RU187210U1 - A device for selective sealing of the tube space when the pipe string is lowered into the well - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к клапанам для выборочной изоляции внутритрубного пространства при спуске колонны труб в скважину, приводимые в действие движением обсадных или насосно-компрессорных труб.Устройство для селективной герметизации внутритрубного пространства при спуске колонны труб в скважину, включающее ограничитель с каналами, взаимодействующий с нижней трубой при соединении муфтой, втулку, установленную над ограничителем с возможностью герметичного перекрытия каналов и взаимодействующую с верхней трубой. Ограничитель оборудован стопором, взаимодействующим с втулкой при закрытии каналов. Муфта соединена соответствующими резьбами с верхней и нижней трубами. Втулка снизу снабжена днищем с продольными отверстиями и наружным кольцевым выступом с выборками под стопор ограничителя, который изготовлен на периферии ограничителя в виде направленных верх выступов. Каналы ограничителя выполнены продольными соответственно отверстиям втулки, взаимодействующей с верхней трубой кольцевым выступом через технологическое кольцо и установленной с возможностью ограниченного стопором и выборками вращения относительно ограничителя по часовой стрелке с закрытием каналов ограничителя и против часовой - с открытием каналов при совмещении их отверстиями втулки.Предлагаемое устройство для селективной герметизации внутритрубного пространства при спуске колонны труб в скважину позволяет применять его в наклонных, горизонтальных и сложных по форме ствола скважинах за счет срабатывания поворотом и упростить применение за счет возможности установки в любой стык труб при соединении их муфтой. 1 ил.The utility model relates to the oil and gas industry, namely, valves for selectively isolating the annulus when the pipe string is lowered into the well, driven by the movement of casing or tubing. A device for selectively sealing the annulus when the pipe string is lowered into the well, including a limiter with channels interacting with the lower pipe when connected by a sleeve, a sleeve mounted above the limiter with the possibility of hermetic overlapping of channels and odeystvuyuschuyu with the upper pipe. The limiter is equipped with a stopper interacting with the sleeve when closing the channels. The coupling is connected by corresponding threads to the upper and lower pipes. The bottom sleeve is provided with a bottom with longitudinal holes and an external annular protrusion with samples for the stopper stopper, which is made on the periphery of the stopper in the form of upwardly directed protrusions. The restrictor channels are made, respectively, by the longitudinal holes of the sleeve, interacting with the upper pipe with an annular protrusion through the technological ring and installed with the possibility of clockwise rotation limited by the stopper and sampling relative to the limiter, closing the channels of the limiter and counterclockwise - with opening the channels when combining their holes with the sleeve. for selective sealing of the annular space when the pipe string is lowered into the well, it can be used in pubic, horizontal and complex shape by operation of rotating the wellbore and to simplify the application due to the possibility to install any pipe joint when connection of the clutch. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к клапанам для выборочной изоляции внутритрубного пространства при спуске колонны труб в скважину, приводимые в действие движением обсадных или насосно-компрессорных труб.The utility model relates to the oil and gas industry, and in particular, to valves for selectively isolating the annulus when a pipe string is lowered into the well, driven by the movement of casing or tubing.

Известно отсекатель для колонны труб (патент RU № 2222690, МПК E21B 34/12, 27.10.2003 в Бюл. № 30), содержащий корпус с седлом и подпружиненным затвором, подвижный хвостовик с программным пазом на боковой поверхности и закрепленную в корпусе втулку, по меньшей мере, с одной шпонкой, при этом он дополнительно снабжен подвижной втулкой со шпонками, установленной над неподвижной торец в торец, хвостовик выполнен вставным, а программный паз хвостовика выполнен с открытыми вниз проточками для вхождения через них в программный паз шпонок подвижной втулки и размещения в них шпонок неподвижной втулки, при этом контактирующие торцы втулок выполнены ступенчатыми, причем выступу на торце одной втулки соответствует углубление на торце другой втулки для обеспечения возможности вхождения их одна в другую, а на выступах выполнены торцевые шипы для ограничения несанкционированного поворота подвижной втулки.Known cut-off for a pipe string (patent RU No. 2222690, IPC E21B 34/12, 10/27/2003 in Bull. No. 30), comprising a housing with a seat and a spring-loaded shutter, a movable shank with a program groove on the side surface and a sleeve fixed in the housing, according to with at least one dowel, while it is additionally equipped with a movable sleeve with dowels mounted above the fixed end to end, the shank is plug-in, and the program groove of the shank is made with grooves open down to enter the keys of the movable sleeve through the groove of them and times escheniya therein dowels fixed sleeve, wherein the contact ends of the bushings are stepped, wherein a protrusion on the end face of the sleeve corresponds to the recess on the other end of the sleeve to allow entry of one into the other, and on the projections formed end spines to limit unauthorized rotation of the movable sleeve.

