SU1740635A1 - Liner extension hanger - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к устройствам для спуска, подвешивания и цементирования потайных колонн. Цель изобретения - повышение надежностиработы подвески потайной колонны. Устройство включает корпус с плашками для подвески в предыдущей колонне левый переходник с радиальными каналами и подвижнуювтулку Плашки связаны с подпружиненноймуфтой приводящей их в рабочее положение Устройство снабжено жестко связанной с подвижной втулкой уплотни- тельной втулкой с хвостовиком в верхней части, которая выполнена в виде поршня герметизирующего пространства между патрубком и подвижной втулкой с помощью уплотнительных колец. Муфта удерживаетсяфиксирующим элементом, который одной стороной опирается на цилиндрическую поверхностьхвостовика, а другая сторона входя в проточку муфты, удерживает ее в транспортном положении После смещения подвижной втулки осуществляется освобождениезафиксированной муфты, котораяпод действием пружины сдвигает плашки до зацепления их с предыдущей колонной Благодаря герметичной установке уплотни- тельной втулки появляется возможность созданиядополнительного усилия для перемещения плашек, что повышает надежностьподвески потайной колонны. 3 илThe invention relates to the drilling of wells, in particular to devices for lowering, suspending and cementing secret columns. The purpose of the invention is to increase the reliability of the suspension of the secret column. The device includes a housing with dies for suspension in the previous column, left adapter with radial channels and a movable sleeve Dies are connected with a spring-loaded coupling leading them to the working position. The device is equipped with a sealing sleeve with a shank in the upper part, which is made in the form of a piston of the sealing space, rigidly connected to the movable sleeve. between the pipe and the movable sleeve with the help of o-rings. The coupling is held by the fixing element, which one side rests on the cylindrical surface of the shank, and the other side entering the coupling groove, holds it in the transport position. After displacing the movable sleeve, the fixed coupling is released, which under the action of the spring shifts the dies until it engages with the previous column. bushings it is possible to create an additional effort to move the dies, which increases the reliability of the suspension secret column. 3 silt

Description

Изобретение относитс  к бурению нефт ных и газовых скважин, в частности к устройствам дл  спуска, подвешивани  и цементировани  потайных колонн в малых межколонных зазорахThe invention relates to the drilling of oil and gas wells, in particular to devices for lowering, suspending and cementing secret columns in small annular gaps.

Известна одинарна  подвеска хвостовика модели ДАЕ фирмы Baker1 гидравлического действи , включающа  как саму подвеску, так и гидравлический спускной инструмент модели KSThe single single shank hanger of the DAE model from Baker1 of hydraulic operation, including both the hanger itself and the hydraulic draining tool of the KS model, is known.

Дл  подключени  плашек в движение (т.е. дл  освобождени  плашек размещенных в карманах) используетс  дифференциальна  насадка модели G (Baker oil tools Technical manual. Baker model DAE Simplex liner hanger, product № 263-02, № 266-03 № 200-50, uecember, 1985). Данное устройство предназначено дл  подвешивани  потайных обсадных колонн в малых межколонных зазорахTo connect the dies to the movement (i.e., to release the dies placed in the pockets), a differential nozzle model G is used (Baker oil tools Technical manual. Baker model DAE Simplex liner hanger, product No. 263-02, No. 266-03 No. 200-50 , uecember, 1985). This device is designed to suspend blind casing strings in small annular gaps.

Одинарна  подвеска хвостовика состоит из системы одиночных плашек, установленных в карманах, удерживаемых в одной стороны пальцами, а с другой - пружинами корпуса с барабаном, распорного кольца и набивочного элемента (пакера)A single shank hanger consists of a system of single dies installed in pockets held in one side with fingers, and on the other side with body springs with a drum, spacer ring and padding element (packer)

ОABOUT

сь со елyou con

Гидравлический спускной инструмент включает переходник с калибровочным кольцом (центратором), установочную гайку , узел пальцевого кольца и гидравлическую систему дл  освобождени  плашек одинарной подвески.The hydraulic draining tool includes an adapter with a calibration ring (centralizer), a setting nut, a finger ring assembly, and a hydraulic system to free the dies of the single suspension.

