устройство для удлинения обсадных колонн в скважине

Формула изобретения

Устройство для удлинения обсадных колонн в скважине, содержащее установленный на нижнем конце колонны стыковочный патрубок и легкоразбуриваемый башмак на конце, причем стыковочный патрубок оснащен снизу внутренней технологической выборкой, цилиндрическим стаканом из легкоразбуриваемого материала и седлом под цементировочную пробку сверху, отличающееся тем, что сверху, ниже соединения с обсадной колонной, внутри стыковочного патрубка выполнена кольцевая проточка, в которую герметично вставлено седло, оснащенное с нижнего торца цилиндрической выемкой, при этом цилиндрический стакан изготовлен из эластичного материала, снизу жестко и герметично соединен с башмаком, а сверху герметично с возможностью продольного перемещения вставлен в цилиндрическую выемку седла.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно - к технологии удлинения обсадных колонн в скважине путем наращивания их снизу.

Известен способ удлинения обсадных колонн в скважине, включающий в себя устройство для удлинения обсадных колонн, содержащее установленный на нижнем конце колонны стыковочный патрубок, оснащенный снизу внутренней технологической выборкой, цементирование колонны с патрубком, спуск в скважину дополнительной колонны из профильных и цилиндрических труб, закрепление ее верхнего конца в стыковочном патрубке и расширение профильных труб созданием в них гидравлического давления с последующими калибровкой профильных и развальцовкой цилиндрических труб (Ш.Ф.Тахаутдинов и др. «Удлинение обсадных колонн и профильных перекрывателей без уменьшения диаметра скважины и ее цементирования». Статья в журнале «Нефтяное хозяйство», № 7, 2002 г., с.87).

Недостатком способа и устройства является то, что после цементирования колонны и разбуривания цементной пробки на внутренних стенках патрубка остается слой затвердевшего цементного раствора, который перед установкой дополнительной колонны зачищают фрезерованием, что связано с большими временными и материальными затратами.

Наиболее близким по технической сущности и количеству совпадающих с заявляемым существенных признаков является «Способ удлинения обсадных колонн в скважине» (патент RU № 2259458, МПК E21B 7/20, 33/14, опубл. бюл. № 24 от 27.08.2005 г.), включающий в себя устройство для удлинения обсадных колонн в скважине, содержащее установленный на нижнем конце колонны стыковочный патрубок и легкоразбуриваемый башмак на конце, причем стыковочный патрубок оснащен снизу внутренней технологической выборкой и цилиндрическим стаканом из легкоразбуриваемого материала с седлом под цементировочную пробку вверху, при этом пространство между технологической выборкой патрубка и цилиндрическим стаканом заполнено густой смазкой.

Недостатками способа и устройства являются:

- во время цементирования из-за большого давления может произойти разрушение цилиндрического стакана из легкоразбуриваемого материала и зазор между ним и стенкой стыковочного патрубка заполнится цементом, что в свою очередь повлечет неполное прижатие профильного перекрывателя к стенкам стыковочного стакана и, как следствие, - непрохождение инструмента для дальнейшего бурения;

- из-за наличия открытого отверстия в цилиндрическом стакане может произойти выдавливание густой смазки из зазора, в котором при разбуривании цементного камня могут остаться кусочки цемента, что повлечет за собой неполное прижатие профильного перекрывателя;

- для изготовления цилиндрического стакана необходимо изготовить сложную пресс-форму для заливки, что связано с дополнительными материальными затратами.

Технической задачей предлагаемого устройства является создание простой и надежной конструкции, которая гарантированно позволит произвести операцию наращивания обсадной колонны снизу профильным перекрывателем без дополнительных спускоподъемных операций, связанных с зачисткой (фрезеровкой) технологической выборки в стыковочном патрубке, за счет применения для защиты от попадания в выборку цемента в процессе операции цементирования более надежных и эластичных материалов и дополнительных уплотнительных элементов.

Техническая задача решается устройством для удлинения обсадных колонн в скважине, содержащим установленный на нижнем конце колонны стыковочный патрубок и легкоразбуриваемый башмак на конце, причем стыковочный патрубок оснащен снизу внутренней технологической выборкой, цилиндрическим стаканом из легкоразбуриваемого материала и седлом под цементировочную пробку сверху.

