Пристрій для секційного кріплення стовбура свердловини

Пристрій для секційного кріплення ствола свердловини, що включає з'єднаний з нижньою секцією обсадної колони корпус, який виконаний у верхній частині у вигляді усіченої піраміди, а в нижній частині - у вигляді циліндричного центратора пристрою, який є підп'ятником пружин клинових плашок, що установлені на пірамідальних гранях корпуса з можливістю поздовжнього переміщення, фіксатори клинових плашок, які поміщені в радіальні гнізда корпуса, вузол приводу плашок у вигляді гільзового штовхача, транспортну пробку, скидувану заглушку, башмачний клапан, верхню секцію обсадної колони зі з'єднувальним вузлом, який містить стикувальний конус, що з'єднаний із упорним хвостовиком, у якому виконані радіальні вікна і ЗОВНІШНІЙ конус, відсікач із внутрішнім конусом, який відрізняється тим, що пристрій оснащений зворотним клапаном - відсікачем, встанов леним у муфтовому зазорі між основою нижньої секції колони труб і башмаком, що є упорним кільцем транспортної пробки і складається з порожнього циліндра з кріпильним фланцем, бічними пропускними отворами і вертикальними каналами, телескопічно з'єднаного з ним рухомого стакана, пружини, що установлена на нарізному штоці, що угвинчений у основу рухомого стакана, вузол приводу клинових плашок оснащений підпружиненими пальцями з поглибленням, гільзовий штовхач приєднаний, з можливістю вільного радіального руху до вершини запірної втулки, яка герметично перекриває промивні вікна на несучому штоці, взаємодіє з ним лівою різзю і з'єднана зі шліцьовою пробкою, та встановлена усередині корпуса за допомогою лівої несучої різі, під шліцьовою пробкою розташований підшипниковий вузол, який закріплений на несучому штоці опорним перевідником, до якого зрізними гвинтами приєднана транспортна пробка з пружинним фіксатором усередині для стикування зі скидуваною стабілізованою заглушкою із зовнішньою кільцевою проточкою і запірною насадкою, а в з'єднувальному вузлі верхньої секції обсадної колони ЗОВНІШНІЙ конус упорного хвостовика і внутрішній конус відсікача оснащені захисними кільцями (О ю (О Винахід відноситься до нафтогазовидобувної галузі, зокрема, до кріплення ствола свердловини будь-якої заданої траєкторії з рівномірним розвантаженням ваги колони обсаднихтруб Відомий пристрій для розвантаження ваги колони труб, що служить для ПІДВІСКИ нижньої секції колони обсаднихтруб у проміжній колоні свердловини, який забезпечує рівнопрохідний внутрішній перетин всієї обсадної колони, герметичність свердловини при багатоступінчастому способі и кріплення тампонажним розчином а с №1520234 Е 21 В 23/00 від 07 11 89р Бюл № 41) і складається з корпуса, що виконаний у верхній частині у вигляді усіченої піраміди, підпружиненних клинових плашок, які установлені на пірамідальних гранях корпуса з можливістю подовжнього переміщення, вузла привода плашок у вигляді порожнього циліндра встановленого в корпусі з можливістю подовжнього переміщення, розрізної регулювальної втулки з хомутом, фіксаторів клинових плашок щодо корпуса в їх крайньому нижньому положенні, підпружиненої втулки, що взаємодіє з фіксаторами клинових плашок гільзового штовхальника, який шарнірно зв'язаний з порожнім циліндром, що має сідло під скидуваний затвор Недоліками цього пристрою є те, що тампонажна суміш продавлюється буровим розчином без розділювальної (транспортної) пробки, що приводить до змішування розчинів і негативно впливає на МІЦНІСТЬ заколонного цементного кільця, а отже, на якість кріплення обсадної колони, неможливість застосування в процес кріплення похило - спрямо 46576 ваних свердловин через з єднання верхньої секції нусом з нижньою за допомогою різі, тобто обертанням Недоліком цього пристрою є відсутність пряВідомий пристрій для кріплення обсаднихтруб моточного каналу продавки тампонажного розчиу свердловині (див заявку України №98063113 ну, а також недостатня поперечна площа каналу в пріоритет від 16 06 98р опубл у Бюл № 8 від транспортній пробці, що призводить до зниження 29 12 99р), що включає корпус, який виконаний у надійності роботи пристрою і збільшення часу на верхній частині у вигляді усіченої піраміди, підпрукріплення свердловини жинені