Подвеска хвостовика цементируемая Российский патент 2021 года по МПК E21B33/14 E21B17/14 E21B33/16 

Изобретение относится к нефтяной промышленности, предназначено для обустройства скважин.

Подвеска хвостовика цементируемая (ПХЦ) предназначена для проведения спуска, подвески и герметизации хвостовика в скважине с цементированием, проведения технологических операций, связанных с цементированием и последовательным приведением в действие узлов якоря, пакера и последующим разъединением транспортировочной колонны и хвостовика.

Область применения устройства: вертикальные, наклонно направленные (пологие) стволы скважин и стволы с горизонтальным окончанием, в которые спускаются и цементируются хвостовики (потайные обсадные колонны).

Уровень техники.

Известно устройство для цементирования хвостовика в скважине, включающее хвостовик с воронкой вверху и опрессовочным седлом внизу, колонну труб с ниппелем, выполненным с возможностью герметичного взаимодействия с воронкой хвостовика, разъединитель, соединяющий между собой верхнюю часть хвостовика и нижнюю часть колонны труб, клапанный узел, соединенный с нижней частью хвостовика и состоящий из верхнего и нижнего корпусов, в которых установлены друг над другом два подпружиненных обратных клапана, причём воронка оснащена изнутри кольцевым сужением под ниппель и расположенными выше штифтами, разъединитель выполнен в виде полого корпуса, расположенного на колонне труб выше ниппеля, с одинаковыми наружными пазами под штифты воронки, ниппель выполнен с возможностью расположения ниже кольцевого сужения воронки (RU 2425958 C1, 10.08.2011). Данное устройство имеет сложную конструкцию.

Известно устройство для цементирования хвостовика в скважине, включающее хвостовик с воронкой вверху и опрессовочным седлом внизу, колонну труб с ниппелем, клапанный узел с подпружиненными клапанами, причём в воронке выполнена кольцевая проточка, а разъединитель выполнен в виде полого корпуса, расположенного на колонне труб выше ниппеля, с кольцевым сужением, в котором выполнены радиальные окна, и полой втулкой, вставленной в кольцевое сужение с возможностью ограниченного упором герметичного перемещения вниз и зафиксированной срезным элементом (RU 2431732 C1, 20.10.2011). Данное устройство также имеет сложную конструкцию и не всегда обеспечивает нужную герметичность.

Известна подвеска хвостовика цементируемая, включающая башмак, обратный клапан, стоп-кольцо, продавочную пробку, очистительную пробку, центратор, воронку, разъединитель, причём пробки состоят из манжет, установленных на стержне, центратор включает верхнее и нижнее кольца, пружинные планки (Технологический регламент по креплению скважин «хвостовиком» ø 102 мм с применением установочного инструмента ВМ.УИ-114М.000 и технологического оборудования ТГС-114.102.000 производства СП ЗАО «УДОЛ», Ижевск, 2014).

В качестве ближайшего аналога можно принять устройство по (Технологический регламент по креплению скважин «хвостовиком» ø 102 мм с применением установочного инструмента ВМ.УИ-114М.000 и технологического оборудования ТГС-114.102.000 производства СП ЗАО «УДОЛ», Ижевск, 2014).

Технической проблемой, характерной как для ближайшего аналога, так и для других устройств, является сложность конструкции, что создаёт дополнительные затраты при строительстве скважин, недостаточная герметичность.

Предлагается подвеска хвостовика цементируемая, включающая башмак, обратный клапан, стоп-кольцо, пробку, центратор, воронку, разъединитель. Пробка состоит из манжет, установленных на стержне, центратор включает верхнее и нижнее кольца, пружинные планки. Башмак состоит из стального корпуса и разбуриваемой вставки из полимера, причём в корпусе выполнены промывочные отверстия, в нижней части корпуса скосы, а во вставке установлены обратный клапан и стоп-кольцо. Пробка состоит из манжет, установленных на стержне, причём манжеты разного диаметра, а на нижнем конце стержня установлены наконечник, уплотнительное кольцо и фиксатор в виде разрезной кольцевой пружины. Центратор включает верхнее и нижнее кольца, верхнюю и нижнюю обечайки; воронка имеет внутреннюю резьбу в верхней части.

Техническим результатом является надёжность конструкции, её упрощение, герметичность по всей колонне.

Устройство поясняется фиг., где обозначены:

1 – башмак,

2 – пробка,

3 – центратор,

4 - воронка,

5 – разъединитель.