Дифференциальна  насадка состоит из седла, дроссельных клапанов, один из которых включаетс  сбросовым шаром.The differential nozzle consists of a saddle, throttle valves, one of which is activated by a waste ball.

Дл  управлени  процессом цементировани  примен ютс  фиксирующие пробки.Fixation plugs are used to control the cementing process.

Недостатками подвески  вл ютс :The disadvantages of the suspension are:

1.Ненадежность включени  плашечной системы путем создани  избыточного внут- реннего.давлени  в потайной колонне, осуществл емого после сброса шара и закрыти  дроссельного клапана.1. The unreliability of the inclusion of the plate system by creating excessive internal pressure in a secret column, carried out after the ball is dropped and the throttle valve is closed.

Это вызвано тем, что через дроссельный клапан проходит весь объем бурового раствора, заполн ющего потайную колонну в процессе восстановлени  его циркул ции, что приводит либо к размыву клапана, либо к его засорению.This is due to the fact that the entire volume of drilling fluid passes through the throttle valve, filling the countersunk column in the process of restoring its circulation, which leads to either erosion of the valve or clogging of the valve.

В этом случае техническим руководством фирмы Baker предусматриваетс  использовать механический спускной инструмент ,In this case, technical guidance from Baker provides for the use of a mechanical drain tool,

2.Значительна  сложность устройства и обслуживани , включающего более 100 технологических операций и приемов при креплении скважины потайными колоннами .2. Significant complexity of the device and the service, including more than 100 technological operations and techniques for mounting the well in secret columns.

Наиболее близким к предлагаемому. выбранному в качестве прототипа,  вл етс  устройство дл  подвески потайных обсадных колонн, включающее корпус со сквозными прорез ми; несущий ствол: установленную на нем подвижную втулку, узел разьединени  с левой гайкой; размещенные на корпусе плашки, св занные с подпружиненной втулкой; замок, в виде рычагов , размещенных на ос х в прорез х несущего ствола; пакерным элементом размещенным на корпусе и герметизирующим межтрубное пространство при создании нагрузки на раструб.Closest to the proposed. selected as a prototype, is a device for suspending the blind casing, including a body with through-slots; supporting shaft: a movable sleeve mounted on it, a disconnection assembly with a left nut; dies mounted on the housing associated with a spring-loaded sleeve; lock, in the form of levers, placed on the axis x in the slot of the carrying trunk; packer element placed on the housing and sealing the annulus when creating a load on the socket.

Недостатком данного устройства  вл етс  то, что дл  освобождени  механизма привода плашек необходимо развернуть рычаг замка внутри прорези корпуса вокруг оси .креплени  рычага.The disadvantage of this device is that in order to release the plate drive mechanism, it is necessary to turn the lock lever inside the housing slot around the axis of the lever fastening.

Это возможно только при очень точной сборке извлекаемой части устройства с подвешиваемой после наворота последней на первую в резьбе левой гайки. При дальнейшей сборке: (установка втулки, пружины, муфты, нижнегЪ патрубка и подвесной пробки) положение рычага относительно прорези визуально не контролируетс , возможно их смещение, поворот рычага относительно оси внутри прорези станет невозможным . Механизм привода плашек при этом не сработает и станет невозможным осуществить подвеску потайной колонныThis is possible only with a very accurate assembly of the removable part of the device with the latter being suspended after the bead on the first nut in the left-hand thread. During further assembly: (installation of bushings, springs, couplings, lower branch pipe and suspension plug) the position of the lever relative to the slot is not visually controlled, their movement may be possible, and turning the lever relative to the axis inside the slot is impossible. The drive mechanism of the dies does not work and it becomes impossible to carry out the suspension of the secret column.

