Устройство для спуска потайных обсадных колонн Советский патент 1981 года по МПК E21B33/14 

Изобрететдае относится к технике бурения нефтяных и газовых скважин, а именно к безрезьбовым разъединителям, применяемым при спуске и установке потайных секции обсадных колонн. . Известно устройство для спуска хвостовиков обсадных колонн, включаю щее корпус с воронкой, ниппель и упол нители, в котором соединительными элементами являются кулачки, удержив емые в выдвинутом положении предохранительной втулкой, установленной на срезных штифтах в проходном сечении ниппеля и сдвигаемой после цемен тирования с помощью шара, сбрасываемого в колонну L J Недостатком известного устройства является невозможность цементирования колонн с продавочными пробками, вследствие чего проходное сечение ниппеля разъединителя сужено за счет установки в нем предохранительной втулки (что снижает качество аементирования колонн). Кроме того, предохранительная втулка , удерживающая кулачки, может быть сдвинута лишь при окончании процесса цементирования хвостовика с помощью шара, сбрасываемого в колонну, при этом в процессе цементирования по техническим 1фичинам возможны задержки или преждевременное схватывание цемента, тогда открыть разъединитель окажется невозможно. Перемещение внутренней втулки с помощью шара, сбрасываемого в колонну после окончания цементирования, задалживает много времени на подготовку и осуществление разъединителя (преждевременно или с запозданием), а это может привести либо к оставлению значительного количества цемента в колонне, и следовательно, к дополнительным работам по его разбуриваиию в колонне, либо к перекачке жидкости в заколоннов пространство и оголению башмака колонны.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство пля подвески скважиной обсадной колонны, включающее упругое саморасширящееся кольцо, которое автоматически скрепляется с подвесной муфтой, установленной на заранее определенном уровне во внешней колонне, и позволяющее при необходимости разъединение и движение подвески вверх т.е. позволяющее производить соединение и разъединение колонн только в скважине 2 .

Однако устройство не может быть применено для спуска хвостовиков, так как посадочная втулка, заменяющая корпус устройства, не может,быть соединена с упругим кольцом на поверх ностии спущена в скважину одновременн с хвостовиком.

Цель изобретения - повьшение надежности работы устройства по соединению и разъединению колонны.

Указанная цель достигается тем, что соединительный элемент выполнен в виде разрезного пружинящего кольца с зтсрепленными на нем сухарями, при этом в корпусе установлен втулочный ловитель для фиксации соединительного элемента после его разъединения.

На фиг, 1 изображен безрезьбовой разъединитель,общий вид на фиг. 2 пружинное соединительное кольцо на фиг, 3 - наконечник ниппеля.

Устройство состоит из корпуса I с переводной муфтой 2, воронжи 3, ниппеля 4 с верхней замковой резьбой и наконечником 5, пр5 жинного соедини тельного кольца 6, втулочного ловителя 7, уппотнительной манжетки 8, уплотнительных колец 9 и шпонки 10.

На внутренней поверхности корпуса 1 имеются упор 11 для ограничения перемещения ниппеля 4, цилиндрическая выточка для установки втулочного ловителя 7 с кольцевой виточкой и кольцевой паз 12 с конической нижней частью для запирания ниппеля 4 в корпусе 1 с помощью пружинного соединительного кольца 6.

Пружинное соединительное кольцо 6 состоит из разрезного пружинного кольца 13 с установленными на нем стальными сухарями 14, нижняя часть которых выполнена конусной в соответствии с кольцевым пазом I2 на внутренней поверхности корпуса 1. Сухари 14 скреплены с пружинным кольцом 1 с помощью заклепок 15.

Наконечник ниппеля 5 имеет глухие пазы, равномерно размещенные на наружной его поверхности, в которых укреплены втулки 16 с подпружиненными в них стопорами 17, которые в нормальном положении утоплены заподлицо с наружной поверхностью наконечника 5, Стопоры 17 имет фиксирующее отверстие 18 йа своей боковой поверхности и нарезное отверстие 19 на торцевой внешней стороне.

В комплект разъединителя входят также седло 20, нижняя секция цементировочной пробки 21, срезные штифты 22, стержневые защелки 23 и патрубок 24.

К верхней трубной резьбе устройства привинчивается собранный.разъединитель вместе с патрубком 24 и нижней секцией цементировочной проб ки 2I, а затем на бурильных трубах вся сборка спускается до намеченной глубины.

Для предупреждения самопроизвольной расфиксации основного соединительного элемента 6 при неожиданных посадках колонны стопоры 17 во время спуска хвостовика остаются в вьщвинутом положении, взаимодействуя с кольQ цевым выступом переводной муфты 2. Шпонка 10 на ниппеле и щпоночная канавка на внутренней поверхности воронки 3 позволяют производить вращение хвостовика в случае задержек при спуске.

Устройство работает следующим образом.

После промывки и закачки цемента, в колонну бурильных труб, как обычно, спускают верхнюю секцию цементировочной пробки, которая дойдя до седла 20, под действием избыточного давления срезает штифты 22. Седло 20 выходит из расточки наконечника и обе пробки в сборе после среза штифтов сигнального кольца устройства для подвески хвостовика продолжают двигаться вниз до кольца Стоп.

Подпружиненные стопоры 17, осво0 водившиеь от удержания, действием упругой силы пружины утапливаются заподлицо с наружной поверхностью наконечника ниппеля 5 и тогда путем разгрузки инструмента осуществляется подвеска 5 хвостовика и перемещение ниппеля 4

вниз по корпусу 1 до упора 1 I . Пружинное соединительное кольцо 6 с сухаряMiiT 14, принудительно сжимаясь при

перемещении по кольцевой конусной по верхности выточки, войдет в втулочный ловитель 7 и запрется в нем. Связь бурильных труб с хвостовиком нарушится, т. е, станет возможным беспрепятственный подъем колонны бурильных труб с ниппелем 5, втулочным ловителем 7 и сжатым пружинным соединительным кольцом 6 с сухарями 14 на дневную поверхность,

Предлагаемое устройство по сравнению с известным обладает большой надежностью осуществления соединения и разъединения колонн в скважине.

Экономическая эффективность устРОЙртва заключается в том, что кон.струкция безрезьбового разъединителя позволяет производить цементирование колонн-хвостовиков с применением продавочных пробок, вследствие чего в 2-3 раза повьппается качество цементирования и соответственно увеличиваетсй срок безаварийной службы скважины, что составит экономию в среднем более 4 тыс. руб, на скважину,

Формула изобретения

Устройство ДЛЯ спуска потайных обсадных колонн, включающее корпус с воронкой, ниппель с расположенным на наружной поверхности соединительным элементом, отличающеес я тем, целью повышения надежности работы устройства по соединению и разъединению колонн, соединительный элемент выполнен в виде разрезного пружинящего кольца с укрепленными на нем сухарями, при этом в корпусе установлен втулочный ловитель для фиксации соединительного элемента после его разъединения

Источники информации, принйтые во внимание при экспертизе

1. Левин Е.М,, Ваулин В,Н, Спуск и подвеска хвостовиков при креплении скважин. Грозный, Чечено-Ингушское книжное издательство, 1970, с, 26

2 Патент США № 3420308, кл 166208, опублик 1969