Компоновка бурильной колонны Советский патент 1993 года по МПК E21B17/00 

Изобретение относится к компоновкам бурильных колонн используемых в нефтяной, газовой промышленности, при добыче воды и полезных ископаемых, и, в частности в компоновках в которых применяется шейка для захвата ловильным инструментом оставшейся в результате аварии секции труб.

Целью изобретения является повышение надежности работы компоновки бурильной колонны за счет получения более высокого соотношения нагрузки на изгиб для небольших бурильных муфт с обеспечением выполнения операции по захвату труб при аварии без снижения указанного соотношения ниже критического.

На фиг.1 показан продольный разрез предпочтительного варианта конструкции компоновки; на фиг.2-4 - продольные разрезы других вариантов компоновки.

Компоновка бурильной колонны включает первый трубчатый элемент 1 имеющий муфювую часть 2 на нижнем конце, второй трубчатый элемент 3, имеющий ниппельную часть 4 на верхнем конце для соединения с муфтовой частью 2 первого трубчатого элемента и муфтовую часть 5 на своем нижнем конце для соединения с ниппельной частью 6 третьего трубчатого элемента 7. Ниппель 4, по крайней мере, элемента 3 имеет вылавливаемую шейку 8. Наружный диаметр муфтовых частей 2 и 5 больше наружного

00

со о

СП

со ел

Сл

диаметра вылавливаемой шейки 8. По крайней мере, один из трубчатых элементов имеет корпусную часть 9 между вылавливаемой шейкой 8 и муфтовой частью 5. Корпусная часть 9 занимает наибольшую длину трубчатого элемента 3, Корпусная часть 9 может иметь наружный диаметр меньше, чем наружный диаметр муфтовой части 5 (фиг.2), или иметь наружный диаметр по крайней мере, равный наружному диаметру муфтовой части (фиг.4), или иметь наружный диа метр меньше наружного диаметра муфтовой и ниппельной части (фиг.З). Корпусная часть 9 может иметь элементы, например, ребра 10, имеющие наружный диаметр больше наружного диаметра муфтовой части 5 (фиг,4).

Соотношение усилий при изгибе, прикладываемых к вращающемуся соединению элементов бурильной колонны зависит главным образом от наружного диаметра муфтовой части, которая определяет соотношение нагрузки при изгибе. Соотношение нагрузки при изгибе выражается следующей зависимостью:

D

СНИ R

где СНИ - соотношение нагрузки при изгибе: D -- наружный диаметр ниппеля и муфты;

d - внутренний диаметр осевого канала;

b - диаметр впадин профиля резьбы муфты у конца ниппеля;

R - диаметр епадин профиля резьбы ниппеля на расстоянии 19 мм от буртика ниппеля.

Наружный диаметр ниппельной части и наружный диаметр корпусной части может быть уменьшен без уменьшения соотношения усилия при изгибе, Следовательно, больший наружный диаметр муфтовой части должен быть только на длине нескольких сантиметров, тоесть длина должна быть достаточной для обеспечения прочного резьбового соединения с элементом, имеющим муфтовую часть. Обычно используется длина, достаточная для нескольких повторных обработок соединения. Когда диаметр корпусной части такой же или меньше чем диаметр ниппельной части, как показано в случае с корпусной частью 9 бурильной.тру- бы на фиг.З, корпусная часть может быть удалена без снятия какого-либо металла. Конструкция, показанная на фиг. 1 может быть оставлена без изменения и с большими размерами для обеспечения веса и жесткости. Уменьшенная ниппельная часть позволяет ловильному инструменту зацепить потерянную часть. Когда необходимо извлечь секцию по всей длине, если только муфтовая часть имеет больший диаметр, она может быть легко сфрезерована при помощи фрезерного башмака промывочной трубы, В итоге, при помощи одной только

0 шейки для захвата, расположенной смежно с ниппельным концом, оператор имеет более тяжелый, более жесткий переходник с более высоким соотношением нагрузки на изгиб и в то же время сохраняющий захва5 тываемость. При наличии ниппельного конца и корпусной части, уменьшенной как в бурильной трубе (фиг.2) оператор получит по сравнению с известными техническими решениями более высокое соотношение на0 грузки на изгиб и при этом сохраняется за- хватывземость и срезаемость.