клинові плашки, що установлені на піраміЗадачею даного винаходу є підвищення надійдальних гранях корпуса з можливістю подовжнього ності роботи пристрою, розширення його технолопереміщення, фіксатори плашок, які встановлені в гічних можливостей і скорочення часу кріплення корпусі підпружинену запірну втулку, яка взаємодіє свердловини з фіксаторами, регулювальну втулку, кожух Для рішення поставленої задачі в пристрої центратор, вузол привода плашок у вигляді стакадля секційного кріплення ствола свердловини, що на з подовжніми пазами, порожній циліндр гільзовключає з'єднаний з нижньою секцією обсадної вого штовхальника, що шарнірно зв'язаний з поколони корпус, який виконаний у верхній частині у рожнім циліндром, транспортну пробку, яка вигляді усіченої піраміди, а в нижній частині - у тимчасово утримується в порожньому циліндрі вигляді циліндричного центратора пристрою, який кульками фіксаторами й еластичним кільцем, скиє підп'ятником пружин клинових плашок, що устадувану заглушку з кільцевим упором і подовжніми новлені на пірамідальних гранях корпуса з можлипазами в середній її частині та розтрубним упорвістю подовжнього переміщення, фіксатори клиноним кільцем з подовжніми прорізами в нижній часвих плашок, які поміщені в радіальні гнізда тині При цьому, транспортна пробка складається корпуса, вузол привода плашок у вигляді гільзовоз циліндричного сідла з внутрішнім кільцевим виго штовхальника, транспортну пробку, скидувану ступом, стабілізуючого ущільнювача і якірного назаглушку, башмачний клапан, верхню секцію обконечника садної колони зі з'єднувальним вузлом, який містить стикувальний конус, що з'єднаний із упорним Одним з недоліків цього пристрою є відсутхвостовиком, у якому виконані радіальні вікна і ність прямоточної продавки тампонажного розчину ЗОВНІШНІЙ конус, відсікач із внутрішнім конусом, через транспортну пробку, прохідний перетин якої ВІДПОВІДНО до винаходу, пристрій постачений звозначно менше площі внутрішнього отвору замкоротним клапаном - відсікачем, що встановлений у вих з'єднань бурильних труб, по яких нагнітають муфтовому зазорі між основою нижньої секції котампонажний розчин, що може привести до пелони труб і башмаком, що є упорним кільцем редчасного його схоплювання, а також те, що батранспортної пробки і складається з порожнього шмачний клапан тарілчастого типу не має високої циліндра з кріпильним фланцем, бічними пропускнадійності, і, отже, можливий зворотний переток ними отворами і вертикальними каналами, телетампонажного розчину з затрубного простору у скопічно з'єднаного з ним рухомого стакана, прувнутрішню порожнину обсадних труб Крім того, жини, що установлена на різьбовому штоку, що кріплення верхньої секції здійснюється в підвішеугвинчений у основу рухомого стакана, вузол приному стані, без попереднього сполучення секцій і в вода клинових плашок постачений підпружиненипохилому стволі свердловини складно здійснювами пальцями з поглибленням, гільзовий штовхати конусне стикування льник приєднаний, з можливістю вільного Найбільш близьким за технічною сутністю і рерадіального руху, до вершини запірної втулки, яка зультатом, що досягається, до пропонуємого є, герметично перекриває промивні вікна на несучопристрій для секційного кріплення ствола свердму штоку, взаємодіє з ним лівою різзю і з'єднана зі ловини (заявка України № 99094979 пріоритет від шліцьовою пробкою, що встановлена усередині 07 09 99р ), що включає корпус, виконаний у верхкорпуса за допомогою лівої несучої різі, а під шліній частині у вигляді усіченої піраміди, підпружицьовою пробкою розташований підшипниковий нені клинові плашки, що установлені на пірамідавузол, який закріплений на несучому штоці опорльних гранях корпуса з можливістю подовжнього ним перевідником, до якого зрізними гвинтами переміщення, фіксатори плашок, які поміщені в приєднана транспортна пробка з пружинним фікрадіальні гнізда корпуса, підпружинену запірну сатором усередині для стикування зі скидуваною втулку, що взаємодіє з фіксаторами, регулювальну стабілізованою заглушкою зі зовнішньою кільцевтулку, кожух - центратор, вузол привода плашок у вою проточкою і запірною насадкою, а в з'єднувавигляді стакана з подовжніми пазами, порожній