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности работы подвески потайной колонны при малых межколонных зазорах. Указанна  цель достигаетс  тем, что устройство , включающее левый переходник сThe aim of the invention is to improve the reliability of operation of the suspension of the secret column with small annular gaps. This goal is achieved by the fact that the device includes a left adapter with

0 радиальными каналами, св занную с ним срезными элементами подвижную втулку. корпус с плашками, св занными с подпружиненной муфтой и узел разьединени , содержащий фиксирующий элемент0 radial channels, a movable sleeve connected with it by shearing elements. a housing with dies connected to a spring-loaded sleeve and a disconnecting unit comprising a locking element

5 св занный одним концом с левым переходником и размещенный свободным концом в проточке муфты, совмещенной с радиальным отверстием корпуса, отличающеес  тем. что оно снабжено жестко св занным с5 connected at one end to the left adapter and placed at the free end in the bore of the coupling, aligned with the radial opening of the housing, characterized in that. that it is fitted with rigidly associated

0 подвижной втулкой уплотнительной втулкой с хвостовиком в верхней части, установленной под узлом фиксации с возможностью взаимодействи  с внутренней поверхностью корпуса, причем хвостовик в исходном0 movable sleeve sealing sleeve with a shank in the upper part, installed under the fixing unit with the ability to interact with the inner surface of the housing, and the shank in the original

5 положении имеет возможность взаимодействи  с фиксирующим элементом, а последний подпружинен относительно левого переходника.5 position has the ability to interact with the locking element, and the latter is spring-loaded relative to the left adapter.

Существенными отличи ми за вл емо0 го объекта изобретени  от аналога и прототипа  вл ютс :The essential differences of the claimed subject matter from the analog and the prototype are:

нова  совокупность деталей - фиксирующий элемент с пружиной узла разьединени , уплотнительна  втулка с хвостовиком.A new set of parts is a locking element with a spring of a disconnecting unit, a sealing sleeve with a shank.

5 наличие св зи между детал ми - совместное перемещение подвижной втулки и уплотнительной втулки с хвостовиком взаимодействие нижней части подпружиненного фиксирующего элемента с поверх0 ностью хвостовика уплотнительной втулки На фиг. 1 изображен общий вид устройства в разрезе; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг 3 - узел I фиг 1 после срабатывани .5 connection between the parts - joint movement of the movable sleeve and the sealing sleeve with the shank interaction of the lower part of the spring-loaded locking element with the surface of the shank of the sealing sleeve In FIG. 1 shows a general view of the device in section; in fig. 2 is a section A-A in FIG. one; Fig. 3 shows the node I of Fig. 1 after the triggering.

5 Устройство дл  подвески потайной обсадной колонны состоит из переводника 1 в нижней части которого устанавливаетс  центратор 2 и левый переходник 3. снабженный шпонкой 4. Посредством шпонки и5 A suspension casing suspension device consists of a sub 1, in the lower part of which a centralizer 2 and a left adapter 3 are installed. Equipped with a key 4. By means of a key and

0 левой гайки 5 левый переходник соедин етс  с корпусом 6. Герметизаци  соединени  левого переходника с корпусом осуществл етс  манжетой, расположенной на гайке 7. закрепленной в резьбе на левом переходни5 ке. На левом переходнике размещена втулка 8. снабженна  пазом под шпонку и выступами 9. перемещающимис  в пазах 10 корпуса. Между втулкой 8 и крышкой 11 навернутой на левый переходник установлена пружина 12 Крышка 11 упираетс  в0 of the left nut 5, the left adapter is connected to the housing 6. The sealing of the connection of the left adapter to the housing is carried out with a cuff located on the nut 7. fixed in the thread on the left adapter. A sleeve 8 is provided on the left adapter. The sleeve 8 is provided with a keyway and protrusions 9 moving in the slots 10 of the housing. A spring 12 is installed between the sleeve 8 and the cover 11 screwed onto the left adapter. The cover 11 rests against

торец раструба 13 через втулку 14. закрепленную штифтами 15. В проточках раструба установлены стопорные кольца 16, взаимодействующие с кольцевыми канавками 17 корпуса и преп тствующие обратному ходу раструба от усили  деформации пакерного элемента 18, размещенного на корпусе.the end of the socket 13 through the sleeve 14. secured with pins 15. In the grooves of the socket are installed retaining rings 16, interacting with the annular grooves 17 of the housing and preventing the reverse of the socket from the force of deformation of the packer element 18 placed on the body.

