RU2093667C1 - Device for suspending and sealing of hidden casing strings - Google Patents

Abstract

FIELD: oil and gas production industry. SUBSTANCE: this relates to completion of wells during their construction or restoring of inoperative wells when driving second holes. Device has body with radial passage with non-return valve installed in it, sealing member, adapter with radial passages and axial passage, non-return check valve installed in axial passage. Mounted on outer surface of adapter is pipe union which is held by means of cams located in radial passages of adapter and in grooves in inner surface of pipe union. Pipe union is connected with body. Installed on inner surface of adapter on shear pins is bush-seat, and on its outer surface it has circular groove for interaction with cams. EFFECT: high efficiency. 5 dwg

Description

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для заканчивания скважин при их строительстве или при зарезке вторых стволов в скважинах бездействующего фонда. The invention relates to the field of the oil and gas industry, and in particular to devices for completing wells during their construction or when killing second shafts in wells of an inactive stock.

Известно устройство типа "Герус" для подвески потайных обсадных колонн, включающее корпус с установленными на нем резиновыми манжетами, на которых снаружи размещен тонкостенный металлический кожух для предотвращения износа манжет при транспортировке в скважине. Основным недостатком данного устройства является невысокая герметизирующая способность. Кроме того, подвеска потайной обсадной колонны осуществляется на цементном камне, т.е. данное устройство "Герус" нельзя использовать при подвеске потайных колонн без их цементирования. A device of the Gerus type is known for hanging secret casing strings, including a casing with rubber cuffs mounted on it, on which a thin-walled metal casing is placed on the outside to prevent cuff wear during transportation in the well. The main disadvantage of this device is its low sealing ability. In addition, the secret casing is suspended on a cement stone, i.e. this Gerus device must not be used for hanging hidden columns without cementing them.

Известно также устройство для подвески и герметизации потайных обсадных колонн, включающее корпус с радиальным каналом, в котором установлен обратный клапан, уплотнительный элемент, переводник, соединенный с корпусом левой резьбой с радиальными и осевыми каналами и обратным клапаном, установленным в осевом канале. Для отсоединения потайной обсадной колонны после ее подвески в предыдущей обсадной колонне от колонны труб, на которой потайная колонна спускается в скважину, необходимо осуществить натяжение и вращение колонны труб вправо до момента разъединения переводника от корпуса по левой резьбе. Натяжение и вращение колонны труб, соединенной с устройством, при спуске потайных обсадных колонн в наклонные и горизонтальные скважины может привести к существенным осложнениям (разгерметизации уплотнительного элемента устройства, срыва устройства и, как следствие этого, извлечения потайной обсадной колонны из скважины и т.д.). It is also known a device for suspension and sealing of casing collars, including a housing with a radial channel in which a check valve is installed, a sealing element, an adapter connected to the body with a left-hand thread with radial and axial channels and a check valve installed in the axial channel. To disconnect a countersunk casing after its suspension in the previous casing from the pipe string, on which the pipe is lowered into the well, it is necessary to tension and rotate the pipe string to the right until the sub is disconnected from the body by left-hand thread. The tension and rotation of the pipe string connected to the device when lowering the casing stubs into deviated and horizontal wells can lead to significant complications (depressurization of the device’s sealing element, failure of the device and, as a result, removal of the casing stub from the well, etc. )

Задачей настоящего изобретения является повышение эксплуатационной надежности устройства. The present invention is to increase the operational reliability of the device.

Решаемая задача достигается тем, что устройство для подвески и герметизации потайных обсадных колонн, включающее корпус с радиальным каналом, в котором установлен обратный клапан, уплотнительный элемент, переводник с радиальным и осевым каналами и обратным клапаном, установленным в осевом канале, снабжено установленным на наружной поверхности переводника патрубком, связанным с корпусом левой резьбой, и установленной на срезных штифтах на внутренней поверхности переводника втулкой-седлом, причем переводник с патрубком связаны с помощью кулачков, размещенных в радиальных каналах переводника, а патрубок и втулка-седло имеют соответственно локальные и кольцевую канавки для размещения кулачков в рабочем и транспортном положениях устройства. The problem to be solved is achieved by the fact that the device for suspension and sealing of secret casing strings, including a body with a radial channel in which a non-return valve is installed, a sealing element, a sub with radial and axial channels and a non-return valve installed in the axial channel, is equipped with an external surface sub with a pipe connected to the body by a left-hand thread and mounted on shear pins on the inner surface of the sub with a sleeve-saddle, and the sub with the pipe connected with w cams arranged in the radial sub channels, and the branch pipe and the sleeve respectively have a saddle-local and annular groove to accommodate the cams in working and the transport device positions.