Недостатками данного отсекателя являются сложность изготовления и применения, что приводит в совокупности к высокой вероятности аварийных ситуаций, связанных с несрабатыванием устройства.The disadvantages of this cutter are the complexity of manufacture and use, which together leads to a high probability of emergency situations associated with the failure of the device.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является клапан для обсадной колонны труб (патент на Полезную модель RU № 56941, МПК E21B 34/06, 27.09.2006 в Бюл. № 27), включающий ограничитель с седлом и боковыми каналами, обратный клапан, втулку, установленную над боковыми каналами с возможностью их герметичного перекрытия, при этом ограничитель дополнительно оборудован стопором, взаимодействующим с втулкой в ее нижнем положении, при этом обратный клапан установлен выше ограничителя, который заглушен сверху, а втулка выполнена с возможностью перекрытия боковых каналов снаружи и соединена снизу с обсадной колонной, которая оборудована нижней муфтой, снабженной внизу изнутри цилиндрической выборкой, куда вставлен с возможностью осевого перемещения вверх полый хвостовик, зафиксированный в нижнем положении срезными штифтами и соединенный вверху с седлом, которое расположено в нижней части ограничителя, причем стопор выполнен в виде верхней плоскости седла ограничителя.The closest in technical essence and the achieved result is a valve for a casing string (patent for Utility Model RU No. 56941, IPC E21B 34/06, 09/27/2006 in Bull. No. 27), including a stop with a seat and side channels, a check valve, a sleeve mounted above the side channels with the possibility of their tight overlap, while the limiter is additionally equipped with a stopper interacting with the sleeve in its lower position, while the check valve is installed above the limiter, which is plugged from above, and the sleeve is made in the possibility of overlapping the lateral channels from the outside and connected to the bottom of the casing, which is equipped with a lower sleeve, equipped with a cylindrical selection at the bottom from the inside, where a hollow shank is inserted with axial movement upward, fixed in the lower position by shear pins and connected at the top to the saddle, which is located in the lower part limiter, and the stopper is made in the form of the upper plane of the saddle of the limiter.

Недостатками данного клапана являются узкая область применения из-за невозможность использования в наклонных, горизонтальных и сложных по форме ствола скважинах, так как при спуске возможно несанкционированной срабатывание (закрытие) клапана после разрушения срезных элементов, и сложность подвижных продольно элементов трубы, что не позволяет использовать этот клапан в неподготовленных местах труб, например, на стыках труб при соединении их муфтой.The disadvantages of this valve are the narrow scope due to the inability to use in deviated, horizontal and complex well-shaped boreholes, since during the descent unauthorized actuation (closing) of the valve after the destruction of shear elements is possible, and the complexity of the longitudinally movable pipe elements, which does not allow the use this valve in unprepared places of pipes, for example, at the joints of pipes when connecting them with a sleeve.

Технической задачей предполагаемого изобретения является создание конструкции устройства для селективной герметизации внутритрубного пространства при спуске колонны труб в скважину, позволяющей применять ее в наклонных, горизонтальных и сложных по форме ствола скважинах за счет срабатывания поворотом и упрощения применения за счет возможности установки в любой стык труб при соединении их муфтой.The technical task of the invention is the creation of a device for the selective sealing of the annulus during the descent of the pipe string into the well, which allows it to be used in deviated, horizontal and complex-shaped boreholes due to turning action and simplification of application due to the possibility of installation in any pipe joint when connecting their coupling.

Техническая задача решается устройством для селективной герметизации внутритрубного пространства при спуске колонны труб в скважину, включающим ограничитель с каналами, взаимодействующий с нижней трубой при соединении муфтой, втулку, установленную над ограничителем с возможностью герметичного перекрытия каналов и взаимодействующую с верхней трубой, при этом ограничитель оборудован стопором, взаимодействующим с втулкой при закрытии каналов.The technical problem is solved by a device for selective sealing of the annular space when the pipe string is lowered into the well, including a restrictor with channels interacting with the lower pipe when connected by a sleeve, a sleeve mounted above the restrictor with the possibility of hermetically closing the channels and interacting with the upper pipe, while the limiter is equipped with a stopper interacting with the sleeve when closing the channels.

