Устройство для предотвращения разрушения обсадных колонн Советский патент 1980 года по МПК E21B17/08 

Изобретение относится к устройствам для сооружения скважин, преимущественн на нефть и газ, и может быть использовано при креплении скважин. Известно устройство для компенсации температурного расширения обсадных колонн, содержащее телескопически соединенные левой резьбой две трубы с сальником yj . Недостатком устройства являеася то, что .для приведения его в рабочее положение необходимо вывести из зацепления левую резьбу труб путем вращения колонны. Эта операция выполняется только после твердения цементного раствора при условии, что устройство установлено в незацементированной части обсадной колонны. Устройство невозможно привести в рзабочее положение, если его установить в зацементированной части. Известно устройство для предотвращения разрушения обсадных колонн в скваЖ1гае, включающее телескопически соединенные патрубок-И втулку, образующие замкнутую полость, в которой размещен эластичный утшотнительный элемент Г21. Недостаток устройства заключается в том, что при вьщавливании эластичного материала в зазор, образованный патрубком и втулкой, величина усилия выдавливания возрастает пропорционально относительному перемещению труб и может достигнуть значения, при котором произойдет разрушение обсадной колонны. Цель изобретения - предохрш1ение обсадной колонны от разрушения путем ограничения осевой нагрузки; Указанная цель достигается тем, что патрубок имеет кольцевой выступ, раэмещенный в замкнутой полости и образующий с внутренней поверхностью втулки зазор, а в качестве эластичного материала использован фторопласт 4 . На фиг. 1 схематично показано предлагаемое устройство в исходном положении, вид спереди с частичньм разрезом; на фиг. 2- ТО же, после приложения осевой нагрузки. Устройство для предотврашеш1я разрушения обсадной колонны состоит из втул ки 1 и патрубка 2, которые своими резьбо- вь№.т концами 3 и 4 ирисоединяются к трубам обсадной колощ Ь {на черт, не показана).. Эластичный уплотнительный элемент 5 размещен в кольцевой полости 6,образованной соответствующими поверх ностями втулки 1 и патрубка 2. Патрубок 2 имеет кольцевой выступ 7,размещенный в замкнутой полости 6 и образующий с втулкой 1 зазор 8. Для исключения возможности поворота нижней части колонны относительно верхне торцовые поверхности втулки 1 и патрубка 2 имеют зубья 9, Размеры величины зазора и выступа 7, определяющие нагрузку, которую необходимо приложить к эластичному элементу для обеспечения течения матери ала через зазор 8, выбираются из условия:где F нагрузка, которую необходимо приложить к уплотнительному эластичному элементу для обеспечения течения материала через зазору , Р - осевая нагрузка, вызыв,1Ю1:дая разрушение труб обсадной колонны. В период эксплуатации скважш снижается пластовое давление в залежи, которое сопровождается деформацией экспл аттгруемого и прилегающих к нему пласто Вследствие жесткой связи системы пласт - крепь скважины нагрузка дефор laumi пластов передается на трубы об- саднон колонны. Деформация пластов rмeeт следующее направление: пласты, расположеннью выш эксплуатируемого пласта, перемещаются вниз, пласты, лежащие ниже эксплуатируемого пласта,перемещаются вверх, обсадная колонна при этом испытывает сжимающие нагрузки. Устройство работает следующим образом. Втулка 1 и патрубок 2 под действием сжимающей нагрузкиперемещаются на- встречу друг другу. При этом уплотнительный эластичный 5 испытььвает напряжения сжатия. Когда величина нагрузки, приложенной .к втулке 2, Bbiзовет в уплотните льном эластичном элементе 5 напряжения, величина которых гтревьюит напр5г кения текучести эластичного мат1ариала, последний через зазор 8 начнет перетекать из одной части полости в другую, обеспечив встречное смещение втулки 1 и патрубка 2, Относительное смещение втулки 1 и патрубка 2 ограничит дальнейшее увеличение осевой нагрузки, воспр шимаегуЮй трубами обсадной колонны, и предотвратит их разрушение, Месах) установки устройства - область фильтровой зоны и примыкающие к ней участки обсадной колонны. Наличие в составе обсадной колонны устройства для предотвращения разрушения ее позволит продлить безаварий} ую эксплуатацию скважин, уменьшить вероятность смятия обсадных колонн. формула изобретения 1. Устройство для предотвращения разрушения обсадных колош в скважинах, включающее телескопически соединенн э1е патрубок и втулку, образующие замкнутую полость, в которой размещен эластичный уплотнительный элемент, отличающееся тегл, что, с целью пред- охранения обсадных колонн от разрушения путем ограничения осевой нагрузки, патрубок имеет кольцевой выступ, размещенный в замкнутой полости и образующий с внутренней поверхностью втулки за зор. 2о Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве эластичного материала использован фторопласт 4, Источники информации, принятью во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР № 235675, кл. Е 21 В 17/08, 1967. 2.Патент США № 3580334, кл. Е 21 В 43/1О, опублик, 1972 (прототип).