Устройство для предотвращения разрушения обсадных колонн Советский патент 1982 года по МПК E21B17/08 

Изобретение относится к оборудование ям обсадных колонн водяных, нефт5шых и газовых скважин и может применяться при ее креплении. По основному авт. св. № 732485 известно устройство для предотвращения разрушения обсадных колонн в скважине, состоящее из телескопически соединенной втулки и патрубка, образующих замкнутую полость, в которой размещен уплот- нительный элемент - фторопласт 4. Патрубок известного устройства имее кольцевой выступ, размеще1шый в полост и образующий с внутренней поверхностью втулки зазор 1J . Недостаток устройства заключается в том, что оно работоспособно при возникновении сжимающих осевых нагрузок от деформации пласта, которые возникаю при длительной эксплуатации скважины и при значительном падении пластового давления. При возникновении растягивающих нагрузок (в начальный период эксплуатации скважин) от глущения и прокачки скважины жидкостью низкой температуры устройство не работает. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства за счет обеспечения гашения растягивающих нагрузок. Указанная цель достигается тем, что патрубок в верхней части подпружинен относительно втулки. На фиг. 1 схематично показано устройство для предотвращения разрушения обсадных колонн, общий вид; на фиг. 2 положение элементов устройства после приложения сжимающей нагрузки; на фиг, 3 - то же, после приложения растягивающей нагрузки; на фиг. 4 - вариант выполнения пружины. Устройство для предотвращения разрущения обсадных колонн состоит из телескопически соединенных втулки 1 и патрубка 2, образующих замкнутую полость 3, в которой размещены эластичный уплот- нительный элемент 4. Патрубок 2 имеет кольцевой выступ 5, размещенный в замкнутой полости и образующий с внутренней 397 поверхностью втугаш зазор 6, В верхней части патрубок 2 подпружинен относитегалю втулки 1 пружиной 7, опирающейся орлим концом на выступ 8 втулки 1, а другим - на фланец 9, закрепленньш на верхнем конце патрубка 2. В качестве пружины может быть использована прорезная пружина (фиг. 4). Устройство работает следующим образом. В процессе эксплуатации скважины обсадная колонна в верхней части, нагре1ваясь пластовой жидкостью, испытывает сжимающие нагрузки. При производстве текущего ши 1шпитального ремонта сква- жины вследствие прокач«и холодных жидкостей обсадная колонна охлаждается и испытьюает растягивающие нагрузки. При длительной эксплуатации скважины при знаштельном падении пластового давления вследствие деформа:ции пласта в филы ровой и надфильтровой зоне обсадная колонна испытьшает сжимающие нагруз1Ш. При возникновении этих знакопеременных нагрузок обсадная колонна разрушается, соответственно снимается или разрывается. При возникновении усилия сжатия втулка 1 и патрубок 2 перемещаются навстре-чу друг другу. При этом часть ут лот}1ительного элемента, находящегося над выступом 5, испытывает напрял ;ения сжатия. Когда это напряжение превышает предел текучести эластичного материала, последний начинает течь (через зазор 6 между втулкой 2 и выступом 5 в нижнюю часть замкнутой полости), обеспечив относительное перемещение втулки 1 и патрубка 2, что и исключает возникновения в обсадной колонне напряжения сжатия, которое приводит к разрушению последней. При возникновении усилия растялсения втулка 1 и патрубок 2 пере6мешаются в разные стороны друг от друга. Поэтому (|1ланец 9 действует на пружину 7, а выступ 5 - на нижнюю часть уплотнительного элемента. При этом пружина сжимается, а уплотнительный элемент вытекает через зазор 6 между втулкой 2 и выступом 5 в верхнюю часть замкнутой части. В результате сжатия пружины 7 и возможности относительного перемещения значительно снижается напряжение растяжения и сохраняется обсадная колонна в целостности. Благодаря возможности перемещения втулки 1 и патрубка 2 относительно друг 15 друга в оба направления ограничивается дальнейщее увеличение как сжимающей, так и растягивающей нагрузки, воспринимаемой трубами обсадной коло1шы, за счет чего предотвращается их разрушение. Устройство можно устанавливать как в фильтровой части колонны, так и верхней ее части, В состав обсадной колонны может включаться несколько этих устройств. Технике-экономическая эффективность заключается в увеличении срока службы обсадных колонн скважин. I Формула изобретения I Устройство для предотвращения разрущения обсадньсх колонн по авт. св. № 732485, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы за счет обеспечения гащения растягивающих нагрузок, патрубок в верхней части подпружинен относительно втулки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 732485, кл. Е 21 В 17/08, 1977 (прототип).