Новым является то, что муфта соединена соответствующими резьбами с верхней и нижней трубами, втулка снизу снабжена днищем с продольными отверстиями и наружным кольцевым выступом с выборками под стопор ограничителя, который изготовлен на периферии ограничителя в виде направленных верх выступов, при этом каналы ограничителя выполнены продольными соответственно отверстиям втулки, взаимодействующей с верхней трубой кольцевым выступом через технологическое кольцо и установленной с возможностью ограниченного стопором и выборками вращения относительно ограничителя по часовой стрелке с закрытием каналов ограничителя, и против часовой – с открытием каналов при совмещении их отверстиями втулки.What is new is that the coupling is connected by corresponding threads to the upper and lower pipes, the bottom sleeve is provided with a bottom with longitudinal holes and an external annular protrusion with samples for the stopper stopper, which is made on the periphery of the stopper in the form of upwardly directed protrusions, while the stopper channels are longitudinally respectively the holes of the sleeve interacting with the upper pipe with an annular protrusion through the technological ring and installed with the possibility of limited rotation by the stopper and selections relative to the limiter clockwise with the closing of the channels of the limiter, and counterclockwise with the opening of the channels when combining them with the holes of the sleeve.

На фиг. 1 изображена схема установки устройства.In FIG. 1 shows the installation diagram of the device.

На фиг. 2 изображен разрез А-А фиг. 1.In FIG. 2 shows a section AA of FIG. one.