На фиг. 1 изображено устройство в исходном положении перед установкой в стволе скважины, общий вид; на фиг. 2 сечение А-А устройства; на фиг. 3 изображено устройство в момент подвески и герметизации потайной обсадной колонны; на фиг. 4 -то же, в момент отсоединения переводника от корпуса после среза штифтов, на которых втулка-седло была закреплена на внутренней поверхности переводника; на фиг. 5 то же, в момент отсоединения переводника от корпуса проворотом колонны труб. In FIG. 1 shows the device in the initial position before installation in the wellbore, general view; in FIG. 2 section AA device; in FIG. 3 shows a device at the time of suspension and sealing of a casing collar; in FIG. 4 - the same, at the moment of disconnecting the sub from the case after cutting the pins on which the sleeve-saddle was fixed on the inner surface of the sub; in FIG. 5 the same, at the time of disconnecting the sub from the housing by turning the pipe string.

Устройство для подвески и герметизации потайных обсадных колонн состоит (фиг. 1) из корпуса 1 с радиальным каналом, в котором размещен обратный клапан 2; уплотнительного элемента 3, выполненного, например, из высокопластичного металла; верхней и нижней концевых арматур 4 и 5, с помощью которых уплотнительный элемент 2 закреплен на корпусе 1; переводника 6 с радиальными отверстиями 7, 8 и 9; шара 10, образующего с седлом переводника обратный клапан; патрубка 11 с канавками 12; кулачков 13; втулки-седла 14 с кольцевой канавкой 15, соединенной срезными штифтами 16 на внутренней поверхности переводника 6. A device for suspending and sealing countersunk casing consists (Fig. 1) of a housing 1 with a radial channel in which the check valve 2 is placed; a sealing element 3 made, for example, of highly plastic metal; upper and lower end fittings 4 and 5, with which the sealing element 2 is mounted on the housing 1; sub 6 with radial holes 7, 8 and 9; a ball 10 forming a check valve with the seat of the sub; the pipe 11 with grooves 12; cams 13; sleeve-saddles 14 with an annular groove 15 connected by shear pins 16 on the inner surface of the sub 6.

Устройство работает следующим образом (см. фиг. 1-4). При спуске устройства в скважину последняя труба потайной колонны 17 соединяется с корпусом 1, а первая труба колонны 18 с переводником 6. После спуска устройства на заданную глубину скважины в обсадную колонну 19 через колонну труб 18 в устройство закачивают жидкость с устья скважины. По радиальным каналам 9 в переводнике 6 через обратный клапан 2 в корпусе 1 жидкость поступает в полость уплотнительного элемента 3, который под избыточным внутренним давлением деформируется до обсадной колонны 19, уплотнительный элемент 3 обеспечивает герметизацию контактной поверхности между уплотнительным элементом 3 и колонной 19 и заякоревание устройства в обсадной колонне 19. The device operates as follows (see Fig. 1-4). When the device is lowered into the well, the last pipe of the countersunk string 17 is connected to the casing 1, and the first pipe of the string 18 with a sub 6. After the device is lowered to a predetermined depth of the well into the casing 19 through the pipe string 18, fluid is pumped into the device from the wellhead. Through radial channels 9 in the sub 6, through the check valve 2 in the housing 1, the fluid enters the cavity of the sealing element 3, which is deformed to the casing under excessive internal pressure 19, the sealing element 3 provides sealing of the contact surface between the sealing element 3 and the string 19 and the device is anchored in the casing string 19.

