РАЗЪЕДИНИТЕЛЬ Российский патент 2009 года по МПК E21B33/14 

Разъединитель относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использован для разъединения подвесных колонн с несущими колоннами в основных и вторых стволах скважин при их спуске и креплении и для проведения работ в ранее пробуренных скважинах с нарушениями герметичности эксплуатационной колонны.

Известны резьбовые разъединители для спуска и разъединения спускаемой и несущей колонны труб, при использовании которых ротором размыкают спускаемую и несущую колонну. При этом поддерживают постоянную нагрузку на крюке и толчками проворачивают несущую колонну вправо с подсчетом числа оборотов. Проверяют отсоединение по величине холостого хода обратного вращения ротора (Справочник по креплению нефтяных и газовых скважин, под редакцией проф. А.И.Булатова, стр.121, рис.50).

Конструкция резьбового разъединителя сложна в эксплуатации и энергозатратна. В связи с большими зенитными углами в скважинах для разъединения требуется неоднократное вращение бурильной колонны, так как с первого раза разъединение, как правило, не происходит, а если в скважину уже закачан цементный раствор, то возникает аварийная ситуация.

Известен также штифтовой разъединитель, при помощи которого бурильные трубы отсоединяют от обсадных труб до их цементирования, после подвески обсадной колонны на клиньях или упоре на забой (Справочник по креплению нефтяных и газовых скважин, под редакцией проф. А.И.Булатова, стр.120).

Разъединение проводят путем разгрузки колонны до момента среза штифтов разъединителя. Затем бурильные трубы приподнимают до полного выхода ведущей трубы из скважины. В таком положении нижний конец бурильной колонны с пакером должен находиться внутри верхней обсадной трубы и обеспечивать герметичность разъединенной системы «обсадные трубы - бурильная колонна». Без пакерующего узла указанные разъединители использовать нельзя.

Это техническое решение позволяет произвести быстрое разъединение колонн, но после закачки и подъема цементного раствора до разъединителя иногда происходит его поступление в кольцевое пространство между спускаемой колонной и пакером, что приводит к аварийной ситуации.

Наиболее близким техническим решением является кулачковый разъединитель, содержащий ниппель и муфту, зафиксированные срезными винтами, при помощи которого бурильные трубы отсоединяют от обсадных до их цементирования после подвески обсадной колонны на клиньях или упоре (Булатов А.И. и др. Справочник инженера по бурению, т.1, Москва, Недра, 1985, с.335-336, рис.2.75).

Эту операцию проводят путем разгрузки колонны до среза штифтов и смещения кулачков до упора вниз, далее ниппель поворачивают влево на 90°, также до упора. Затем бурильные трубы приподнимают до выхода кулачков из пазов муфты разъединителя. При этом контролируют, чтобы расстояние перемещения кулачков вверх не превышало длины несущего патрубка с уплотнителем.

Это техническое решение позволяет произвести разъединение колонн, но не может использоваться для крепления спускаемых колонн малого диаметра и малой длины, так как при разъединении их требуется вращение.

Задачей предлагаемого технического решения является создание разъединителя простой конструкции и высокой надежности, для спуска и быстрого разъединения в необходимом интервале, несущей и спускаемой колонны любого назначения и диаметра.

Поставленная задача решена за счет разъединителя, содержащего соединенные между собой подвижно удерживающим затвором и проточками ниппель и муфту, зафиксированные срезными винтами, при этом проточки выполнены в ниппеле и связаны между собой наклонным каналом, причем одна из проточек выполнена открытой, в которой на срезных винтах установлена шторка с фиксатором, а вторая проточка выполнена закрытой, в которой размещен с возможностью перемещения по наклонному каналу и взаимодействия со шторкой удерживающий затвор, закрепленный на муфте, при этом наклонный канал имеет одинаковую ширину с проточками и расположен под углом к оси разъединителя, меньшим 45°.

Такое расположение проточек и соединение их наклонным каналом обеспечивает выход удерживающего затвора муфты разъединителя на спускаемой колонне, из проточки в ниппеле разъединителя, соединенной с несущей колонной, за счет скольжения удерживающего затвора по наклонному каналу под действием веса несущей колонны, перекрытия шторкой входа в наклонный канал и закрытую проточку, совмещения удерживающего затвора на муфте с открытой проточкой на ниппеле и разъединения колонн без вращения несущей колонны.

На чертеже изображен разъединитель в сборе, где ниппель 1, открытая проточка 2, наклонный канал 3, закрытая проточка 4, шторка 5, срезные винты 6 шторки, фиксатор 7 шторки, муфта 8, удерживающий затвор 9, срезные винты 10 фиксирующие ниппель и муфту.

Разъединитель выполнен следующим образом.