льному вузлі верхньої секції обсадної колони ЗОВциліндр, гільзовий штовхальник, який шарнірно НІШНІЙ конус упорного хвостовика і внутрішній зв'язаний з порожнім циліндром, транспортну проконус відсікача постачені захисними кільцями бку, тимчасово утримувану в порожньому циліндрі кульками-фіксаторами з еластичним кільцем і, яка На фіг 1 зображено пристрій у транспортному складається з циліндричного сідла з внутрішнім положенні, загальний вигляд кільцевим виступом, скидуваної заглушки з кільцеНа фіг 2 - теж, у робочому положенні, загальвим упором і подовжніми пазами в середній її часний вигляд тині, встановлене над башмачним клапаном розНа фіг 3 - перетин А-А на фіг 2 трубне упорне кільце з подовжніми прорізами і а На фіг 4 зображено пристрій при кріпленні також стикувальний вузол, що розташований у верхньої секції, загальний вигляд основи верхньої секції колони і складається з стиНа фіг 5 - виносний елемент І кувального гладкого колокола, зовнішнього конуса На фіг 6 - перетин Б-Б з радіальними вікнами і відсікача з внутрішнім коПристрій складається з корпусу 1, що викона 46576 ний у верхній частині у вигляді усіченої піраміди з циліндричним підп'ятником пружин 2 біля основи, клинових плашок 3, установлених на пірамідальних гранях корпуса 1 з можливістю подовжнього переміщення під впливом пружин 4 У транспортному положенні клинові плашки 3 фіксуються щодо корпуса 1 у їх крайньому нижньому положенні за допомогою фіксаторів 5 і підпружинених пальців 6 з поглибленням 7, приводяться в дію натисканням пальців гільзовим штовхальником 8, що з'єднаний з вершиною запірної втулки 9 за допомогою різьбової втулки 10, яка установлена з можливістю вільного радіального руху Запірна втулка 9 взаємодіє лівою різзю 11 з несучим штоком 12 і герметично перекриває його промивні вікна 13, а шліцами 14, що виконані на її ЗОВНІШНІЙ поверхні, телескопічно з'єднується зі шліцьовою пробкою 15, яка встановлена в корпусі 1 за допомогою лівої несучої різі 16 Під ШЛІЦЬОВОЮ пробкою 15 розташований підшипниковий вузол 17, що закріплений на несучому штоці 12 опорним перевідником 18, який спирається на нижню секцію колони труб 19, що з'єднана з основою корпуса 1 До опорного перевідника 18 зрізними гвинтами 20 приєднана транспортна пробка 21 з пружним фіксатором всередині для стикування зі скидуваною стабілізованою заглушкою, що складається з циліндричного каркаса 22 зі стабілізуючим ущільнювачем 23, який закріплений запірною насадкою 24 і пружинним фіксатором 25, що встановлений усередині циліндричного каркаса 22 У компонування нижньої секції колони труб 19 входять зворотний клапан-відсікач 26, що встановлений у муфтовому зазорі між основою нижньої секції колони труб 19 і башмаком 27 Зворотний клапан-відсікач 26 складається з порожнього циліндра 28 із кріпильним фланцем 29, бічними пропускними отворами ЗО і вертикальними каналами 31, телескопічно з'єднаного з рухомим стаканом 32, які взаємодіють між собою пружною пружиною 33, що установлена на різьбовому штоку 34 Компонування нижньої секції колони комплектується скидуваною стабілізованою заглушкою 35 з кільцевою проточкою 36 і спускається в ствол свердловини на бурильній колоні 37 у розрахунковий інтервал, таким чином, щоб корпус 1 із клиновими плашками З розташовувався в проміжній колоні 38 У корпусі 1 (див фіг 4) вершина виконана з внутрішнім конусом 39, величина кута конусності якого знаходиться на початку межі кута тертя сталь по сталі, призначеним для з'єднання зі спущеною верхньою секцією обсадної колони 40 розвантаженням її ваги за допомогою з'єднувального вузла 41 З'єднувальний вузол 41 складається зі стикувального конусного наконечника 42, з конусністю, що відповідає внутрішньому конусу 39 корпуса 1, з'єднаного з розбурюваємою пробкою 43 і з упорним хвостовиком 44 за допомогою лівої різі 45 Упорний хвостовик 44, постачений ЗОВНІШНІМ конусом 46 з радіальними вікнами 47, взаємодіє з відсікачем 48, що виконаний з внутрішнім конусом 49 і прикріплений до верхньої секції обсадної колони 40 Для захисту, від абразивного руйнування зовнішнього конуса 46 упорного хвостовика 44 і внутрішнього конуса 49 відсікача 48 служать захисні кільця 50 і 51, які скріплені з їх металевими