В транспортном положении раструб 13 удерживаетс  на корпусе штифтами 19. С обеих сторон пакерного элемента 18 устанавливаютс  экструзионные шайбы 20.In the transport position, the socket 13 is held on the housing by pins 19. Extrusion washers 20 are mounted on both sides of the packer element 18.

В корпусе б выполнены карманы 21, в которых размещаютс  плашки 22, соединенные с муфтой 23 т гами 24 и винтами 25 и 26. В муфте 23 выполнена проточка 27 дл  размещени  в ней свободного конца фиксирующего элемента. К нижней части корпуса в резьбе присоединен патрубок 28, имеющий сквозные отверсти  29, расположенные напротив проточки в муфте 23The housing b has pockets 21, in which the dies 22 are placed, connected to a sleeve 23 and 24 and screws 25 and 26. The sleeve 23 has a groove 27 for accommodating the free end of the locking element. To the bottom of the housing in the thread attached pipe 28, having through holes 29, located opposite the groove in the coupling 23

Патрубок 28 соединен в резьбе с нипп е- лем 30. Между ниппелем и муфтой 23 на патрубке размещена пружина 31. наход ща с  в сжатом состо нии с упором в торцы 32 и 33.A port 28 is connected in thread with a nipple number 30. A spring 31 is placed between the nipple and the coupling 23 on the branch pipe. It is in a compressed state with an emphasis on the ends 32 and 33.

В нижней части к левому переходнику в резьбе присоединена головка 34. в боковые отверсти  которой вворачиваютс  стаканы 35 дл  размещени  в них фиксирующих элементов 36, поджатых пружиной 37. В проточке левого переходника с помощью штифтов 38 установлена подвижна  втулка 39, имеюща  возможность смещени , после среза штифтов 38 до посадки выступа 40 подвижной втулки 39 на упор 41 головки 34. дл  открыти  радиальных каналов 42 в левом переходнике.In the lower part, the head 34 is attached to the left adapter in the thread. The cups 35 are screwed into the side holes to accommodate the locking elements 36 pressed by the spring 37. A movable sleeve 39 is installed in the left adapter groove, having a possibility of displacement after cutting pins 38 before the protrusion 40 of the movable sleeve 39 fits on the stop 41 of the head 34. to open the radial channels 42 in the left adapter.

Герметизаци  места соединени  левого переходника 3 и подвижной втулки 39 осуществл етс  уплотнительными кольцами 43. На подвижной втулке в резьбе установлена уплотнительна  втулка 44. выполненна  в виде поршн , герметизирующего пространство между, патрубком 28 и подвижной втулкой 39 с помощью манжеты 45 и уплотнительного кольца 46. В транспортном положении нижн   часть фиксирующего элемента, выполненна  в виде сферы, опираетс  на цилиндрическую поверхность 47, а после смещени  подвижной втулки 39 - на цилиндрическую поверхность 48 хвостовика 49. Разность диаметров указанных поверхностей должна обеспечивать выход свободного конца фиксирующего элемента из проточки 27 в муфте 23.Sealing the junction of the left adapter 3 and the movable sleeve 39 is carried out by sealing rings 43. A sealing sleeve 44 is installed on the movable sleeve in the thread. It is made in the form of a piston sealing the space between the nozzle 28 and the movable sleeve 39 using the cuff 45 and the sealing ring 46. In the transport position, the lower part of the locking element, made in the form of a sphere, rests on the cylindrical surface 47, and after displacing the movable sleeve 39 - on the cylindrical surface 48 of the shank 4 9. The difference of the diameters of these surfaces should ensure the release of the free end of the locking element from the groove 27 in the coupling 23.

