Колонна обсадных труб для наклонных скважин Советский патент 1991 года по МПК E21B17/10 

Изобретение относится к буровой технике и предназначено для центрирования обсадных колонн при креплении наклонных скважин.

Цель изобретения - повышение эффективности центрирования обсадных колонн при креплении наклонных скважин за счет упрощения установки радиальных ребер в рабочее положение.

На фиг. 1 показана колонна обсадных труб при ее подьеме; на фиг. 2 - то же, при спуске; на фиг. 3 - то же, в рабочем положении; на фиг. 4 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 5 и 6 - сечение Б-Б на фиг. 3 при условии расположения на обсадной трубе соответственно 2-х и 3-х пар втулок; на фиг. 7 и 8 - совместные развертки торцовых поверхностей при двух парах подвижных и неподвижных втулок, соответственно каждой из пар; на фиг, 9-11 - то же, при трех парах втулок, соответственно каждой из пар.

Колонна обсадных труб содержит связанные между собой обсадные трубы 1 с радиальным ребром 2, жестко связанным, например, сваркой с телом обсадной трубы 1. По длине обсадной трубы установлены по крайней мере две пары втулок 3 и 4. Втулки 3 в каждой паре жестко Связаны с обсадной трубой 1, а втулки 4 установлены подвижно. На наружной поверхности каждой из втулок 4 закреплено дополнительное ребро 5. Близлежащие торцы втулок 3 и 4 выполнены со скошенной поверхностью 6 и 7 соответственно. Над подвижной втулкой 4 на обсадной колонне закреплено ограничительное кольцо 8 на расстоянии от верхнего торца втулки 4 в ее нижнем положении, выбираемом в соответствии с зависимостью

h--A360

п D tg a,

(D

где /3 - угол поворота ребра подвижной втулки относительно неподвижного ребра; а - угол скоса торцовой поверхности втулок;

D - средний диаметр подвижной втулки.

Скошенная поверхность 6 неподвижной втулки 3 выполнена с уступом 9, а скошенная поверхность 7 подвижной втулки 4 имеет выступ 10 для размещения в уступе 9

в рабочем положении колонны для надежной фиксации втулок при их повороте на заранее заданный угол.

Количество ребер 2 по длине обсадной трубы может быть принято и больше одного,

однако в этом случае ребра 2 должны быть расположены на одной образующей по длине трубы.

Количество пар втулок 3 и 4 также может быть увеличено. Например, на фиг. 6 показано расположение дополнительных ребер при трех парах втулок 3 и 4 Однако в этом случае при расчете расстояния h для установки ограничительного кольца принимают соответствующий для каждой из пар угол

поворота.

Спуск обсадной колонны в наклонную скважину осуществляется в следующей последовательности.

На первую трубу обсадной колонны на

мостках буровой или заранее в цехе надеваются ограничительное кольцо 8, подвижная втулка 4, неподвижная втулка 3, затем надевается еще один комплект этих деталей в том же порядке. На нижнюю трубу наворачивается башмак со стоп-кольцом (не показан) или муфта 11. После этого на верхнюю и нижнюю муфты привариваются по одной образующей ребра 2. Они могут быть приварены и к телу трубы 1. Приварка ребра к трубе и муфте исключает до- ворот трубы в муфтах. На расстояниях, соответствующих 1/3 и 2/3 длины трубы от верхней муфты 6, привариваются огра ничительные кольца 8

После приварки ограничительного кольца 8 берут пару втулок - подвижную 4 и неподвижную 3. Подвижную втулку 4 помещают в нижнее положение относительно неподвижной втулки 3. Между ограничи- тельным кольцом 4 и верхним торцом подвижной втулки 4 в сборе с будущей неподвижной втулкой 3 отмеряют расстояние h. В этом положении приваривается нижний торец втулки 3, и она становится неподвижной, обеспечивая возможный подьем подвижной втулки 4 по оси колонны на высоту h, определяемую по выражению (1). Неподвижные втулки 3 устанавливаются так, чтобы уступы 9 на них для выступов 10 подвижных втулок располагались на 120 и 240° в отсчете от линии, на которой находятся на трубе приваренные неподвижные ребра 2.