Давление в колонне труб 18 сбрасывают на устье скважины до нуля и осевым натяжением или разгрузкой веса колонны труб, а также данием избыточного давления в межтрубном пространстве проверяют надежность и качество подвески потайной обсадной колонны 17 на данном устройстве в обсадной колонне 19. Для отсоединения колонны труб 18 с переводником 6 от корпуса 1 устройства в колонну труб 18 пускают шток 20. При ударе штока 20 о втулку-седло 14 срезаются штифты 16 и втулка-седло перемещается вниз до упора о внутренний выступ переводника 6. Кольцевая канавка 15 на наружной поверхности втулки-седла 14 в крайнем ее нижнем положении размещается на уровне радиальных отверстий 8 переводника 6, в которых установлены кулачки 13, а радиальные отверстия 7 в переводнике 6 разгерметизируются и обеспечивают циркуляцию жидкости из колонны труб 18 в кольцевое пространство между обсадной колонной 19 и колонны труб 18. При натяжении колонны труб 18 осевым усилием свыше их веса на кулачки 13 со стороны патрубка 11 действует радиальное усилие, обеспечивающее перемещение кулачков 13 в кольцевую канавку 8. В результате этого происходит отсоединение переводника 6 от патрубка 11, соединенного с корпусом 1 устройства. The pressure in the pipe string 18 is relieved at the wellhead to zero and the axial tension or unloading of the weight of the pipe string and the overpressure in the annulus check the reliability and quality of the suspension of the casing collar 17 on this device in the casing string 19. To disconnect the pipe string 18 with sub 6 from the housing 1 of the device, the rod 20 is launched into the pipe string 18. When the rod 20 hits the bushing-saddle 14, the pins 16 are cut off and the bushing-saddle moves down to the stop against the inner protrusion of the sub 6. Ring groove 15 on the outer surface of the sleeve-saddle 14 in its extreme lower position is located at the level of the radial holes 8 of the sub 6, in which the cams 13 are installed, and the radial holes 7 in the sub 6 are depressurized and circulate fluid from the pipe string 18 into the annular space between the casing string 19 and the pipe string 18. When the pipe string 18 is pulled by an axial force above their weight on the cams 13, a radial force acts on the cams 11 to allow the cams 13 to move into the annular groove 8. As a result, the sub 6 is disconnected from the pipe 11 connected to the device body 1.

Конструкция устройства предусматривает также отсоединение колонны труб 18 вместе с переводником 6 от корпуса устройства 1 с помощью вращения труб 18 (см. фиг. 5). Технология разъединения с помощью вращения колонны труб может быть использована в неглубоких вертикальных скважинах. The design of the device also provides for the disconnection of the pipe string 18 together with the sub 6 from the housing of the device 1 by rotation of the pipes 18 (see Fig. 5). The technology of separation by rotation of the pipe string can be used in shallow vertical wells.

Claims (1)

Устройство для подвески и герметизации потайных колонн, включающее корпус с радиальным каналом и расположенным в нем обратным клапаном, уплотнительный элемент, переводник с радиальным и осевым каналами и обратным клапаном, установленным в осевом канале, отличающееся тем, что оно снабжено установленным на наружной поверхности переводника патрубком, связанным с корпусом левой резьбой и установленной на срезных штифтах на внутренней поверхности переводника втулкой-седлом, причем переводник с патрубком связаны с помощью кулачков, размещенных в радиальных каналах переводника, а патрубок и втулка-седло имеют соответственно локальные и кольцевую канавки для размещения кулачков в рабочем и транспортном положениях устройства. Device for suspension and sealing of secret columns, including a housing with a radial channel and a non-return valve located in it, a sealing element, a sub with radial and axial channels and a non-return valve installed in the axial channel, characterized in that it is equipped with a pipe installed on the outer surface of the sub connected to the housing by a left-hand thread and mounted on shear pins on the inner surface of the sub by a sleeve-saddle, moreover, the sub with the pipe are connected by means of cams, nnyh in radial sub channels, and the branch pipe and the sleeve respectively have a saddle-local and annular groove to accommodate the cams in working and the transport device positions.

Images