Пробка подвески обсадной колонны Российский патент 2024 года по МПК E21B33/43 

Область техники

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано при обустройстве скважины на шельфе моря, в частности для проведения гидравлических испытаний противовыбросового оборудования и/или затрубного уплотнения, а также для установки и извлечения затрубного уплотнения.

Предшествующий уровень техники

Из существующего уровня техники известен многофункциональный комплект для защиты кондуктора с технической колонной труб в подводной скважине (патент РФ №2705664, опубл. 11.11.2019), содержащий инструмент-пробку, защитную втулку, причем инструмент-пробка комплекта содержит корпус и направляющую с упором, размещенную в корпусе, выполненном с подпружиненными пальцами, уплотнителем с крышкой, поворотным кольцом и гайкой с пазом, а на направляющей установлен клапан, ограниченный от осевого перемещения по направляющей посредством упора и выполненный с уплотнениями, взаимодействующими с направляющей и с корпусом, соответственно, и также на направляющей установлена пружина сжатия, а защитная втулка комплекта выполнена с проточкой и пазом и содержит срезной винт, при этом в пазе установлены упругое разрезное кольцо с уступом и металлические разрезные кольца, а паз гайки имеет возможность взаимодействия со срезным винтом защитной втулки, кроме того, поворотное кольцо на корпусе выполнено с возможностью поворота его оси и удерживания подпружиненных пальцев внутри корпуса.

Недостатком данного технического решения является повышенная сложность инструмента.

Сущность изобретения

Проблемой, решаемой настоящим изобретением, является создание конструкции инструмента, пригодного как проведения гидравлических испытаний противовыбросового оборудования и/или затрубного уплотнения, так и для установки и извлечения затрубного уплотнения.

Техническим результатом, достигаемым заявляемым техническим решением, является упрощение конструкции инструмента, пригодного как проведения гидравлических испытаний противовыбросового оборудования и/или затрубного уплотнения, так и для установки и извлечения затрубного уплотнения.

Технический результат достигается выполнением пробки подвески обсадной колонны имеющей корпус с внутренним отверстием с конической резьбой на концах, имеющий конусную поверхность, взаимодействующую с ответной поверхностью на элементах колонны бурильных труб, уплотнение, размещаемое на цилиндрической поверхности корпуса, которая в рабочем состоянии располагается внутри колонны труб, при этом корпус имеет резьбу на наружной поверхности, по которой имеет возможность перемещаться гайка, взаимодействующая с установленным на корпусе зацепом имеющим заплечик, зацеп выполнен из пружинистого материала так, что при взаимодействии с ответной поверхностью гайки при перемещении гайки вдоль оси зацеп имеет возможность сжиматься, либо разжиматься таким образом что, заплечик либо выступает над наружной поверхностью пробки, либо утопает в ней.

Далее представлен один, но не единственный вариант исполнения инструмента.

Краткое описание чертежей

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 показана пробка подвески обсадной колонны при активированном механизме установки затрубного уплотнения.

На фиг. 2 показана пробка подвески обсадной колонны при деактивированном механизме установки затрубного уплотнения.

На фиг. 3 показана пробка подвески обсадной колонны, вид А.

На фиг. 4 показана пробка подвески обсадной колонны, вид Б.

Подробное описание изобретения

Инструмент используется в процессе проведения гидравлических испытаний и установки затрубного уплотнения в колонну труб при проведении работ по обустройству устья на скважине.

Инструмент состоит:

1 – грязесъемное кольцо;

2 – уплотнение;

3 – зацеп;

4 – кольцо;

5 – корпус;

6 – крепежный элемент;

7 – гайка;

8, 9 – конусная поверхность;

10 – патрубок;

11 - заплечик.

На фиг. 1 показана пробка подвески обсадной колонны при активированном механизме установки затрубного уплотнения.

Корпус 5 в нижней части на наружной цилиндрической поверхности, предназначенной для размещения внутри колонны труб, имеет канавки, в которых установлены грязесъемное кольцо 1 и уплотнение 2. Число грязесъемных колец и уплотнений может быть более одного, что не влияет на достижение заявляемого технического результата. Конусная поверхность 9 в нижней части корпуса 5 облегчает установку изделия в колонну бурильных труб. Конусная поверхность 8 выше грязесъемного кольца 1 и уплотнения 2 взаимодействует с ответной конусной поверхностью на колонне бурильных труб. Наличие по крайней мере одного грязесъемного кольца 1, по крайней мере одного уплотнения 2 и конусной поверхности 8 позволяет достичь необходимой герметичности при проведении гидравлических испытаний.