К нижней части подвижной втулки 39 штифтами 50 закреплена подвижна  пробка 51 с наконечником 52. На наконечнике установлено разрезное кольцо 53. а во внутренней проточке - втулка 54 удерживаема A movable stopper 51 with a tip 52 is fixed to the lower part of the movable sleeve 39 by pins 50. A split ring 53 is mounted on the tip. And the sleeve 54 is held in the inner groove - the sleeve 54 is held

штифтами 55. В наконечнике 52 выполнены боковые сквозные отверсти  56 дл  циркул ции буровогодаствора.pins 55. In the tip 52, there are side through holes 56 for circulating a drilling and drilling aid.

Технологические операции по подвеске и цементированию потайной колонны с применением устройства осуществл ютс  в следующей последовательности.Technological operations on the suspension and cementing of the blind column using the device are carried out in the following sequence.

После допуска потайной колонны до забо  восстанавливаетс  циркул ци  бурового раствора и скважина промываетс  Затем в бурильные трубы сбрасываетс  шар, который , пройд  по бурильным трубам, садитс  во втулку 54 подвесной пробки. Под действием давлени  срезаютс  штифты 38 и начинаетс  совместное движение вниз подвижной втулки 39 с уплотнительной втулкой 44 до упора выступа 40 подвижной втулки 39 в торец 41 головки 34. При смещении уплотнительной втулки 44 под деиствием пружины 37 происходит перемещение сферической части фиксирующего элемента 36 с цилиндрической поверхности 47 на цилиндрическую поверхность 48 хвостовика 49. Происходит выталкивание верхней частиAfter the blind column has been admitted, the circulation of the drilling fluid is restored to the bottom and the well is flushed. Then a ball is dropped into the drill pipe, which, passing through the drill pipe, sits in the bushing 54 of the suspension plug. Under pressure, pins 38 are cut and joint movement downward of movable sleeve 39 with sealing sleeve 44 until the protrusion 40 of movable sleeve 39 stops in end face 41 of head 34. When the sealing sleeve 44 is displaced, the spherical part of the fixing element 36 moves from the cylindrical surface 47 on the cylindrical surface 48 of the shank 49. The upper part is pushed out

фиксирующего элемента 36 из проточки муфты 23, дава  возможность смещени  муфте до зацеплени  плашек с внутренней поверхностью промежуточной колонны, под действием сжатой пружины 31.the locking element 36 of the groove of the coupling 23, making it possible to displace the coupling before the dies engage the inner surface of the intermediate column under the action of the compressed spring 31.

При смещении подвижной втулки 39When moving the movable sleeve 39

происходит также и открытие отверстий 42 в левом переходнике 3, что создает дополнительное усилие от давлени  дл  перемещени  муфты и плашек, повыша Opening of the holes 42 in the left adapter 3 also occurs, which creates additional pressure force to move the coupling and dies, increasing

надежность работы привода плашек.reliability of the drive dies.

Дальнейшее увеличение давлени  приведет к срезу штифтов 55. смещению втулки 54 с шаром вниз и открытию отверстий 56 в наконечнике 52 дл  циркул ции буровогоA further increase in pressure will lead to the cutting off of the pins 55. displacing the sleeve 54 with the ball downwards and opening the holes 56 in the tip 52 for circulating the drill

раствора.solution.

Дл  подвешивани  потайной колонны необходима разгрузка части веса потайной колонны, котора  осуществл етс  с усть  скважины через колонну бурильных трубIn order to suspend the countersink, it is necessary to unload a portion of the weight of the countersink, which is carried out from the wellhead through the drill pipe string.

При этом плашки врезаютс  во внутреннюю поверхность трубы промежуточной колонны , причем глубина врезки плашек ,гтем больше, чем больше разгружен вес потайной колонны. Совместное перемещениеIn this case, the dies cut into the inner surface of the pipe of the intermediate column; Joint moving

плашек и ввод их в зацепление обеспечивает центрирование устройства в стволе и равномерное распределение нагрузки на промежуточную колонну.dies and putting them into gear ensures the centering of the device in the barrel and uniform distribution of the load on the intermediate column.

