Устройство для установки моста в скважине Советский патент 1988 года по МПК E21B33/12 

со X)

СП

00

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к устройствам для установки мостов в скважинах.

Цель изобретения - повышение на- дежности работы моста в скважине и Исключение необходимости его разбу- ривания.

На фиг.1 изображено устройство для установки моста в скважинах, общий Е|ид , на фиг. 2 - устройство в промежу- т очном положении, соответствующем Операции закрепления угшотнителъного : лемента в обсаженной скважине перед

становкой в нем дна; на фиг.З - уст-15 6. Дно 2 выполнено с уплотнительными Йойство в положении, соответствующем Закреплению дна в нижнем концевом участке уплотнительного элемента; на фиг.4 - устройство в положении, соот- 1|етствующем съему дна (его падению 20 а забой) при создании расчетного избыточного давления на мост сверху и низ .

Устройство включает корпус 1 в ви- Де полого уплотнительного элемента с 25 дном 2 и узлом 3 их установки.

Боковая поверхности дна 2 выпол- ijieHa в форме обращенного вниз основанием усеченного конуса с углом ко- йусностиоб, определяемым из соотно- JQ 1;пения .

S,GS - P.-iT ч- 0,9 Д ф

pj;4-:i :To:r: кг

где S - площадь поперечного сечения 35

разрывной тяги, - предел текучести материала,

кгс/см ; НВ - твердость материала уплотни-

тельного элемента по Бринел-40 лю, кгс/см ; D - диаметр нижнего основания

дна, см;

h - высота дна, см;

fд молекулярный коэффициент 45 трения пары уплотнительный элемент - дно мостаJ U - чистота обработки конической внутренней поверхности нижнего концевого участка уп- 50 лотнительного элемента; Р - контактное давление между

дном и концевым участком уплотнительного элемента при jix фрикционном соединении 55 (Р, Р PZ). кгс/см ; Р - давление, при котором концевой участок уплотнительного элемента деформируется до

кольцами 7. Устройство предусмотрено для установки в обсадной колонне 8.

Устройство работает следующим образом.

При создании давления в колонне труб, на которой устройство для установки моста спущено- в скважину, головка узла установки 3 раздорнирует корпус в врзде полого металлического уплотнительного элемента 1 снизу вверх, исключая нижний концевой участок (фиг.2).

Разрывная тяга 5 имеет длину больше длины уплотните.пьного элемента, поэтому в процессе закрепления полого уплотнительного элемента 1 в скважине дно его не касается.

Если длина полого металлического уплотнительного элемента, принятая по условиям эксплуатации моста, больше чем ход головки узла 3 установки (приспособления типа ДОРН) вверх под давлением, то оставшуюся часть уплотнительного элемента раздорнируют при подъеме узла установки вверх с необходимым осевым натяжением колонны труб Q Q,, .

После закрепления уплотнительного элемента в скважине при осевом натяжении колонны труб, определяемым соотношением г ,

Q HDhPk f,p (1 - -tgoi) + tgftjj,

нижний концевой участок полого металлического уплотнительного элемента прижимают к внутренней поверхности обсадной колонны (ствола скважины) коническим дном. При этом дно закрепляется в концевом участке уплотнительного элемента фрикционным соединением.

i

С увеличением осевого натяжения Q колонны труб, Hanpv Mep, до ве.пичины Q() разрывняя тяга

внутренней поверхности.обсадной колонны, кгс/см ; Р - давление опрессовки обсадной

колонны, кгс/см . При этом внутренняя поверхность нижнего концевого участка уплотни- тельного элемента 1 выполнена с ответной конической поверхностью А для взаимодействия с дном 2 при его осевом перемещении.

Дно 2 соединено с узлом 3 установки разрывной тягой 5. На наружной поверхности корпуса 1 нанесен герметик

6. Дно 2 выполнено с уплотнительными

кольцами 7. Устройство предусмотрено для установки в обсадной колонне 8.

Устройство работает следующим образом.

При создании давления в колонне труб, на которой устройство для установки моста спущено- в скважину, головка узла установки 3 раздорнирует корпус в врзде полого металлического уплотнительного элемента 1 снизу вверх, исключая нижний концевой участок (фиг.2).

Разрывная тяга 5 имеет длину больше длины уплотните.пьного элемента, поэтому в процессе закрепления полого уплотнительного элемента 1 в скважине дно его не касается.

