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

(54) УСТРОЙСТВО ДШ1 ПОДВЕСКИ ПОТАЙНЫХ ОБСАДНЫХ КОЛОНП

1

Изобретение относится к технике изоляции пластов в нефтяных и газовых скважинах, а именно к устройствам для подвески потайных обсадных колонн.

По основному авт.св. №761696 известно устройство.для подвески потайных обсадных колонн, включающее разъединитель с пакерной трубой, внутренний и наружный пакера, плашки, соединенные тягами с поршнем, размещенными на опорной муфте, имен-пцей впускные отверстия 1 ..

Недостатком устройства является то, что отверстия, подводящие буровой раствор к поршню, ничем не закрыты, что влечет за собой преждевременное срабатывание гидропривода, происходящее в процессе спуска колонны за счет гидродинамического давления и в начальный момент сочпчния циркуляции бурового pacTiuipaЦель изобретении - шнышение надежности работы ч т чГи МП .

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено втулкой, размещенной между пакерной трубой и муфтой и связанной с ней гильзой с посадочным седлом, причем втулка имеет герметизатор и выполненные над ним отверстия, а гильза установлена с возможностью их перекрытия, кроме того, посадочное седло гильзы выполнено в виде цанги, а посадочное седло гильзы выполнено в виде клапана, зафиксированного срезным штифтом.

На фиг. 1-3 изображено устройство для подвески потайных обсадных колонн, общий вид; на фиг. 4 - сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 5 - поперечное сечение выступом тяг; на фиг. 6 и 7 - первый вариант устройства, выполненного с посадочным седлом гильзы, в виде цанги; на фиг. 8 - устройство с посадочным седлом в виде цанги, после выхода шара из гильзы; на фиг. 9 - второй вариант устройства выполненного с посадочным седлом

в виде откидного клапана в начальн1,1Й момент движения гильзы; на фиг. 10 устройство с посадочнрлм седлом в виде откидного клапана, после подвешивания потайной колонны, открытия клапана а выхода шара.

Устройство изображенное на фиг.-1-9 состоит из разъединителя, включающего переходник I, соединенный с несущим стволом 2. К нижней части несущего ствола присоединяется Пакерная труба 3, с размещенными на ней 4, удерядаваемым кольцом 5 и штифтами 6.

Гидропривод устройства включает поршень 7, размещенный на муфте 8. соединенный, с промежуточным патрубком 9, удерживаемый пру киной 10. В нижней части поршня 7, выполнен паз 1 1 J перемещающийся по ограничителю хода 2, устанавливаемого в муфте 8. К верхней части поршня 7, присоединяется на резьбе опора 1,3, в пазах

14которой устачавливаются тяги 15, закрепляемые шарнирно штифтами 16. Тяги 15 в верхней части устанавли.ваются в окна 17 .плащек 18 и закрепляются шарнирно штифтами 19, Плашки 18 устанавливаются ,в пазы 20. опорной муфты 2К Тяги 15 снабжены внутренними 22 и наружными 23 выступами, которые соприкасаются с соответствующими поверхностями опоры 13 и плашек 18 при подвеске.потайной колонны.

Выступы 22 и 23 в сечении выполнены в форме трехгранной призмы ( сЬиг . 5 причем две стороны 24 призмы имеют закругление 25, которое соприкасается с поверхностями плашек 18 и опоры

13 и при движении плашек вверх тяги

1 со

15поворачивается на определенный

угол закруглением -25 и достигается постоянный контакт сопрягаемых поверхностей.

В пространстве Д, в муфте 8 на пекарной трубе 3 закреплена полая втулка 26, с отверстиями 27 и срезными штифтами 28. .Полая втулка 26 снабжена герметизатором 29. Отверстия 27 перекрываются в первом варианте гильзой 30, вьтолненной совмест но с цанговым седлом, которая закрепляется в полой втулке 26.срезными штифтами 31..Полая втулка имеет расточку 32. Нижняя часть гильзы 30, выполненной совместно с цанговым седломэ изготовлена разрезной со щелями 33 и конической. При установке гильзы 30 в полую .втулку 26 щели 33

совмещаются и коническая часть становится цилиндрической. Первый вариант применяется в тех случаях, когда подвешивание потайной колонны осуществляется на больших глубинах и объем сжатого бурового раствора значителен. В этом случае буровой раствор обладает большой потенциальной энергией, которая может вызвать после среза штифтов 31 гидродинамический удар на систему штифтов и проход шара через седло на забой. В этом случае гидропривод не сможет вывести плашки в зацепление с колонной, так как для этого нужно определенное время, в котором он должен находиться под давлением.

Поэтому гильза 30 снабжена цангой, имеющая щели 33, через которые происходит переток части бурового раствора и ослабление гидродинамического удара.

Во втором варианте отверстия 27 перекрываются гильзой 34, снабженной штифтом 35, срезными штифтами 36 и клапаном 37.

Второй вариант применяется тогда, когда подвешивание потайной колонны осуществляется на малых глубинах и гидродинамический удар при посадке шара и среза штифтов 36 незначителен так как объем бурового раствора мал и не обладает большой потенциальной энергией. Срез штифтов 31 и открытие отверстия 27 для подачи бурового раствора на гидропривод в этом случае растянут вовремени и обеспечивает вывод плашек для подвески потайно колонны.о

К нижней части полой, втулки 26 присоединяется седло 38, закрепленной штифтом 39, с подвесной пробкой 40. На верхней части раструба 41 расположена втулка 42 с опорой 43, а в нижней части раструба закреплена обойма 44 со стопором 45.