Выше, на корпусе 5, располагается механизм извлечения затрубного уплотнения, состоящий из зацепа 3, гайки 7, кольца 4.

Кольцо 4 может быть выполнено как показано на фиг.1, а может иметь другую форму, например, в виде стопорного кольца, что не влияет на достижение заявляемого технического результата. Гайка 7 со стороны торца, обращенного к зацепу 3, имеет выточку, позволяющую гайке 7 перемещаться вдоль оси по направлению к зацепу 3.

Зацеп 3 установлен в канавке на корпусе 5, выполнен из пружинистого материала, в сечении напоминает повернутую букву «С» с заплечиком 11. Зацеп 3 взаимодействует с ответной поверхностью гайки 7, при этом при деактивации механизма извлечения затрубного уплотнения гайка 7 перемещается вдоль оси в сторону зацепа, поверхность гайки 7 давит на ответную поверхность зацепа 3, вызывая сжатие зацепа 3 таким образом, что заплечик 11 утопает в теле корпуса 5. При перемещении гайки 7 торец гайки 7 может упираться в заплечик 11.

Гайка 7 имеет внутреннюю резьбу, взаимодействующую с резьбой на корпусе 5 при активации/деактивации механизма извлечения затрубного уплотнения. Кольцо 4 крепится к корпусу 5 крепежным элементом 6, выполненным, например, в виде болта, винта, шпильки. В коническую резьбу на концах отверстия в корпусе 5 могут устанавливаться элементы колонны бурильных труб, например, патрубок 10.

При активированном состоянии механизма установки затрубного уплотнения заплечик 11 выступает за контуры наружной поверхности корпуса 5, создавая выступ, за который зацепляется затрубное уплотнение при установке в колонну бурильных труб или извлечении из нее.

На фиг. 2 показана пробка подвески обсадной колонны при деактивированном механизме установки затрубного уплотнения.

При деактивации механизма извлечения затрубного уплотнения гайка 7 перемещается по резьбе в сторону зацепа 3, поверхность на гайке 7 взаимодействует с ответной поверхностью на зацепе 3, надавливая на зацеп 3. Зацеп 3 выполнен из пружинистого материала и при давлении поверхности гайки 7 зацеп 3 сжимается, заплечик 11 утапливается и не выступает за пределы наружной поверхности корпуса 5. Кольцо 4 ограничивает ход гайки 7 при деактивации механизма извлечения затрубного уплотнения.

На фиг. 3 показана пробка подвески обсадной колонны, вид А.

Для активации механизма извлечения затрубного уплотнения гайка 7 свинчивается в направлении противоположном зацепу 3, происходит разжатие зацепа 3, выполненного из пружинистого материала. При этом заплечик 11 выступает за контуры корпуса 5 пробки подвески обсадной колонны, позволяя осуществлять захват затрубного уплотнения при его установке в колонну бурильных труб или извлечении из нее.

На фиг. 4 показана пробка подвески обсадной колонны, вид Б.

Для деактивации механизма извлечения затрубного уплотнения гайка 7 свинчивается в направлении к зацепу 3 до упора в заплечик 11, при этом зацеп 3 сжимается, заплечик 11 смещается в радиальном направлении, утопает в теле корпуса 5 освобождая затрубное уплотнение. Гайка 7 может свинчиваться и не до упора в заплечик 11 сжимая зацеп 3 до состояния, которое обеспечивает расцепление с затрубным уплотнением, что не влияет на достижение заявляемого технического результата. Для вращения на гайке 7 могут быть предусмотрены отверстия, пазы, шлицы или иные элементы, что не влияет на достижение заявляемого технического результата.

При проведении гидравлических испытаний инструмент соединяют с колонной бурильных труб, производят спуск инструмента в составе колонны труб до уровня системы подводных колонных головок, производят разгрузку веса буровой компоновки на систему подводных колонных головок, закрывают трубные плашки противовыбросового оборудования, выполняют испытания противовыбросового оборудования и/или затрубного уплотнения.

