Соединение насосно-компрессорных или обсадных труб в нефтяных или газовых скважинах

Соединение насосно-компрессорных или обсадных труб в нефтяных или газовых скважинах

Реферат

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при соединении насосно-компрессорных труб и обсадных колонн в нефтяных и газовых скважинах.

Известно трубное муфтовое резьбовое соединение, включающее муфту и два трубных конца, в котором герметизация осуществляется посредством контакта торцов труб через уплотнительное кольцо. Торцы труб выполнены в виде взаимопротивоположных расходящихся по отношению к внутренней поверхности трубы конусов, а уплотнительное кольцо выполнено в виде сочленительного, имеющего сходящиеся ответные конусные поверхности. При этом между муфтой и сочленительным кольцом выполнен зазор с возможностью обеспечения необходимого перемещения последнего в радиальном направлении. Угол наклона конусной поверхности соответствует углу трения использованных материалов (Патент РФ №2186284, опубл.2002.07.27).

Известное соединение предполагает наличие конической резьбы и трудно в исполнении. Применение уплотнительного кольца из малоупругого материала не обеспечивает достаточной герметичности соединения. Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности являются соединение нефтепромысловых насосно-компрессорных или обсадных труб, состоящее из муфты, соединяющей с помощью резьбы концы труб, и герметизирующей втулки, выполненной из полимерного материала, имеющего относительное удлинение при разрыве 200-500%. Втулка размещена в резьбовом соединении между муфтой и соответствующим концом трубы (Заявка на изобретение №94020580, опубл. 1996.02.10 - прототип).

Известное соединение обладает повышенной герметичностью за счет применения уплотнительной муфты (кольца) из полимерного материала и не допускает перетоков жидкости из трубного в затрубное пространство и обратно. Однако такое соединение не обеспечивает изоляцию резьбового соединения от воздействия агрессивной скважинной жидкости. Срок службы всего соединения невелик из-за коррозии резьбы.

В предложенном изобретении решается задача исключения коррозии резьбы за счет изоляции от воздействия скважинной жидкости.

Задача решается тем, что соединение насосно-компрессорных или обсадных труб в нефтяных или газовых скважинах, включающее трубы с наружной резьбой по концам, муфту с внутренней резьбой и уплотнения, согласно изобретению в качестве резьбы имеет цилиндрическую резьбу, трубы за резьбой снабжены винтовыми канавками с шагом, равным шагу резьбы, муфта внутри посередине имеет выступающий буртик и снабжена внутренними цилиндрическими поверхностями, примыкающими к буртику, кольцевыми или винтовыми канавками левого направления большего диаметра, чем диаметр цилиндрической резьбы, расположенными на внутренней поверхности между резьбой и концами муфты, а в качестве уплотнения снабжено упругими кольцами, установленными у буртика муфты на внутренних цилиндрических поверхностях с возможностью контактирования с торцевыми поверхностями труб, и упругими втулками, установленными на кольцевых или винтовых канавках муфты с возможностью контактирования с винтовыми канавками труб.

Сущность изобретения

В нефтяных и газовых скважинах соединение насосно-компрессорных или обсадных труб должно обеспечивать герметичность, долговечность и легкость изготовления и сборки. Существующие муфтовые соединения с конической резьбой не обеспечивают достаточной долговечности вследствие коррозии резьбы. При небольшой коррозии резьбы появляются перетоки через соединение. Периодически приходится отрезать концы труб с резьбой и нарезать резьбу снова. Кроме того, изготовление конической резьбы сопряжено с определенными трудностями.

В предложенном изобретении решается задача исключения коррозии резьбы за счет изоляции от воздействия скважинной жидкости.

Задача решается соединением насосно-компрессорных или обсадных труб в нефтяных или газовых скважинах, представленным на чертеже (разрез).

