Двойная бурильная колонна Советский патент 1983 года по МПК E21B17/18 

(54) ДВОЙНАЯ БУРИЛЬНАЯ КОЛОННА

Изобретение относится к бурению скважин, .а конкретно к двойным бурильным колоннам, применяемым при непрерывном выносе выбуриваемого керна на поверхность обратным потоком промывочной жидкости.

Известна двойная бурильная колонна, содержащая внутреннюю колонну, составленную из телескопически соединенных с герметизирующими уплотнениями труб, и наружную колонну, составленную из соединенных на резьбе труб. При этом внутренние трубы снабжены ребрами, центрирующими их в наружных трубах, которые выполнены с прорезями под эти ребра. Соединение наружной и внутренней колонн осуществляют путем приварки части ребер каждой внутренней трубы в соответствующую прорезь наружной трубы CljНедостаток этой колонны заключается в значительных поперечных размерах двойной колонны в связи с тем, что внутренние трубы не принимают нагрузок, возникающих при буре.НИИ скважин от крутящего момента. Усилия от этих нагрузок развиваются только в наружной колонне, трубы которой должны быть с соответствующими толщиной стенок и диаметром. Кроме того, телескопические соединения внутренних труб с уплотнениями также ограничивают возможность применения колонны малых диаметров, Таким образом, область применения известной ДВОЙНОЙ колонны ограничена бурением скважин относительно большого диаметра.

10

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является двойная бурильная колонна, содержащая наружные трубы, с узлом соединения, внутренние трубы, центрато15ры и ограничители осевых перемещений внутренних труб, и узел передачи крутящего момента от наружных труб внутренним расположенный в верхней части труб 2.

20

Недостаток известной конструкции заключается в том, что внутренние трубы при этом служат только для циркуляции промывочного .агента и выноса шлс1ма и керна, а все усилия скру25чивания от крутящего момента, передаваемого на поверхности для бурения вращателем, воспринимаются только наружной КОЛОННОЙ. Наружная колонна также несет на себе вес внутрен30них труб. Это требует выполнения

стенки трубы достаточной прочности за счет увеличения толщины стенки, что ограничивает использование конструкции в скважинах малого диаметра.

Цель изобретения - расширение об ласти применения двойной колонны . труб за счет уменьшения радиальных габаритов.

Указанная цель достигаетсй тем, что двойная бурильная колонна, содержащая наружные трубы с узлом соединения, внутренние трубы, центрторы и ограничители осевых перемещений внутренних труб и узел передачи крутящего момента от наружных труб внутренним, расположенный в верхней части труб,, снабжена, расположенным в нижней части труб дополнительным узлом передачи крутящего момента, выполненным в виде ребер, жестко связанных с внутренней трубой и ответных шлицев для их размещения на наружной трубе.

На фиг. 1 показана двойная бурилная колонна, продольный разрез, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 (в ненагруженном состоянии) на фиг.З разрез А-А на фиг. .1 (в нагруженном состоянии); на фит. 4 - разрез Б-Б на фиг. i; на фиг. 5 - узел соединения наружных труб.

Двойная бурильная колонна включает наружные трубы 1 и внутренние трубы 2, каждая наружная труба 1 снабжена резьбовыми ниппелями 3 и муфтой 4 для соединения наружных труб в колонну. Муфта 4-имеет шлицы в верхней части на внутренней поверхности, ниппель 3 имеет ограничители б осевых перемещений внутренней трубы 2 относительно наружной, вставленные в ниппель 3 изнутри ., каждая внутренняя труба 2 выполнена с ребрами 7 под шлицы 5, которые с ребрами 7 составляют верхний узел передачи крутящего момента.

В нижней части наружные и внутренние трубы имеют дополнительный узел передачи крутящего момента, выполненный, в виде ребер 8, жестко связанных с внутренней трубой и ответных ребрам 8 шлицев 9 в ниппеле 3. Ребра 7 и 8 одновременно являют,ся и центрирующими элементами внутренней трубы относительно наружной.

Ниппель 3 и муфта 4 выполнены с двухупорной резьбой 10, На концах внутренних .труб выполнены конусные поверхности 11 и 12. Шпицы 7 выполнны с зазорами 13 относительно ребер 7. Концы ниппеля 3 и муфты 4 выполнены также в виде конусных поверхностей 14.

Двойная колонна работает следующим образом.

Коронка, расширитель, кернолом, и герметизатор (; не показаны присоединяются к нижнему концу наружной трубы 1 двойной колонны, внутренняя труба 2 устанавливается на внутреннюю трубу (не показана), имеющуюся в расширителе. При этом после свинчивания резьбового соединения 10 внутренняя труба 2 несколько приподнимается и ребро 7 перестает

o взаимодействовать с ограничителем б. Самая верхняя труба (не показана колонны поджимается подпружиненной трубкой промывочного сальника,(не показан. При вращении бурильной

5 колонны крутящий момент передается от муфты 4 к наружной трубе 1, одновременно с этим крутящий момент передается на внутренюю трубу 2 через шлицы 5 муфты 4 и ребра 8 внутренней

Q трубы. Промывочная жидкость подается в кольцевое межтрубное пространство, ниже герметизатора (не показан ) она переходит в затрубное пространство скважины, омывает резцы

5 расширителя и коронки, а затем

поступает в центральный канал колонны, вынося шлам, и керн на поверхность . При подъеме колонны из скважины резьбовое соединение 10 развинчивают, при этом ребро 7 опирается на ограничитель б, что предотвращает выпадение внутренней трубы 2 .из наружной. Так как вращатель (не показан) соединен с наружными трубами,, то они и деформируются - скру5 чиваются при вращении. При этом в каждой трубе 1 происходит поворот верхних шлицов 5 относительно ребер 8 (фиг. 1). В свою очередь, верхние шлицы 7 при повороте поворачивают

0 внутреннюю трубу 2, которая, поворачиваясь вместе с нижними ребрами i8, расположенными в шлицах 9 трубы l взаимодействуют с последней.

5 Таким образом, верхние лялицы 5 с усилием воздействуют на верхние ребра 7, а муфта 3 с усилием подвергается воздействию нижних ребер 8. В результате возникает посадка с усилием наружной трубы 1 на внутреннюю трубу 2 с образованием жесткой трубчатой двустенной конструкции (зажатие внутренней трубы 2 наружной трубой 1 ).

При этом часть крутящего момента,

5 сообщаемого наружной колоннеjпередается внутренним трубам, что обеспечивает возможность применения для наружной колонны труб с более тонкими стенками и меньших диаметров

0 (что наиболее эффективно при геологоразведочном бурении.), а также бурить теми же трубами на большие глубины.

Технико-экономическая эффектив5 ность заключается в снижении материальных затрат на проводку скважины за счет обеспечения бурения скважины ДВОЙНЫМИ бурильными колоннами на большую глубину.

Формула изобретения

Двойная бурильная колонна, содержащая наружные труйы с узлом соединения, внутренние трубы, центраторы и ограничители осевых перемещений внутренних труб, и узел передачи крутящего момента от наружных труб внутренним, расположенный в верхней части труб, отличающаяся тем, что, с целью расширения области применения за счет уменьшения радиальных габаритов, она снабжена расположенным в нижней части труб дополнительным узлом передачи крутящего момента, выполненным в виде ребер, жестко связанных с внутренней трубой, и ответных шлицев для их размещения на наружной трубе.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

кл. 175-321, опублик. 1962 (прототип).

i

L

А-А

РиеЗ

13