Если длина полого металлического уплотнительного элемента, принятая по условиям эксплуатации моста, больше чем ход головки узла 3 установки (приспособления типа ДОРН) вверх под давлением, то оставшуюся часть уплотнительного элемента раздорнируют при подъеме узла установки вверх с необходимым осевым натяжением колонны труб Q Q,, .

После закрепления уплотнительного элемента в скважине при осевом натяжении колонны труб, определяемым соотношением г ,

Q HDhPk f,p (1 - -tgoi) + tgftjj,

нижний концевой участок полого металлического уплотнительного элемента прижимают к внутренней поверхности обсадной колонны (ствола скважины) коническим дном. При этом дно закрепляется в концевом участке уплотнительного элемента фрикционным соединением.

i

С увеличением осевого натяжения Q колонны труб, Hanpv Mep, до ве.пичины Q() разрывняя тяга

5 разрывается и узел 3 установки извлекается из скважины (фиг.З).

Герметичность контактной поверхности между полым металлическим уп- лотнительным элементом 1- и дном 2 обеспечивается уплотнительными кольцами 7, а между обсадной колонной 8 и уплотнительными кольцами 7 - герметикой 6.

Такой способ установки моста обеспечивает наиболее надежное условие его установки и работы в скважине. Действительно, перепад давления снизу вверх на мост в скважине действует только на дно моста и нижний торец упло нительного элемента. Поэтому мост, имеющий уплотнительный элемент необходимой длины для надежного за- 1крепления в скважине, может работать при любых реальных перепадах давления в скважинах. Формула изобретения

Устройство для установки моста в скважине, включающее корпус в виде полого металлического уплотнительного элемента с дном и узлом установки, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы и исключения необходимости разбуривания моста, боковая поверхность дна выполнена в форме обращенного вниз основанием усеченного конуса с углом конусности об, определяемым из соотношения

«1

8,(Г,

ef-« arctg

.ТГ

+ 0,9й

fM +

п

0,9й (

, НВ

() Г

нв J

10

15

20

25

30

1 35

с. нв D h - мU Р. где S - площадь поперечного сечения разрывной тяги, предел текучести материала, кгс/см ;

твердость материала уплотнительного элемента по Бри- неллю, кгс/см , диаметр нижнего основания дна, см,- высота дна, см; молекулярный коэффициент трения пары уплотнительный элемент - дно моста чистота обработки конической внутренней поверхности нижнего концевого участка уплотнительного элемента; контактное давление между дном и концевым участком уплотнительного элемента при их фрикционном соединении

(Р,:Р Р), КГС/СМ2;

давление, при котором концевой участок уплотнительного элемента деформируется до внутренней поверхности обсадной колонны, кгс/см ; давление опрессовки обсадной колонны, кгс/см,

а внутренняя поверхность нижнего концевого участка уплотнительного элемента выполнена с ответной конической поверхностью для взаимодействия с дном при его осевом перемещении, при этом последний соединен с узлом установки разрывной тягой.

р, р

fPuz.f

б-Б

(pue.Z

сриад

2

2

/

(рие.

Изобретение относится к области бурения скважин и позволяет повысить надежность работы устройства и исключить необходимость разбуривания моста. Устройство включает корпус 1 в виде полого металлического уплотнительного элемента (ПУЭ) с дном 2 и узлом их установки (УУ) 3. Дно 2 соединено с УУ 3 разрывной тягой 5. Боковая поверхность дна 2 выполнена в форме обращенного вниз основанием усеченного конуса с углом конусности, определяемым из специального соотношения. При создании давления в колонне труб (КТ), на которой устройство спущено в скважину, головка УУ 3 раздор нирует корпус 1 в виде ПУЭ снизу вверх (кроме нижнего участка). Его раздорнируют при подъеме УУ 3 вверх с необходимым осевым натяжением КТ. После закрепления ПУЗ в скважине нижний участок ПУЭ прижимают к внутренней поверхности обсадной колонны коническим дном. С увеличением осевого напряжения КТ тяга 5 разрывается и УУ 3 извлекается из скважины. 4 ил. Р (Л

редактор А.Долинич

Составитель В.Гришанов

Техред 1,ДндыкКорректор А.Зимокосов

Заказ 2476/33

Тираж 531

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по депам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Подписное