Соединение состоит из труб 1 и 2 с наружной цилиндрической резьбой 3 и 4 и винтовыми канавками 5 и 6, выполненных с шагом, равным шагу резьбы 3 и 4; муфты 7 с расположенным внутри посередине выступающим буртиком 8, внутренними цилиндрическими поверхностями 9 и 10, цилиндрической резьбой 11 и 12 и кольцевыми или винтовыми канавками левого направления 13 и 14 большего диаметра, чем диаметр цилиндрической резьбы 11 и 12; упругих колец 15 и 16, установленных у буртика 8 муфты 7 на внутренних цилиндрических поверхностях 9 и 10 с возможностью контактирования с торцевыми поверхностями труб 1 и 2; упругих втулок 17 и 18, установленных на кольцевых или винтовых канавках 13 и 14 муфты 7 с возможностью контактирования с винтовыми канавками 5 и 6 труб 1 и 2.

Как в качестве упругих втулок 17 и 18, так и в качестве упругих колец 15 и 16 используют втулки и кольца из фторопласта, полиамида, полиуретана, полипропилена, полиэтилена, и т.п.

В качестве цилиндрической резьбы используют метрическую, трубную резьбу и т.п.

Соединение собирают следующим образом.

В муфту 7 на внутренние цилиндрические поверхности 9 и 10 вставляют упругие кольца 15 и 16 и поджимают их к буртику 8. В муфту 7 на кольцевые или винтовые канавки левого направления 13 и 14 вставляют упругие втулки 17 и 18. Трубу 1 по резьбе 3 ввинчивают в муфту 7 по резьбе 11 до упора торца трубы 1 в упругое кольцо 15. В процессе ввинчивания упругая втулка 17 навинчивается на винтовые канавки 5 трубы 1 с их заполнением и кольцевые или винтовые канавки 13 муфты 7 с их заполнением. С другой стороны по резьбе 4 ввинчивают трубу 2 в муфту 7 по резьбе 12 до упора торца трубы 2 в упругое кольцо 16. В процессе ввинчивания упругая втулка 18 навинчивается на винтовые канавки 6 трубы 2 с их заполнением и кольцевые или винтовые канавки 14 муфты 7 с их заполнением.

Для исключения выхода упругих втулок 17 и 18 при развинчивании соединения винтовые канавки 13 и 14 муфты 7 имеют левое направление. Это обеспечивает надежность соединения в процессе эксплуатации. Выполнение винтовых канавок 13 и 14 муфты 7 в виде кольцевых или винтовых приводит к одинаковому результату, поэтому эти признаки являются техническими эквивалентами.

В результате получается соединение, в котором цилиндрическая резьба 3, 4 и 11, 12 со всех сторон защищена от воздействия агрессивной скважинной среды. Двойная изоляция соединения в виде упругих колец 15 и 16 и упругих втулок 17 и 18 надежно изолирует внутреннее пространство колонны труб от затрубного пространства. Кроме того, выполнение цилиндрической резьбы вместо конической упрощает изготовление соединения.

Заявленным соединением возможно соединять насосно-компрессорные трубы или трубы обсадной колонны нефтяной или газовой скважины.

Применение предложенного соединения позволит исключить коррозию резьбы за счет изоляции от воздействия скважинной жидкости, повысить долговечность и надежность работы насосно-компрессорных труб или обсадных колонн нефтяных или газовых скважин.

Соединение насосно-компрессорных или обсадных труб в нефтяных или газовых скважинах, включающее трубы с наружной резьбой по концам, муфту с внутренней резьбой и уплотнения, отличающееся тем, что в качестве резьбы имеет цилиндрическую резьбу, трубы за резьбой снабжены винтовыми канавками с шагом, равным шагу резьбы, муфта внутри посередине имеет выступающий буртик и снабжена внутренними цилиндрическими поверхностями, примыкающими к буртику, кольцевыми или винтовыми канавками левого направления большего диаметра, чем диаметр цилиндрической резьбы, расположенными на внутренней поверхности между резьбой и концами муфты, а в качестве уплотнения снабжено упругими кольцами, установленными у буртика муфты на внутренних цилиндрических поверхностях с возможностью контактирования с торцевыми поверхностями труб, и упругими втулками, установленными на кольцевых или винтовых канавках муфты с возможностью контактирования с винтовыми канавками труб.