Подвеска хвостовика включает в себя:

Башмак поз. (фиг.1) состоит из стального корпуса и разбуриваемой вставки из полимера (римамид, полиамид), в которой установлен обратный клапан и «стоп-кольцо». В стальном корпусе выполнены промывочные отверстия, а в нижней части – скосы.

Пробка поз. 2 (фиг.) состоит из резиновых манжет, набранных на алюминиевом стержне и стянутых гайкой. К нижнему концу стержня прикреплён наконечник, уплотнительное кольцо и фиксатор в виде разрезной кольцевой пружины. Пробка необходима для продавливания бурового раствора и создания герметичности в колонне.

Центратор пружинный поз.3 (фиг.) изготавливается из листовой пружинной стали и имеет только два сварных шва – на обечайках. Осевому перемещению центратора по трубе колонны препятствуют верхнее и нижнее кольца.

Воронка поз.4 (фиг.) представляет собой муфту с конусной направляющей поверхностью и левой внутренней резьбой сверху.

Разъединитель поз.5 (фиг.) представляет собой переводник с наружной левой внутренней резьбой сверху.

Работа подвески хвостовика цементируемой.

Оборудование спускают в скважину в составе хвостовика. На верхней части хвостовика, которая останется внутри обсадной колонны, устанавливают воронку. К воронке посредством левой резьбы присоединяют разъединитель с насосно-компрессорной трубой. К разъединителю присоединяют бурильные трубы. Для центрирования хвостовика используется центратор пружинный. Башмак устанавливается на конце подвески. В башмаке установлен обратный клапан и «стоп-кольцо».

После спуска хвостовика производится закачка тампонажного раствора. После этого опускается продавочная пробка. Под давлением продавочной жидкости пробка проходит через колонну бурильных и насосно-компрессорных труб, очищая их внутреннюю поверхность от тампонажного раствора, и уплотняется в башмаке, фиксируясь в «стоп-кольце».

После затвердевания тампонажного раствора путём правого вращения происходит разъединение бурильных труб от подвески.

Уникальность подвески хвостовика, разработанной конструкторским бюро УК ООО «ТМС групп», заключается в следующем:

разработана и применена при изготовлении деталей (собственная технология),

применение при изготовлении полимерного материала (римамид, полиамид),

совмещение обратного клапана и «стоп-кольца» в одном корпусе,

простота и надёжность конструкции позволяет снизить затраты при строительстве скважин,

пробка имеет разные диаметры манжет, что способствует герметичности и очистке по всей колонне,

наличие резьбовых соединений, ограниченного количества конструктивных элементов облегчает монтаж и демонтаж.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и предназначено для обустройства скважин. Технический результат - повышение надёжности устройства, его упрощение, обеспечение герметичности по всей колонне. Устройство включает башмак, обратный клапан, стоп-кольцо, пробку, центратор, воронку, разъединитель. Пробка состоит из манжет, установленных на стержне. Центратор включает верхнее и нижнее кольца, пружинные планки. При этом башмак состоит из стального корпуса и разбуриваемой вставки из полимера. В корпусе выполнены промывочные отверстия. В нижней части корпуса выполнены скосы. Во вставке установлены обратный клапан и стоп-кольцо. Пробка выполнена с возможностью фиксации в стоп-кольце. Пробка имеет манжеты разного диаметра. На нижнем конце стержня установлены наконечник, уплотнительное кольцо и фиксатор в виде разрезной кольцевой пружины. Воронка имеет внутреннюю резьбу в верхней части. К воронке посредством резьбы присоединён разъединитель с насосно-компрессорной трубой. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Подвеска хвостовика цементируемая, включающая башмак, обратный клапан, стоп-кольцо, пробку, центратор, воронку, разъединитель, причём пробка состоит из манжет, установленных на стержне, центратор включает верхнее и нижнее кольца, пружинные планки, отличающаяся тем, что башмак состоит из стального корпуса и разбуриваемой вставки из полимера, причём в корпусе выполнены промывочные отверстия, в нижней части корпуса - скосы, а во вставке установлены обратный клапан и стоп-кольцо, пробка выполнена с возможностью фиксации в стоп-кольце, имеет манжеты разного диаметра, а на нижнем конце стержня установлены наконечник, уплотнительное кольцо и фиксатор в виде разрезной кольцевой пружины, воронка имеет внутреннюю резьбу в верхней части, причём к воронке посредством резьбы присоединён разъединитель с насосно-компрессорной трубой.

2. Подвеска хвостовика цементируемая по п.1, отличающаяся тем, что разбуриваемая вставка изготовлена из римамида или полиамида.