После подвешивани  потайной колонны в скважину закачиваетс  буферна  жидкость и необходимый объем тампонажного раствора, вслед за которым из цементировочной головки пускаетс  продавочна  пробкаAfter hanging the countersink, the buffer fluid and the required volume of cement slurry is pumped into the well, followed by a pressure plug from the cementing head.

Пройд  по колонне бурильных труб, продавочна  пробка заходит в седло подвесной пробки 51. При повышении давлени  срезаютс  штифты 50 и продавочна  пробка совместно с подвесной пробкой 51 перемещаютс  по потайной колонне до кольца Стоп или обратного клапана. Получение сигнала Стоп свидетельствует о вытеснении тампонажного раствора из потайной колонны в затрубное пространство.Pass through the drill pipe string, the through plug comes into the saddle of the hanging plug 51. When the pressure rises, the pins 50 are cut off and the push plug with the suspended plug 51 moves along the standpipe to the stop ring or non-return valve. Reception of the Stop signal indicates the displacement of the cement slurry from the secret column into the annulus.

Устройство дл  подвески потайных обсадных колонн обеспечивает качественную подвеску, цементирование и герметизацию межтрубного пространства. Из-за неуправл емости указанных процессов в существующих устройствах, обеспечивающих подвешивание потайных колонн на цементном камне, а не на плашках, качество креплени  потайных колонн в малых межколонных зазорах низкое, тампонажный раствор не поднимаетс  на всю длину потайной колонны, верхн   часть остаетс  свободной, что приводит к исправительным цементировани м или к наращиванию потайной колонны дополнительной секции с последующим ее цементированием. Это приводит к дополнительным затратам времени и материальных средств на проведение указанных работ.The device for the suspension of the blind casing provides high-quality suspension, cementing and sealing of the annulus. Due to the uncontrollability of these processes in existing devices that ensure that the secret columns are suspended on cement stone and not on dies, the quality of mounting of secret columns in small annular gaps is low, the cement slurry does not rise over the entire length of the secret column, the upper part remains free, which leads to correctional cementing or to the building-up of a secret column of an additional section with its subsequent cementing. This leads to additional costs of time and material resources to carry out these works.

Все указанные недостатки существующих технических средств исключает предлагаемое устройство.All these disadvantages of existing technical means exclude the proposed device.

Экономический эффект от применени  устройства складываетс  из стоимости обсадных труб, цемента, проведени  работ по цементированию, от затрат времени на про- стой скважины и на проведение необходимых исправительных работ.The economic effect of using the device consists of the cost of casing, cement, cementing, the time spent on a simple well, and the necessary remedial work.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Устройство дл  подвески потайной обсадной колонны, включающее левый переходник с радикальными каналами, св занную с ним средними элементами подвижную втулку, корпус с плашками, св занными с подпружиненной муфтой, и узел разъединени , содержащий фиксирующий элемент, св занный одним концом с левым переходником и размещенный свободным концом в проточке муфты, совмещенной сA device for suspending the blind casing, comprising a left adapter with radical channels, a movable sleeve connected with it by middle elements, a housing with dies connected to a spring-loaded sleeve, and a disconnection assembly containing a fixing element connected at one end to the left adapter and placed free end in the groove of the coupling, combined with радиальным отверстием корпуса, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности работы оно снабжено жестко св занной с подвижной втулкой уплотни- тельной втулкой с хвостовиком в верхнейa radial opening of the housing, characterized in that, in order to increase the reliability of operation, it is provided with a sealing sleeve rigidly connected to the movable sleeve with a shank in the upper части, установленной под углом фиксации с возможностью взаимодействи  с внутренней поверхностью корпуса, причем хвостовик в исходном положении имеет возможность взаимодействи  с фиксирующим элементом, а последний подпружинен относительно левого переводника.parts installed at an angle of fixation with the possibility of interaction with the inner surface of the housing, with the shank in the initial position having the opportunity to interact with the fixing element, and the latter is spring-loaded relative to the left sub. SLSL A.A. &v.f& v.f Ф гг.F hey. 17406351740635 (О(ABOUT