Устройство для спуска оборудования в скважину оборудованную хвостовиком

Устройство для спуска оборудования в скважину оборудованную хвостовиком

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к буровой технике, а именно к устройству для спуска оборудования в скважину, оборудованную хвостовиком, который был спущен и зацементирован при помощи устройства с левым разъединителем (с левой резьбой), и предназначено для проведения работ в скважине, например, гидроразрыва, закачки других реагентов в продуктивный пласт или других работ.

После спуска и цементирования на голове такого хвостовика остается воронка с левой резьбой.

Предлагается устройство, устанавливаемое на насосно-компрессорные или трубы для соединения с воронкой хвостовика.

Известен разъединитель, включающий транспортирующий переводник и средства соединения с бурильными трубами с одной стороны и с хвостовиком с другой стороны и узел для разъединения (см. описание изобретения к патенту Российской Федерации №2296206, МПК E21B 17/06, E21B 33/14 от 02.03.2005 г.).

Известное устройство имеет сложный по конструкции узел разъединения, что усложняет работу устройства. Известное устройство не позволяет вращать хвостовик в процессе цементирования, не обеспечивает передачи крутящего момента на инструмент или другое устройство, установленные на хвостовике для углубления или расширения ствола скважины.

Известно устройство для спуска, подвески и цементирования секций обсадных колонн, принятое в качестве прототипа, содержащее транспортирующий переводник и гайку с резьбой, соединенные между собой шлицевым соединением, средства для соединения с трубами бурильными с одной стороны и с хвостовиком с другой стороны и узел для разъединения, выполненный с возможностью разгрузки торцевой поверхностью на опорный подшипник и с возможностью поворота при разъединении (см. описание изобретения к патенту Российской Федерации №2346144, МПК Е21В 33/14 от 28.05.2007 г.).

Известное устройство не позволяет вращать хвостовик в процессе цементирования, не обеспечивает передачи крутящего момента на инструмент или другое устройство, установленные на хвостовике для углубления или расширения ствола скважины.

Известное устройство не позволяет в процессе эксплуатации скважины вновь и неоднократно соединяться с хвостовиком для производства в нем работ, связанных с созданием в полости хвостовика высоких давлений и одновременной защитой обсадной колонны от действия высоких давлений.

Технической задачей предлагаемого устройства является обеспечение многократной возможности соединения с воронкой хвостовика при спуске колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) или труб бурильных и возможности разъединения резьбового соединения при повороте труб бурильных вправо перед подъемом, а также обеспечение возможности для производства работ, связанных с созданием в полости хвостовика высоких давлений и одновременной защитой обсадной колонны от действия высоких давлений.

Техническая задача решается тем, что устройство для спуска оборудования в скважину, оборудованную хвостовиком, содержит транспортирующий переводник и гайку с резьбой, соединенные между собой шлицевым соединением, средства для соединения с бурильными трубами с одной стороны и с хвостовиком с другой стороны и узел для разъединения, выполненный с возможностью разгрузки торцевой поверхностью на опорный подшипник и с возможностью поворота при разъединении, при этом гайка выполнена разрезной, состоящей из подпружиненных плашек, имеющих возможность ограниченного синхронного радиального и осевого перемещения по шлицам на транспортирующем переводнике, причем осевое перемещение гайки ограничено упорами, при этом плашки и воронка хвостовика выполнены с левой упорной резьбой с трапециевидным профилем, повернутым на 180 градусов относительно друг друга.

Выполнение гайки разрезной, состоящей из подпружиненных плашек (частей), имеющих возможность синхронного радиального и осевого ограниченного упорами перемещения, обеспечивает перемещение плашек внутрь воронки на один шаг резьбы, а при сжатии - фиксацию образовавшегося витка резьбы, при перемещении труб бурильных вниз, а наличие узла для разъединения обеспечивает разъединение резьбового соединения гайки с резьбой воронки хвостовика при подъеме труб бурильных с предварительной подачей колонне крутящегося момента вправо перед подъемом, что обеспечивает предлагаемому устройству многократную возможность соединения-разъединения с воронкой хвостовика.

При спуске устройства в скважину и соединении с воронкой, герметизируется пространство между обсадной трубой и внутренним объемом хвостовика, при этом для наилучшего зацепления плашек гайки выполнены с левой упорной резьбой специального профиля по наружной поверхности повернутого на 180 градусов относительно аналогичного профиля воронки. Устройство для спуска оборудования в скважину, оборудованную хвостовиком, иллюстрировано чертежами, где: на фиг.1 изображено устройство внерабочем (транспортном) положении; на фиг.2 - то же, в рабочем положении; на фиг.3 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.2; на фиг.5 - сечение В-В на фиг.2; на фиг 6 - профиль резьбы для соединения устройства с корпусом хвостовика.

