вкладыш подвижно соединен с осью пробки, которая имеет уплотнительные кольца в канавках на наружной поверхности, имеет резьбовой хвостовик, оканчивающийся хвостовиком под ключ, пробка взаимодействует с внутренней резьбой и цилиндрической поверхностью втулки, герметично установленной в радиальном резьбовом отверстии, совмещенном с пазом в стенке наружной колонной головки.

На фиг. 1 изображена универсальная колонная головка "Сургут" для обвязки обсадных колонн на устье скважин, общий вид.

На фиг. 2 изображено сечение в горизонтальной плоскости: зубчатое соединение вкладыша и буртика внутренней колонной головки.

Универсальная колонная головка "Сургут" содержит наружную колонную головку 1, внутреннюю колонную головку 2, элементы уплотнения 3 в зазоре между колонными головками, посадочные конуса 4, кольцевой буртик 5 с отверстиями для циркуляции раствора, мелкомодульные зубья 6 на буртике, вкладыш 7 с ответными зубьями, ось пробки 8, резьбовую втулку 9, резьбовой хвостовик 10 пробки, хвостовик под ключ 11.

Элементы универсальной колонной головки "Сургут" устанавливают в следующей последовательности.

На оси 8 пробки закрепляют вкладыш 7 шайбой с разрезным пружинным стопорным кольцом.

Резьбовую втулку 9 с пробкой и вкладышем 7 устанавливают в стенку наружной колонной головки 1, обеспечивая герметичность по резьбовому соединению.

После сборки наружной 1 и внутренней 2 колонных головок, соединения их по посадочным конусам 4 в зазор между ними устанавливают уплотнительные элементы 3, а элементами 7, 10, 11, фиксируют по зубьям 6 внутреннюю колонную головку 2.

При отвинчивании допускного патрубка внутреннюю колонную головку, соединенную с эксплуатационной колонной через резьбовое соединение, фиксируют благодаря мелкомодульным зубьям 6.

Рабочие чертежи предложенной универсальной колонной головки "Сургут" были рассмотрены специалистами ОАО "Сургутнефтегаз"
Согласно протоколу N 17-04-93 от 11.02.1997 г. принято решение об изготовлении 4-х опытных образцов универсальных колонных головок "Сургут" для проведения промысловых испытаний. (см. пп. 1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 2, 3, 4 протокола).

Предложенная Универсальная колонная головка "Сургут" благодаря новому техническому решению предотвращает неконтролируемое раскручивание с последующим развинчиванием труб в эксплуатационной колонне при отвинчивании допускного патрубка и по своим технико-экономическим характеристикам превосходит все существующие аналоги, выпускаемые как в Российской Федерации, так и зарубежными компаниями.

Источники информации:
/1/ - Патент Р.Ф. N 1693229 Мкл. E 21 B 33/03 1993 г.

/2/ - Г.М. Гульянц "Справочное пособие по противовыбросовому оборудованию скважин". М: "НЕДРА" 1983 г. с. 37 - 39. УДК 622.245.7 (088.8)
/3/ - С.Г. Скрипник "Каталог нефтяного оборудования, средств автоматизации приборов и спецматериалов". Том I. "ВНИИОЭНГ" 1993 г. с. 138 - 139 УДК 622/24+276: (681.5+550.83+692/4+23)
/4/ - ТУ26-16-183-85 - Колонные головки
/5/ - ТУ26-02-579-74 - Колонные головки
/6/ - В. Н. Василевский, А.И. Петров "Техника и технология определения параметров скважин и пластов". Справочник. М: НЕДРА 1983 г. с. 37 - 38
/7/ - К.В. Иогансен "Спутник буровика". Справочник. М: "НЕДРА" 1990 г. с. 241 - 243. УДК 622.24 (031)
/8/ - ТУ26-16-134-81 - Колонные головки
/9/ - ТУ26-02-728-76 - Колонные головки
/10/ - ТУ26-16-133-81 - Колонные головки
/11/ - Р. Д. 397/1 0001-89 - Инструкция по расчету обсадных колонн для нефтяных и газовых скважин. "ВНИИТНефть"

Универсальная колонная головка для обвязки обсадных труб на устье нефтегазодобывающей скважины содержит наружную и внутреннюю колонные головки, элементы уплотнения в кольцевом зазоре между ними, посадочные конуса, пазы для циркуляции раствора и патрубки. Универсальная колонная головка "Сургут" снабжена элементами, предотвращающими проскальзывание внутренней колонной головки относительно наружной при отвинчивании допускного патрубка. Внутренняя колонная головка на наружной поверхности ниже посадочного конуса имеет направляющий кольцевой буртик. На цилиндрической поверхности буртика выполнены поперечные мелкомодульные зубья. Наружная колонная головка имеет вкладыш с ответными зубьями. Вкладыш установлен в пазу стенки с возможностью возвратно-поступательного радиального и горизонтального перемещения. Вкладыш соединен с осью пробки. Пробка имеет резьбовой хвостовик, оканчивающийся хвостовиком под ключ. Пробка установлена в резьбовой втулке, которая в свою очередь герметично закреплена в стенке наружной колонной головки. Использование универсальной колонной головки "Сургут" расширяет функциональные возможности, предотвращает неконтролируемое раскручивание с последующим развинчиванием труб в эксплуатационной колонне при отвинчивании допускного патрубка, повышая тем самым эксплуатационную надежность. 2 ил.

Универсальная колонная головка, содержащая наружную и внутреннюю колонные головки для обсадных колонн, элементы уплотнения в кольцевом зазоре, посадочные конуса, пазы для циркуляции раствора, отличающаяся тем, что для расширения функциональных возможностей в ней внутренняя головка на наружной поверхности ниже посадочного конуса имеет направляющий кольцевой буртик, на торце буртика по окружности выполнены сквозные отверстия для циркуляции раствора, на цилиндрической поверхности буртика выполнены поперечные мелкомодульные зубья для взаимодействия с ответными зубьями на торце вкладыша, установленного с возможностью возвратно-поступательного радиального и горизонтального перемещения в горизонтальном сквозном пазу, выполненном в стенке наружной колонной головки, вкладыш подвижно соединен с осью пробки, которая имеет уплотнительные кольца в канавках на наружной поверхности, резьбовой хвостовик, оканчивающийся хвостовиком под ключ, пробка взаимодействует с внутренней резьбой и цилиндрической поверхностью втулки, герметично установленной в радиальном резьбовом отверстии, совмещенном с пазом в стенке наружной колонной головки.