Устройство для селективной герметизации внутритрубного пространства при спуске колонны труб в скважину, включающее ограничитель 1 (фиг. 1) с каналами 2, взаимодействующий с нижней трубой 3 при соединении муфтой 4, втулку 5, установленную над ограничителем 1 с возможностью герметичного перекрытия каналов 2 и взаимодействующую с верхней трубой 6. Ограничитель оборудован стопором 7, взаимодействующим с втулкой 5 при закрытии каналов 2. Муфта 4 соединена соответствующими верхней 8 и нижней 9 резьбами с верхней 6 и нижней 3 трубами. Втулка 5 снизу снабжена днищем 10 с продольными отверстиями 11 (фиг. 2) и наружным кольцевым выступом 12 (фиг. 1) с выборками 13 (фиг. 2) под стопор 7, который изготовлен на периферии ограничителя 1 в виде направленных верх выступов 7. Каналы 2 ограничителя 1 выполнены продольными соответственно отверстиям 11 втулки 5, взаимодействующей с верхней трубой 6 кольцевым выступом 12 через технологическое кольцо 14 и установленной с возможностью ограниченного стопором 7 и выборками 13 вращения относительно ограничителя 1 по часовой стрелке с закрытием каналов 2 ограничителя 1, и против часовой – с открытием каналов 2 при совмещении их отверстиями 11 втулки 5. Отверстия 11 (фиг.2) втулки 5 и каналы 3 ограничителя 1 могут быть любой формы (например, круглыми, прямоугольными и т.п.), позволяющими обеспечить сообщение внутритрубных пространств нижней 3 и верхней 6 труб при ограниченном повороте стопором 7 и выборками 13 втулки 5 относительно ограничителя 1 против часовой стрелки, и их взаимное перекрытие – при повороте по часовой стрелке. Технологические элементы и соединения, не влияющие на работоспособность устройства, на фигурах не показаны.A device for selective sealing of the annulus during the descent of the pipe string into the well, including a restrictor 1 (Fig. 1) with channels 2, interacting with the lower pipe 3 when connecting with a sleeve 4, a sleeve 5 mounted above the limiter 1 with the possibility of hermetically closing the channels 2 and interacting with the upper pipe 6. The limiter is equipped with a stopper 7 interacting with the sleeve 5 when closing the channels 2. The coupling 4 is connected by the corresponding upper 8 and lower 9 threads with the upper 6 and lower 3 pipes. The sleeve 5 from the bottom is provided with a bottom 10 with longitudinal holes 11 (Fig. 2) and an outer annular protrusion 12 (Fig. 1) with samples 13 (Fig. 2) for the stopper 7, which is made on the periphery of the stopper 1 in the form of the top-directed protrusions 7. The channels 2 of the limiter 1 are made, respectively, by the longitudinal holes 11 of the sleeve 5, interacting with the upper pipe 6 by an annular protrusion 12 through the process ring 14 and mounted with the possibility of rotation limited by the stopper 7 and samples 13 relative to the limiter 1 clockwise with the closing of the channels 2 about of the spreader 1, and counterclockwise - with the opening of the channels 2 when combining them with the holes 11 of the sleeve 5. The holes 11 (figure 2) of the sleeve 5 and the channels 3 of the limiter 1 can be of any shape (for example, round, rectangular, etc.), allowing communication of the inner pipe spaces of the lower 3 and upper 6 pipes with limited rotation by the stopper 7 and samples 13 of the sleeve 5 relative to the stopper 1 counterclockwise, and their mutual overlap when turning clockwise. Technological elements and connections that do not affect the operability of the device are not shown in the figures.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Для предотвращения излива жидкости из колонны труб, спускаемых в скважину, нижнюю трубу 3 (фиг. 1) с муфтой 4 соединенной по резьбе 9 фиксируют на устье скважины (не показаны), в муфту 4 по резьбе 8 вкручивают верхнюю трубу 6, отмечая на какую длину резьбы 8 вкрутилась труба 6. Трубу 6 выкручивают и, исходя из длины вкручивания по резьбе 8, выбирают толщину технологического кольца 14 (обычно изготавливаемого из мягкого металла, например, алюминия, меди и т.п.). На торец нижней трубы 3 в муфту 4 устанавливают ограничитель 1 сопором 7 вверх. Снизу днище 10 втулки 5 смазывают густой смазкой (например, литол, солидол и т.п.) и устанавливают на ограничитель 1 с совмещением выборок 13 кольцевого выступа 12 втулки 5 с выступами 7 (стопором) ограничителя 1 до соприкосновения днища 10 с верхом ограничителя. На втулку 5 надевают технологическое кольцо 14 до взаимодействия его с кольцевым выступом 12. Сверху по резьбе 8 технологическое кольцо 14 верхней трубой 6 плотно поджимают к кольцевому выступу 12, что приводит к плотному прижатию днища 10 к ограничителю 1. При этом смазка играет роль герметизатора и снижает трение между втулкой 5 и ограничителем 1. Так как заворот верхней трубы 6 идет по часовой стрелке, то, вращая по часовой стрелке кольцо 14 вместе с втулкой 5 относительно ограничителя 1 до упора стопора в край выборки 13, происходит зарытые каналов 2 (фиг. 2) днищем 10 (фиг. 1), изолируя внутритрубные пространства нижней 3 и верхней 6 труб. Трубы 3 и 6 в составе колонны труб по обычной технологии спускают в скважину. Для исключения излива жидкости из затрубья скважины (не показано) аналогично устанавливают такое же устройство (в любой выбранный стык труб 3 и 6, соединяемых муфтой 4) и перекрывают внутритрубные пространства нижней 3 и верхней 6 труб, расположенных выше. Потом поворачивают (не более 1/4) следующую нижнюю трубу 3 против часовой стрелки верхняя труба 6 нижнего устройства вместе кольцом 14 и втулкой 5 по смазке поворачиваются также относительно ограничителя 1, совмещая отверстия 11 (фиг. 2) и каналы 2 и сообщая внутритрубные пространства нижней 3 (фиг. 1) и верхней 6 труб. По необходимости возможна последовательная установка на разных уровнях любого количества устройств, при этом исключается несанкционированное открытие и закрытие при спуске колонны труб в скважины с любим пофилем ствола.To prevent spillage of liquid from the pipe string being lowered into the well, the lower pipe 3 (Fig. 1) with a sleeve 4 connected by a thread 9 is fixed at the wellhead (not shown), and the upper pipe 6 is screwed into a sleeve 4 by a thread 8, marking which the length of the thread 8 was screwed into the pipe 6. The pipe 6 is unscrewed and, based on the screwing length along the thread 8, the thickness of the process ring 14 (usually made of soft metal, for example, aluminum, copper, etc.) is selected. At the end of the lower pipe 3 in the coupling 4, a limiter 1 is installed with the support 7 upward. From the bottom, the bottom 10 of the sleeve 5 is greased with thick grease (for example, lithol, solid oil, etc.) and installed on the stopper 1 with a combination of the samples 13 of the annular protrusion 12 of the sleeve 5 with the protrusions 7 (stopper) of the stopper 1 until the bottom 10 contacts the top of the stopper. The technological ring 14 is put on the sleeve 5 until it interacts with the annular protrusion 12. On top of the thread 8, the technological ring 14 is pressed tightly against the annular protrusion 12 by the upper pipe 6, which leads to a tight pressing of the bottom 10 to the stop 1. In this case, the lubricant plays the role of a sealant and reduces friction between the sleeve 5 and the restrictor 1. Since the top tube 6 is turned clockwise, rotating the ring 14 together with the sleeve 5 relative to the limiter 1 against the stopper against the stop of the sample 13, there are closed channels 2 (Fig. 2) the bottom 10 (Fig. 1), isolating the in-tube spaces of the lower 3 and upper 6 pipes. Pipes 3 and 6 as part of a pipe string are lowered into a well using conventional technology. To exclude the outflow of liquid from the annular well (not shown), the same device is similarly installed (in any selected joint of pipes 3 and 6 connected by sleeve 4) and the in-pipe spaces of lower 3 and upper 6 pipes located above are closed. Then they turn (no more than 1/4) the next lower pipe 3 counterclockwise the upper pipe 6 of the lower device together with the ring 14 and the sleeve 5 for lubrication also rotates relative to the limiter 1, combining the holes 11 (Fig. 2) and channels 2 and communicating in-tube spaces lower 3 (Fig. 1) and upper 6 pipes. If necessary, sequential installation at any level of any number of devices is possible, while unauthorized opening and closing when lowering the pipe string into the wells with a favorite trunk profile is excluded.