поверхнями Пристрій працює таким чином Пристрій разом з компонуванням нижньої секції колони труб 19 спускається в ствол свердловини на бурильній колоні 37 Після продавки розрахункового обсягу тампонажної суміші, через внутрішній канат бурильних труб 37 у нього опускають стабілізовану заглушку 35, що під тиском бурового розчину, ввійшовши в циліндричну порожнину транспортної пробки 21, зафіксується своєю кільцевою проточкою 36 із пружинним фіксатором 25 Внутрішній трубний надлишковий тиск продавочного розчину зруйнує зрізні гвинти 20 і перемістить униз розділювальну пробку 21 Прямою продавкою тампонажної суміші через вертикальні канали 31 зворотного клапана-відсікача 26, що телескопічно з'єднаний з порожнім циліндром 28, рухомий стакан 32 опуститься вниз і відкриються пропускні отвори ЗО, через які тампонажна суміш буде витіснятися в заколонний кільцевий зазор до контакту розділювальної пробки 21 зі зворотним клапаномвідсікачем 26 Після зняття тиску бічні пропускні отвори ЗО порожнього циліндра 28 під дією енергії стиснутої пружини 33 зовні перекриються рухомим стаканом 32, а зсередини - запірною насадкою 24 розділювальної пробки 21, чим гарантовано виключить зворотний переток тампонажної суміші в колону 19 Потім обертають вправо бурильну колону 37 разом з несучим штоком 12 (див фіг 2) Так як запірна втулка 9, одночасно взаємодіючи лівою різзю 11 з несучим штоком 12, а шліцами 14 зі шліцьовою пробкою 15, то при обертанні несучого штока 12 радіально нерухома втулка 9 опуститься вниз до упора і відкриє промивні вікна 13, через які здійсниться видалення надлишків тампонажної суміші Так як гільзовий штовхальник 8 радіально з'єднаний з вершиною запірної втулки 9, то при натисканні на пальці 6, вони вільно перемістяться вниз Коли поглиблення 7 підпружинених пальців 6 розташуються в одній горизонтальній площині з фіксаторами 5, клинові плашки 3 енергією попередньо стиснутої пружини 4 перемістяться у верхнє положення і ввійдуть у зачеплення з внутрішньою стінкою проміжної обсадної колони 38 Наступним обертанням вправо несучого штока 12 разом зі шліцьовою пробкою 15, роз'єднують її по ЛІВІЙ різі 16 з корпусом 1 і витягають разом з нею на поверхню запірну втулку 9 з гільзовим штовхальником 8, несучий шток 12 з підшипниковим вузлом 17 і опорним перевідником 18, після чого верхню секцію обсадної колони 40 з'єднують з вершиною корпуса 1 Верхню секцію обсадної колони 40 (див фіг 4) опускають у ствол свердловини разом зі з'єднувальним вузлом 41 Стикувальний конусний наконечник 42 з розбурюємою пробкою 43 з'єднувального вузла 41 уводять в усередину конуса 39 корпуса 1 і розвантаженням ваги верхньої секції колони 40 забезпечують герметичне їхнє з'єднання Тампонажний розчин нагнітають у затрубний простір по стволу верхньої секції обсадної колони 40 через радіальні вікна 47 упорного хвостовика 44 і по кільцевому зазору між зовнішньою поверхнею упорного хвостовика 44 і внутрішньою порожниною відсікача 48 Потім здійснюють натяжку верхньої секції обсадної колони 40 (див фіг 5), унаслідок чого, відсікач 48, перемістившись вгору, внутрішнім конусом 49 сполучить 8 Таке технічне рішення дозволяє виключити при кріпленні свердловини переток тампонажного розчину з затрубного простору в трубне, зняти концентрацію напруг на стінки обсадної колони і осьове навантаження на цементне кільце, що запобігає зминанню колон та МІЖКОЛОННІ газові перетоки при експлуатації свердловини Пристрій може бути використано при секційному кріпленні похило-спрямованих, нафтових і газових свердловин будь-якої заданої траєкторії 46576 ся з ЗОВНІШНІМ конусом 46 упорного хвостовика 44, чим забезпечить герметичне стикування і надійне кріплення всієї обсадної колони При виникненні ускладнень, пов'язаних з негерметичністю верхньої секції колони 40 чи її порушеннями при опресуванні, обертанням вправо роз'єднують по ЛІВІЙ різі 45 упорний хвостовик 44 від конусного наконечника 42 і верхню секцію витягають зі свердловини По закінченню часу схоплювання цементного кільця розбурюють пробку 43 а /S.\V/^'N\V /ХЧУУ'уДч /\ч\ 11 46576 фіг 4 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044)456-20- 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71 12