При извлечении изделия после проведения гидравлических испытаний открывают трубные плашки противовыбросового оборудования, извлекают изделие с помощью подъема колонны бурильных труб на уровень роторного стола, демонтируют изделие с колонны бурильных труб, возобновляют операции по строительству скважины.

При установке изделия в скважину для извлечения затрубного уплотнения активируют механизм захвата затрубного уплотнения, соединяют изделие с колонной бурильных труб, производят спуск инструмента в составе колонны труб до уровня системы подводных колонных головок, производят разгрузку веса буровой компоновки на систему подводных колонных головок.

При извлечении изделия из скважины для выполнения операции извлечения затрубного уплотнения извлекают изделие из скважины с помощью подъема колонны бурильных труб на уровень роторного стола, демонтируют затрубное уплотнение с изделия с помощью деактивации механизма захвата затрубного уплотнения, демонтируют изделие с колонны бурильных труб, возобновляют операции по строительству скважины.

Выполнение конструкции пробки подвески обсадной колонны с по крайней мере одним грязесъемным кольцом и по крайней мере одним уплотнением на наружной поверхности корпуса, предназначенной для размещения в колонне бурильных труб, с конусной поверхностью, контактирующей с ответной поверхностью колонны бурильных труб, с резьбой на наружной поверхности корпуса по которой имеет возможность перемещаться гайка при активации и деактивации механизма захвата затрубного уплотнения, взаимодействующая с зацепом в сечении напоминающим повернутую букву «С» с заплечиком, выполненным из пружинистого материала так, что при воздействии на него ответной поверхности гайки зацеп имеет возможность сжиматься, смещаясь таким образом радиально, - все это позволяет достичь заявляемый технический результат, заключающиеся в упрощении конструкции инструмента, пригодного как проведения гидравлических испытаний противовыбросового оборудования и/или затрубного уплотнения, так и для установки и извлечения затрубного уплотнения.

Настоящее изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано при обустройстве скважины на шельфе моря. Пробка подвески обсадной колонны, содержащая корпус с центральным отверстием, на входе и выходе которого выполнена коническая резьба. Корпус имеет по крайней мере одну конусную поверхность для контакта с ответной поверхностью колонны труб, гайку, зацеп, по крайней мере одно уплотнение и по крайней мере одно грязесъемное кольцо, установленные на наружной поверхности корпуса, предназначенной для размещения внутри колонны труб. На наружной поверхности корпуса имеется резьба, выполненная с возможностью перемещения по ней гайки, взаимодействующей с установленным на корпусе зацепом, в сечении напоминающим повернутую букву «С» с заплечиком. При этом под воздействием гайки зацеп имеет возможность либо сжиматься, и заплечик утопает под наружной поверхностью пробки, либо разжиматься, и заплечик выступает над наружной поверхностью пробки. Техническим результатом является упрощение конструкции инструмента, пригодного как для проведения гидравлических испытаний противовыбросового оборудования и/или затрубного уплотнения, так и для установки и извлечения затрубного уплотнения в колонну труб при проведении работ по обустройству устья на скважине. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Пробка подвески обсадной колонны, содержащая корпус с центральным отверстием, на входе и выходе которого выполнена коническая резьба, имеющий по крайней мере одну конусную поверхность для контакта с ответной поверхностью колонны труб, гайку, зацеп, по крайней мере одно уплотнение и по крайней мере одно грязесъемное кольцо, установленные на наружной поверхности корпуса, предназначенной для размещения внутри колонны труб, отличающаяся тем, что на наружной поверхности корпуса имеется резьба, выполненная с возможностью перемещения по ней гайки, взаимодействующей с установленным на корпусе зацепом, в сечении напоминающим повернутую букву «С» с заплечиком, при этом под воздействием гайки зацеп имеет возможность смещаться в радиальном направлении.

2. Пробка по п.1, отличающаяся тем, что зацеп выполнен из пружинистого материала.

3. Пробка по п.2, отличающаяся тем, что в активированном состоянии заплечик зацепа выступает за контуры наружной поверхности корпуса, а при воздействии ответной поверхности гайки зацеп сжимается так, что заплечик утопает в теле корпуса.