В компоновку могут включаться инструменты, имеющие специальные свойства, на- пример, могут быть выполнены

5 изнашивающиеся утолщения, разверточные резцы, стабилизирующие лопатки или подъемные или скользящие выточки. Корпусная часть такой развертки показана на фиг.4, причем эта часть имеет обычно на0 ружный диаметр больше, чем ниппельная и муфтовая части. Приведенная конструкция с направленной вверх ниппельной частью имеет захватываемость. Муфтовая часть имеет больший наружный диаметр по срав5 нению с таким же типом известных конструкций, и будет обеспечивать более высокое соотношение нагрузки при изгибе. Формула изобретения 1. Компоновка бурильной колонны,

0 включающая первый трубчатый элемент, имеющий ниппельную часть на верхнем конце и муфтовую на нижнем конце, второй трубчатый элемент, имеющий ниппельную часть на верхнем конце для соединения с

5 муфтовой частью первого трубчатого элемента и муфтовую часть на своем нижнем конце для соединения с ниппельной частью третьего трубчатого элемента, отличающаяся тем, что, с целью повышения

0 ( надежности в работе, ниппель по крайней мере второго трубчатого элемента имеет вылавливаемую шейку, наружный диаметр муфтовой части каждого элемента больше наружного1 диаметра вылавливаемой шейки

5 ниппельной части, наружный диаметр муфтовой части первого трубчатого элемента больше наружного диаметра вылавливаемой шейки второго трубчатого элемента, а по крайней мере один из трубчатых элементов имеет корпусную часть между вылэвливаемой шейкой и муфтовой частью, причем корпусная часть имеет длину больше поло- .вины длины всего трубчатого элемента.

2.Колонна по п,1, о т л и ч а ющ а я с я тем. что один из трубчатых элементов является бурильной муфтой, а ее корпусная часть имеет наружный диаметр меньше, чем наружный диаметр ее части с гнездом.

3.Колонна по п.1.отличающаяся тем, что один из трубчатых элементов является бурильной муфтой, а ее корпусная часть имеет наружный диаметр, по крайней

0

мере равный наружному диаметру части с гнездом.

4,Колонна по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что один из трубчатых элементов является бурильной трубой, а ее корпусная часть имеет наружный диаметр меньше наружного диаметра муфтовой или ниппельной частей.

5.Колонна по п.1, отличающаяся тем, что корпусная часть имеет наружный диаметр у одного из трубчатых элементов больше, чем наружный диаметр муфтовой его части.

Использование: в нефтяной и газовой промышленности, д также при бурении на воду и полезные ископаемые. Сущность изобретения: компоновка содержит первый 2 трубчатый элемент с ниппелем на верхнем конце и муфтовой частью на нижнем, связанный ниппелем с муфтой первого элемента второй трубчатый элемент и связанный с муфтой второго элемента третий трубчатый элемент. По крайней мере второй трубчатый элемент имеет вылавливаемую шейку, а наружный диаметр муфтовой части каждого трубчатого элемента больше наружного диаметра вылавливаемой шейки ниппельной части. Наружный диаметр муфтовой части первого трубчатого элемента больше наружного диаметра вылавливаемой: шейки второго элемента. По крайней мере один из трубчатых элементов имеет корпусную часть между вылавливаемой шейкой и муфтовой частью, причем корпусная часть занимает наибольшую часть общей длины трубчатого элемента. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

8

У $

,

$

f , ,

фиг.1

Фиг.I

Фиг.З

Фиг. t