Двойная бурильная труба Советский патент 1983 года по МПК E21B17/18 

со о

ел

00 00 Изобретение относится к бурению скважин и предназначено для повышени надежности работы бурильной колонны при бурении с транспортированием кер на и шлама очистным агентом. Известна двойная бурильная труба, содержащая наружную и внутреннюю тру бы, в которой наружная труба связана с внутренней посредством центраторов из упругого материала. Центраторы соединены с.внутренней трубой стопорными кольцами, а с наружной находятся в фрикционном зацеплении. Упругие центраторы вовремя бурения амортизируют нагрузки и предотвращают поломки внутренней 11 D . Недостатком конструкции является крепление центраторов к внутренней трубе, обуславливающее возможность разрушения конструкции и осевого смещения внутренних труб относительно наружных. Наиболее близким техническим решением к изобретению является двойная бурильная труба, содержащая внутреннюю трубу со штуцером и гильзой по концам, образующими при сборке колонны герметичное соединение, на наружной поверхности которой в верхней и нижней частях расположены центрирующие ребра, и наружную трубу с замковыми элементами, на внутренней поверхности которой в верхней части расположен стабилизи|эующий элемент для взаимодействия :с верхними центрирующими ребрами внутренней трубы. Осевое перемещение внутренней трубы относительно наружной ограничено упором торцое стабилизирующих элементов в приваренные к внутренней трубе кольца t2 1 . Недостаток известной конструкции заключается в том, что в процессе бурения между внутренней поверхностью стабилизирующего элемента и внутренней трубой, а также между торцами стабилизирующего элемента и кольцами возникает трение, приводящее к износу сопрягаемых поверхностей; особенно наглядно это проявляется при наличии в очистном агенте шлама, который может вызвать заклинивание отдельных труб, что повлечет за собой также износ телескопических соединений внут ренних труб. Кроме того, расположение стабилизирующих элементов на внутренних трубах повышает гидравлически сопротивления в колонне, что неприемлемо для колонн малых ди аметров. Цель изобретения - уменьшение износа и опасности поломок внутренней трубы за счет обеспечения ее проворота относительно наружной трубы при экстремальных нагрузках. Указанная цель достигается тем, что в двойной бурильной трубе, содержащей внутреннюю трубу со штyцepo 1 и гильзой по концам, образующими при сборке колонны герметичное со/ёдинение, на наружной поверхности кото рой в верхней и нижней частях расположены центрирующие ребра, и наружную трубу с замковыми элементами, на внутренней поверхности которой в верхней части расположен стабилизирующий элемент для взаимодействия с верхними центрирующими ребрами внутренней трубы, муфта замкового элемента наружной трубы имеет расточку для установки с натягом стабилизирующего элемента, причем последний выполнен в виде цангового к&льца с переменным наружным диаметром в разрезной его части, а центрирующие ребра верхней части внутренней трубы расположены в прорезях цанги стабилизирующего элемента. . На фиг.1 изображена двойная бурильная труба, продольный разрез; на фиг.2 - стабилизирующий элемент ; на с(1Г.З сечение А-А на фиг.1; на фиг.сечение Б-Б на фиг.1. Двойная бурильная труба содержит наружную трубу 1, соединенную резьбами с замковыми элементами ниппелем 2-й муфтой 3, и внутреннюю трубу 4 с штуцером 5, гильзой 6 и рядаNW центрирующих ребер, верхним 7 и нижним 8. На штуцере 5 в канавках установлены уплотнительные кольца 9. При сборке труб в колонну сопряженные штуцер 5 и гильза 6 соседних труб образуют герметичное телескопическое соединение. Внутренняя труба k фиксируется от поворота и осевого перемещения в полости наружной трубы 1 с помощью только верхнего ряда центрирующих ребер 7t Таким образом, она находится в колонне а подвешенном состоянии, что позволяет компенсировать несоответствие длины наружной и внутренней труб, возникающее от температурных влияний. Относительная фиксация труб достигается с помощью размещенного в зареэьбрвой pacTotiKe муфты 3 стабилизирующего элемента, выполненного в виде цангового кольца 10. В прорезях | 31 11 цангового кольца расположены цент рирующие ребра 7 верхнего ряда. Наружная поверхность цангового кольца представляет собой комбинацию цилиндра 12 и поверхности переменного диаметра, например, конуса 13 Таким образом, цанговое кольцо имеет переменное сечение, причем больший его диаметр по цангам больше диаметра й зарезьбовой расточки муфтн 3, диаметр D2 цилиндра 12 и внутренний диаметр D цангового кольца сопоставимы соответственно с диаметром внутренним диаметром D муфты, длина Н; цанг 11 больше длины конуса Ij. При сборке двойной бурильной трубы несоответствие диаметров D конуса 13 и D расточки приводит к деформации, цангового кольца 10 на длине несколько меньшей длины Н цанг 1 чем достигается натяг в соединении его с муфтой 3 и исключается деформация цанг. Центрирование цангового кольца относительно муфты обеспечи вается соответствием диаметра Og цилиндра 12 и диаметра О. расточки муф ты. Таким образом внутренняя труба (, связанная с цанговым кольцом 10 через верхний ряд центрирующих ребер 7 гильзы 6, находится в фрикционном зацеплении с муфтой 3, а следователь но, зафиксирована от проворота относительно наружной трубы 1. Величина 3 натяга (несоответствие диаметров 0 и Од) подобрана такой, что при нормальном бурении взаимного углового перемещения наружных и внутренних труб не происходит При скручивании же наружных труб (например, в процессе заклинивания колонны) цанговое кольцо 10, удерживаемое жесткостью става внутренних труб, проворачивается в зарезьбовой расточке муфты,-тем самым-предохраняя тонкостенные внутренние трубы от поломок. Глубина зарезьбовой расточки в муфте 3 выбрана такой, что при сборке обеспечивается зазор Hj между торцом цангового кольца 10 и уступом муфты. Этим исключается осевое зажатие цангового кольца в расточке. Соответствие внутреннего диаметра D цангового кольца 10 и внутреннего диаметра Dy муфты 3, позволяет полу чить близкое к равнопроходному гидравлическое сечение в кольцевом зазоре на участках ниппеля, наружной трубы, муфты и центраторов, что существенно снижает суммарные гидравлические сопротивления в колонне. Технико-экономическая эффективность заключается в снижении материальных затрат и времени на проводку скважины за счет уменьшения износа труб и опасности их поломки.

7/

ffl

-11

Фиг.З

в

ФигМ.