Новым является то, что сверху, ниже соединения с обсадной колонной, внутри стыковочного патрубка выполнена кольцевая проточка, в которую герметично вставлено седло, оснащенное с нижнего торца цилиндрической выемкой, при этом цилиндрический стакан изготовлен из эластичного материала, снизу жестко и герметично соединен с башмаком, а сверху герметично с возможностью продольного перемещения вставлен в цилиндрическую выемку седла.

На фиг.1 показана обсадная колонна со стыковочным патрубком до цементирования колонны, на фиг.2 - то же - после цементирования.

Устройство для удлинения обсадных колонн в скважине, закрепленное на нижнем конце колонны 1 (фиг.1), включающее стыковочный патрубок 2, соединенный с колонной 1 посредством резьбы 3, внутри которого ниже соединения с обсадной колонной 1 выполнена кольцевая проточка 4, в которую герметично вставлено седло 5, оснащенное с нижнего торца цилиндрической выемкой 6. В цилиндрическую выемку 6 герметично с возможностью продольного перемещения вставлен цилиндрический стакан 7, изготовленный из эластичного материала (например, полиэтилена). Ниже кольцевой проточки 4 стыковочного патрубка 2 выполнена внутренняя технологическая выборка 8, а нижний конец стыковочного патрубка 2 оснащен резьбой 9 для соединения с легкоразбуриваемым башмаком 10. Внутри легкоразбуриваемый башмак 10 имеет резьбу 11 для соединения с цилиндрическим стаканом 7. Для герметизации технологической выборки 8 в процессе цементирования седло 5 оснащено уплотнительными элементами 12 снаружи и 13 изнутри, кроме этого седло 5 имеет сверху проточку 14 (фиг.2) для посадки на него цементировочной пробки 15 в процессе продавливания цемента 16.

Устройство для удлинения обсадных колонн в скважине работает в следующей последовательности.

Закрепленный на нижнем конце обсадной колонны 1 (фиг.1) посредством резьбы 3 стыковочный патрубок 2 с жестко соединенным резьбой 9 на его нижнем конце легкоразбуриваемым башмаком 10, а также установленными изнутри цилиндрическим стаканом 7 и седлом 5 спускают в скважину.

После этого колонну 1 цементируют по известной технологии, затем продавливают цемент 16 (фиг.2) с помощью цементировочной пробки 15 до посадки ее на проточку 14 седла 5 (фиг.1), герметично установленного внутри стыковочного патрубка 2 ниже колонны 1 в кольцевой проточке 4. В процессе продавливания цемента 16 через цилиндрический стакан 7, изготовленный из эластичного материала (например, полиэтилена), который снизу жестко соединен с легкоразбуриваемым башмаком 10 с помощью резьбы 11, а сверху герметично вставлен в цилиндрическую выемку 6 седла 5, цилиндрический стакан 7 (фиг.2), расширяясь, входит во внутреннюю технологическую выборку 8, при этом за счет сокращения его длины происходит ограниченное продольное перемещение его относительно цилиндрической выемки 6. Во избежание попадания цемента во внутреннюю технологическую выборку 8 в процессе цементирования седло 5 (фиг.1) герметизируется уплотнительными элементами 12 снаружи и 13 изнутри. После затвердевания цементного раствора 16 (фиг.2) седло 5 (фиг.1) вместе с цилиндрическим стаканом 7 и легко-разбуриваемым башмаком 10 разбуривают и продолжают бурить скважину до заданного интервала (на фиг. не показано). При этом цилиндрический стакан 7 выдавливается вместе с разбуриваемым башмаком 10 и внутренняя технологическая выборка 8 освобождается для дальнейшей установки в ней впотай профильного перекрывателя (на фиг. не показано) для продолжения бурения скважины без уменьшения диаметра.

Предлагаемая конструкция устройства для удлинения обсадных колонн в скважине позволяет гарантированно произвести операцию наращивания обсадной колонны снизу профильным перекрывателем без дополнительных спускоподъемных операций, связанных с зачисткой (фрезеровкой) технологической выборки в стыковочном стакане. Цилиндрический стакан, изготовленный из эластичного материала, а также уплотнительные элементы, установленные снаружи и изнутри седла, позволяют надежно защитить технологическую выборку в процессе цементирования обсадной колонны.