Разъединитель выполнен из двух основных деталей и включает: ниппель 1 с двумя проточками 2 и 4, соединенными между собой наклонным каналом 3, и муфту 8, которая снабжена удерживающим затвором 9 и срезными винтами 10. Проточки и затвор на ниппеле и муфте образуют подвижное соединение.

В открытой проточке 2, выполненной по образующей, на срезных винтах 6 установлена шторка 5 с фиксатором 7. Шторка 5 выполнена в виде пластины, имеющей на длинном правом торце несколько V-образных вырезов, выступ, расположенный продольно со стороны наклонного канала 3, и днище полукруглой формы, расположенное поперечно выше верхнего торца выступа на расстоянии, равном ширине наклонного канала 3. Фиксатор 7 выполнен из пружинной стали, в виде V-образной пластины, и расположен в V-образном вырезе шторки 5. В закрытой проточке 4 ниппеля 1 размещен перемещающийся удерживающий затвор 9 муфты 8. Наклонный канал 3 выполнен одинаковой ширины с проточками и расположен под углом к оси устройства, меньшим 45°.

Разъединитель работает следующим образом.

Устанавливают разъединитель, присоединяя муфту 8 к спускаемой колонне, а ниппель 1 - к несущей колонне.

После спуска и фиксирования спускаемой колонны в требуемом интервале производят закачку и продавливание цементного раствора в скважину, разгрузку веса несущей колонны на разъединитель. При заданном до спуска колонны осевом усилии разрушаются срезные винты 10, соединяющие жестко между собой ниппель 1 и муфту 8. Удерживающий затвор 9 муфты 8 выходит из замкнутой полости закрытой проточки 4, по наклонному каналу 3 скользит вверх, встает на днище шторки 5, срезает шторку 5 с фиксирующих винтов 6, проталкивает шторку 5 вверх до упора в конец открытой проточки 2. После остановки шторка 5 фиксируется в верхнем положении фиксатором 7, при этом шторка 5 выступом перекрывает вход в наклонный канал 3, соединяющий проточки 2 и 4. При подъеме несущих труб удерживающий затвор 9 выходит из проточки 2 в ниппеле 1 разъединителя. Несущую колонну приподнимают над «головой» спускаемой колонны, контролируют разъединение, вымывают из скважины излишки цементного раствора и производят дальнейшие работы на скважине.

Техническим результатом предлагаемого решения является повышение надежности при спуске, цементировании и разъединении колонны несущих и спускаемых труб, в том числе малого диаметра и любого назначения, в необходимом интервале скважины, поскольку разъединение спускаемой и несущей колонны производится нагрузкой компоновки несущих труб на предлагаемый разъединитель с усилием, равным усилию разрушения, установленных на разъединителе срезных винтов, за счет расположения проточек и соединения их наклонным каналом, что обеспечивает выход удерживающего затвора муфты разъединителя на спускаемой колонне из проточек в ниппеле разъединителя, соединенной с несущей колонной, за счет скольжения удерживающего затвора по наклонному каналу под действием веса несущей колонны и перекрытия шторкой входа в наклонный канал и закрытую проточку, совмещения удерживающего затвора на муфте с открытой проточкой на ниппеле и разъединения колонн без вращения несущей колонны.

Разъединитель относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использован для разъединения подвесных колонн с несущими колоннами в основных и вторых стволах скважин при их спуске и креплении и для проведения работ в ранее пробуренных скважинах с нарушениями герметичности эксплуатационной колонны. Техническим результатом предлагаемого решения задачи является повышение надежности при спуске, цементировании и разъединении колонны несущих и спускаемых труб, в том числе малого диаметра и любого назначения, в необходимом интервале скважины, поскольку разъединение спускаемой и несущей колонны производится нагрузкой компоновки несущих труб на предлагаемый разъединитель с усилием, равным усилию срезки, установленных на разъединителе срезных винтов, за счет расположения проточек и соединения их наклонным каналом, что обеспечивает выход затвора нижней муфты разъединителя на спускаемой колонне из проточек в верхней муфте разъединителя, соединенной с несущей колонной, за счет скольжения затвора по наклонному каналу, под действием веса несущей колонны и перекрытия шторкой входа в наклонный канал и закрытую проточку, совмещения затвора на нижней муфте с открытыми проточками на верхней муфте и разъединения колонн без вращения несущей колонны. 1 ил.

Разъединитель, содержащий соединенные между собой подвижно удерживающим затвором и проточками ниппель и муфту, зафиксированные срезными винтами, отличающийся тем, что проточки выполнены в ниппеле и связаны между собой наклонным каналом, причем одна из проточек выполнена открытой, в которой на срезных винтах установлена шторка с фиксатором, а вторая проточка выполнена закрытой, в которой размещен с возможностью перемещения по наклонному каналу и взаимодействия со шторкой удерживающий затвор, закрепленный на муфте, при этом соединяющий наклонный канал имеет одинаковую ширину с проточками и расположен под углом к оси разъединителя, меньшим 45°.