Предлагаемое устройство для селективной герметизации внутритрубного пространства при спуске колонны труб в скважину позволяет применять его в наклонных, горизонтальных и сложных по форме ствола скважинах за счет срабатывания поворотом и упростить применение за счет возможности установки в любой стык труб при соединении их муфтой.The proposed device for the selective sealing of the in-pipe space when the pipe string is lowered into the well allows it to be used in deviated, horizontal and complex-shaped boreholes due to turning action and to simplify the application due to the possibility of installing pipes in any joint when connecting them with a sleeve.

Claims (1)

Устройство для селективной герметизации внутритрубного пространства при спуске колонны труб в скважину, включающее ограничитель с каналами, взаимодействующий с нижней трубой при соединении муфтой, втулку, установленную над ограничителем с возможностью герметичного перекрытия каналов и взаимодействующую с верхней трубой, при этом ограничитель оборудован стопором, взаимодействующим с втулкой при закрытии каналов, отличающееся тем, что муфта соединена соответствующими резьбами с верхней и нижней трубами, втулка снизу снабжена днищем с продольными отверстиями и наружным кольцевым выступом с выборками под стопор ограничителя, который изготовлен на периферии ограничителя в виде направленных вверх выступов, при этом каналы ограничителя выполнены продольными соответственно отверстиям втулки, взаимодействующей с верхней трубой кольцевым выступом через технологическое кольцо и установленной с возможностью ограниченного стопором и выборками вращения относительно ограничителя по часовой стрелке с закрытием каналов ограничителя и против часовой – с открытием каналов при совмещении их с отверстиями втулки.A device for selective sealing of the annulus during the descent of the pipe string into the well, including a stop with channels interacting with the lower pipe when connecting with a sleeve, a sleeve mounted above the stop with the possibility of hermetic overlapping of the channels and interacting with the upper pipe, while the stop is equipped with a stopper interacting with a sleeve when closing the channels, characterized in that the coupling is connected by corresponding threads to the upper and lower pipes, the sleeve is provided with a bottom bottom longitudinal holes and an outer annular protrusion with samples for the stopper of the stopper, which is made on the periphery of the stopper in the form of upwardly directed protrusions, while the stopper channels are made longitudinally corresponding to the holes of the sleeve interacting with the upper pipe with an annular ledge through the process ring and installed with the possibility of a limited stopper and samples clockwise rotation relative to the limiter with closing of the limiter channels and counterclockwise - with opening of the channels when combining them with the holes of the sleeve.

Images