Устройство для спуска оборудования в скважину, оборудованную хвостовиком, состоит из транспортирующего переводника 1 и разрезной гайки 2 с левой резьбой, соединенных между собой шлицевым соединением.

Гайка 2 состоит из 4-х плашек (частей), которые могут синхронно перемещаться по шлицам на транспортирующем переводнике 1 вверх-вниз (осевое перемещение). Плашки гайки 2 подпружинены пластинчатыми пружинами 3 и имеют возможность одновременного радиального перемещения.

Осевое перемещение разрезкой гайки 2 ограничено упорами 4 и 5, выполненными в виде шайб, жестко закрепленных на транспортирующем переводнике 1.

На транспортирующем переводнике 1 закреплен опорный подшипник 6, упор 7 для подшипника 6 и подвесная труба 8 с герметизирующими узлами 9, выполненными в виде набора шевронных манжет. Герметизирующих узлов 9 может быть один или несколько в зависимости от величины давления, создаваемого в полости хвостовика 10. Подвесная труба 8 закреплена на транспортирующем переводнике 1 резьбой НКТ.

Воронка 11 и разрезная гайка 2 имеют левую резьбу специального профиля, а именно трапециевидного сечения, причем для наилучшего зацепления профиль резьбы на плашке гайки 2 повернут на 180° относительно профиля резьбы корпуса, оставленного в скважине хвостовика 10 для обеспечения скольжения гайки 2 внутрь хвостовика 10 при спуске транспортирующего переводника 1 и для обеспечения невозможности его осевого перемещения вверх (якорения) при создании давления в хвостовике.

Устройство работает следующим образом.

В скважину спускают выполненный в виде ерша инструмент для очистки воронки с левой резьбой 11 и посадочной поверхности в хвостовике 10. После этого в скважину спускают предлагаемое устройство. Герметизирующие узлы 9 входят в верхнюю часть хвостовика 10. При входе подпружиненной разрезной гайки 2 с левой резьбой в воронку 11 за счет радиального перемещения плашек гайки 2 происходит резьбовое соединение с левой резьбой воронки 11 хвостовика 10. Осевое перемещение плашек гайки 2 при этом ограничено верхним упором 4.

Проверку соединения производят натяжением труб на 2-3 т сверх веса труб. Осевое перемещение плашек гайки 2 при этом ограничено нижним упором 3. Момент соединения фиксируется на гидравлическом индикаторе веса.

Благодаря разрезной, подпружиненной гайке 2 со специальным профилем упорной резьбы устройство позволяет производить соединение с воронкой 11 хвостовика 10 перемещением бурильных труб вниз. При этом плашки гайки 2, скользя по наклонной поверхности резьбы воронки 11, образуют с ней резьбовое соединение. Специальный профиль упорной резьбы препятствует перемещению предлагаемого устройства вверх при создании давления в полости хвостовика. Предлагаемая конструкция разрезной гайки 2 позволяет производить многократное соединение-разъединение, что особенно актуально, например, при добыче сланцевого газа и нефти.

После соединения с воронкой 11 хвостовика 10 проводят работы по гидроразрыву или закачку реагентов.

Разъединение труб хвостовика 10 производят с помощью узла для разъединения, выполненного с возможностью разгрузки торцевой поверхности транспортирующего переводника 1 на опорный подшипник 6, обеспечивающего поворот вправо при разъединении, при этом освобождается разрезная гайка 2, обеспечивая отворот и подъем труб НКТ или бурильных.

Устройство для спуска оборудования в скважину, оборудованную хвостовиком, содержащее транспортирующий переводник и гайку с резьбой, соединенные между собой шлицевым соединением, средства для соединения с бурильными трубами с одной стороны и с хвостовиком с другой стороны и узел для разъединения, выполненный с возможностью разгрузки торцевой поверхностью на опорный подшипник и с возможностью поворота при разъединении, отличающееся тем, что гайка выполнена разрезной, состоящей из подпружиненных плашек, имеющих возможность ограниченного синхронного радиального и осевого перемещения по шлицам на транспортирующем переводнике, причем осевое перемещение гайки ограничено упорами, при этом плашки и воронка хвостовика выполнены с левой упорной резьбой с трапециевидным профилем, повернутым на 180 градусов относительно друг друга.