Между стопором 45 и муфтой 21 расположен наружный пакер 46. Для передачи давления бурового раствора из пространства Д на поршень 7 промежуточный патрубок 9 снабжен отверстиями 47.

Устройство спускается в скважину, обсаженную, промежуточной колонной 48 которая образует пространство Е.

Гидропривод устройства приводится в действие после спуска потайной колонны в скважину, обсаженн то в месте подвески и выше промежуточной колонной. Для приведения в действие гидропривода создается циркуляция бурового раствора насосами буровой установки или цементировочны агрегатами. В спущенную потайную колонну 49 сбрасывается шар 50, который вмес те с раствором, пройдя по колонне бурильных труб и потайной колонне, в первом варианте заходит в гильзу 3 выполненную совместно с цанговым седлом и перекрывает поток жидкости что приводит к созданию давления во всей циркуляционной системе от насосов до шара. При достижении определенного давления происходит срез шти тов 28. Гильза 30 с шаром 50 передвигается вниз, открывая отверстия 27, вследствие чего давление, создан ное БГ потайной колонне и бурильных трубах, передается в пространство Д а из него на поршень 7. Поршень 7 передвигается вверх, сжимая пружину 10. Передвижение поршня вверех сопро вождается движением опоры 13. При движении опоры 13 тяги 15, опираясь внутренними выступами 22 на соответствующие поверхности опоры 13 и плашек 18, передвигают вверх последние по пазам 20 опорой муфты 21. Это усилие не передается на штифты I6 и 19, крепящие плашки 18 к тягам 15 и тяги 15 к опоре 13, так как зазор между штифтами и тягами больше, чем зазор между внутренними выступами 22 и поверхностями опоры 13 и плашек 18. Таким образом, передача усилия от поршня на плашки осуществляется через жесткую систему сопрягаемых деталей. Полное перемещение плашек 18 по пазам 20 невозможно, так как потайная колонна лежит на внутренней поверхности промежуточной обсадной колонны и сила, передвигающая плашки, недостаточна для установки гидропривода симметрично оси промежуточной обсадной колонны, так как для преодо ления массы потайной колонны, лежащей ниже гидропривода, необходимо усилие, равное массе потайной колонн Поэтому для подвески потайной колонны, последнюю необходимо переместить вниз, т.е. помочь плашкам выйти из пазов. При перемещении потайной колонны плашки переместятся по пазам и в верхнем положении врежутся во внутреннюю поверхность промежуточной колонны 48. 96 Таким образом, происходит подвеши вание на нее всей массы потайной колонны. Подвешивание потайной колонны считается законченной, если перемещение колонны бурильных труб, на которых спускается потайная колонна, не сопровождается уменьшением массы колонны бурильных труб, так как в разъединителе несущий ствол 2 перемещается по левому переходнику. После подвешивания по.тайной колонны создается давление.превышающее усилие среза штифтов 38. В результате этого гильзой 30 происходит срез штифтов 28.. Гильза 30,. выполненная совместно с цанговым седлом, переместится вниз, его коническая часть, имеющая в этот момент цилиндрическую форму войдет в расточку 32 полой втулки 26, примет коническую форму, щели раскроются и шар 50 выпадет из него на забой. Во втором варианте,сбрасываемый шар 50, пройдя по колонне бурильных труб и потайной колонне, заходит в гильзу 34 и садится на клапан 37. При достижении определенного давления срезаются щтифты 28. Гильза 34 с шаром 50 и клапаном 37 передвигается вниз, открывая отверстия 27. После чего происходит подвещивание потайной колонны, как и в первом вариАнте. После подвешивания потайной колонны создается давление, превышающее усилие среза штифтов 36. В результате этого происходит срез штифтов 36, открывается клапан 37 и шар 50 выпадет из него на забой. Применение устройства для подвешивания потайных колонн экономически целесообразно, так как преждевременное срабаты1вание гидропривода устройства приводит к резким посадкам потайной колонны на промежуточную в процессе спуска, разрыву, промежуточных колонн, разрыву и поломке плашек, подъему потайных колонн на поверхность и замене устройства. Формула изобретения 1. Устройство для подвески потайных обсадных колонн .по авт.св. №761696, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности его работы, оно снабжено втулкой, размещенной между пакерной трубой и муфтой и связанной с ней гильзой с посадочным седлом, причем втул7ка имеет герметизатор и выполненные над ним отверстия, а гильза усс возможностью их пере тановлена крытия. 2. Устройство по п.1, о т л и чающееся тем, что посадочное седло гильзы выполнено в виде цанги

Г

ff

2.1

I/

U2f

21

б Jl

.2 9 3. Устройство по п.1, о т л и чающееся тем, что посадочное седло гильзы выполнено в виде клапана зафиксированного срезным штифтом. Ис-точники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР №761696, кл, Е 21 В 33/14, 1978.

5

/

/6

2

&2

ut.

U2

/

/

J

/

J

X

игб

иг.7

(Pa г. В

27

%..У