Обсадная колонна буровой скважины Советский патент 1981 года по МПК E21B17/00 E21B43/10 

(54) ОБСАДНАЯ КОЛОННА БУРОВОЙ СКВАЖИНЫ

1

Изобретение относится к области буровой техники, а именно к обсадным колоннам буровой скважины.

Известны обсадные колонны буровой скважины, смонтированные из секций неметаллических (фанерных, пластмассовых и т. п.) труб, имеющих положительную плавучесть в буровом растворе. Для спуска такой колонны в скважину, заполненную жидкостью, она оснащена утяжелителем, размещенным внутри колонны и после спуска колонны извлекаемым на поверхность 1.

Недостатком такой обсадной колонны является ее малая надежность, проявляющаяся из-за необходимости проведения работ по извлечению утяжелителя из обсаженной скважины, в снижении ее прочности.

Известна обсадная колонна буровой скважины, включающая секции неметаллических труб, их соединения и утяжелитель, закрепленный в нижней части колонны в виде цилиндра или стержня, выполненного из металла или железобетона 2.

Недостатком такой обсадной колонны является малая прочность в связи с восприятием в начале спуска нижними ее секциями осевой нагрузки, создаваемой весом утяжелителя. Концентрация напряжений, вызванных этими нагрузками, впоследствии, в процессе эксплуатации, приводит к разрущению колонны.

Кроме того, длина такой обсадной колонны увеличивается на длину утяжелителя, что влечет за собой лищние затраты на углубление скважины.

Цель изобретения - повысить прочность обсадной колонны скважины, благодаря равномерному распределению утяжеления по

всей длине колонны и одновременно снизить стоимость сооружения скважины за счет исключения ее переуглубления под утяжелитель.

Указанная цель достигается тем, что утяжелитель выполнен в виде набора трубчатых секций, каждая из которых установлена концентрично наружной поверхности обсадной колонны, на расстоянии друг от друга, равном длине полуволны изогнутой колонйы, причем вес каждой секции утяжелителя выбирается в соответствии с соотношением:

Р 0,06 KqL,

где К - экспериментальный коэффициент; q - вес в пог. м. обсадной колонны кг/Mj

L - длина полуволны изогнутой обсадной колонны, м.

Экспериментальный коэффициент К зависит от удельного веса жидкости в скважине:

при у 1,ОК 1,0; при у 1,05 К 2; ,1К 3; при х 1,15К 4; при ){ 1,2 К - 5.

На фиг. 1 показана обсадная колонна в сборе; на фиг. 2 - общий вид секции утяжелителя; на фиг. 3 - разрез А-А фиг. 2.

Обсадная колонна состоит из труб 1, собранных в колонну. По длине обсадной колонны установлены секции утяжелителя 2. Каждая секция утяжелителя 2 выполнена трубчатой, разрезной, состоящей из двух полуцилиндров 3 и 4 для быстроты крепления к трубам 1 и закреплена на колонне при помощи хомутов 5, на расстоянии, равном длине полуволн изогнутой колонны. Такое расположение секций утяжелителя способствует тому, что нагрузка на обсадные трубы распределяется равномерно.

Сборку обсадной колонны и спуск .ее в скв.ажину осуществляют наращиванием труб по мере спуска колонны. Через интервалы, равные длине полуволны изогнутой колонны на трубе закрепляют секции утяжелителя 2, количество которых определяют, исходя из величины общего веса утяжелителя.

Общий вес утяжелителя определяется расчетным путем в зависимости от конкретных геолого-технических условий обсадки скважины.

После окончания спуска колонны в скважину осуществляют цементирование ее затрубного пространства.

Расчет веса одной секции утяжелителя производится следующим образом, например требуется соорудить технологическую скважину подземного выщелачивания металла для откачки продуктивного раствора. Конструкция скважины - одноколонная. Глубина скважины 300 м, диаметр обсадной колонны 140 мм, материал труб колонны - полиэтилен высокой плотности сверхтяжелого типа по ТУ 95.333-75. Диаметр бурения под обсадную колонну 243 мм. Промывочная жидкость - глинистый раствор с удельным весом 1,2 г/см. Для свободного спуска колонны требуется дополнительная нагрузка, прилагаемая к обсадной колонне. Длина полуволны для указанных труб по ТУ 95.333-75 соответствует 22 м. Вес 1 м материала труб 6,2 кг. Тогда вес секций утяжелителя будет равен

Р 0,06KqL 0,06 X 5 X 6,2 X 22 41 кг Эффективность применения предложенного изобретения заключается в сокращении стоимости сооружения скважины за счет уменьщения ее глубины, повышения надежности в работе при спуске колонны в скважину.

Формула изобретения

Обсадная колонна буровой скважины, включающая секции неметаллических труб, их соединения и утяжелитель, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочности обсадной колонны, утяжелитель выполнен в виде набора трубчатых секций, каждая из которых установлена концентрично наружной поверхности обсадной колонны, на расстоянии друг от друга равном длине полуволны изогнутой колонны, причем вес каждой секции утяжелителя выбирается в соот-. ветствии с соотнощением:

Р 0,06KqL,

где К - экспериментальный коэффициент; q - вес 1 пог. м. обсадной колонны, кг1мL - длина полуволны изогнутой обсадной колонны, м.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5

риг..2