Ограничительные кольца 8 приварены на таком расстоянии h от находящихся в нижнем положении подвижных втулок 4 со скошенной торцовой поверхностью, чтобы при вращении обсадной колонны втулка 4 могла повернуться только на заранее за- планированный угол Фиксация втулки 4 производится путем попадания ее выступа 10 в уступ 9 на неподвижной втулке 3, имеющей также ответную скошенную поверхность по торцу.

На первую трубу наворачивается вторая, на которую предварительно надеты две пары перечисленных элементов После на- ворота верхнее неподвижное ребро 2 на муфте первой трубы приваривается к телу верхней трубы. Затем устанавливаются комплектные детали так же, как на первой трубе. К муфте второй трубы приваривается неподвижное ребро 2 на одной образующей обсадной трубы с неподвижными ребрами первой.

Этот процесс повторяется на всех обсадных трубах, которые будут при спущенной колонне располагаться в интервале наклонного участка в продуктивной толще. В особо сложных случаях, когда в продуктивной толще имеется слоеный пирог из водоносных и нефтяных пластов, между неподвижными ребрами могут устанавливаться три пары втулок 3 и 4 с ребрами 5.

При подъеме колонны (фиг. 1) втулки 3 и 4 контактируют по всей скошенной поверхности торца При этом ребра втулки 4 находятся на одной образующей трубы с неподвижными ребрами 2 на колонне. При спуске обсадной колонны подвижные втулки 4 поднимаются до ограничивающего их движение кольца 8. При спуске колонны ребра на подвижных втулках 4 направлены вверх от нижней стенки скважины Такое

положение обеспечивает минимальные сопротивления движению обсадной колонны как при спуске, так и при подьеме. Обсадную колонну вращают только после того, как она спущена на плановую глубину перед закачкой цементного раствора или перед промывкой скважины. При вращении обсадной колонны подвижные втулки 4 с ребром 5 остаются на месте до тех пор, пока выступы 10 на торцовых скошенных поверхностях втулок 4 не попадут в уступы 9 втулок 3. Затем колонна уже может проворачиваться при установленных под 90 или 120° друг относительно друга подвижных и неподвижных радиальных ребрах.

В наклонных скважинах предлагаемое решение допускает также применение пружинных центраторов с целью снижения крутящего момента при вращении обсадной колонны. Они могут устанавливаться выше или ниже участков обсадной колонны, оснащенных подвижными втулками с ребрами.

Использование предлагаемой колонны обсадных труб обеспечит высокое качество крепления скважин при наличии равномерного цементного кольца между обсадной колонной и стволом скважины, что позволит уаеличить длительность безремонтного периода эксплуатации скважин.

Формула изобретения 1. Колонна обсадных труб для наклонных скважин, включающая связанные между собой обсадные трубы с радиальным ребром, жестко связанным с телом трубы, и по крайней мере двумя дополнительными радиальными ребрами, расположенными по длине трубы, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности центрирования за счет упрощения установки радиальных ребер в рабочее положение, она снабжена попарно установленными на обсадной трубе и выполненными со скошенной поверхностью на близлежащих торцах втулками и ограничительными кольцами, одна из втулок в каждой паре жестко связана с обсадной трубой, другая установлена подвижно, а каждое дополнительное радиальное ребро закреплено на подвижной втулке в каждой паре, причем ограничительные кольца расположены над последними на расстоянии h, определяемом из соотношения

h

360

л D tg a,

где /3 - угол поворота ребра подвижной втулки относительно неподвижного ребра; D - средний диаметр подвижной втулки;

а - угол скоса торцовой поверхности втулок,

2. Колонна поп, 1, отличающая- с я тем, что скошенная поверхность неподвижной втулки выполнена с уступом, а скошенная поверхность подвижной втулки имеет выступ для размещения в последнем в рабочем положении.

Изобретение относится к буровой технике и предназначено для центрирования обсадных колонн при креплении наклонных скважин Цель изобретения - повышение эффективности центрирования за счетупро- щения установки радиальных ребер в рабочее положение. Колонна обсадных труб (ОТ) включает связанные между собой ОТ 1 с радиальным ребром (РР) 2, жестко связанным с телом ОТ 1, и по крайней мере двумя дополнительными РР 5. Последние расположены на подвижной втулке 4 Втулки 3, 4

10

Фиг.5

Фиг. 6