Устройство для соединения гибкой металлической трубы с забойным инструментом

 

Изобретение относится к буровой технике, в частности к устройствам для работы с гибкими металлическими трубами при бурении горизонтального участка ствола скважины нефтяных и газовых скважин. Сущность изобретения заключается в том, что устройство снабжено на конце внутри гибкой металлической трубы жестким металлическим патрубком, а в качестве переводника содержит корпус, внутренняя поверхность нижней части которого имеет резьбу для соединения с забойным инструментом, средняя часть на внутренней поверхности имеет кольцевую проточку под уплотнительное кольцо, верхняя часть выполнена с внутренней конической поверхностью конусом вверх, а наружная поверхность соединена с внутренней цилиндрической поверхностью нажимной гайки и стопорным устройством, предотвращающим развинчивание в процессе бурения. Причем верхняя часть нажимной гайки выполнена усеченно-конической с радиальными проточками, образующими ребра, имеющими поперечные отверстия под рукоятку для свинчивания - развинчивания резьбового соединения, а радиальные проточки имеют кольцевые канавки, под которыми расположены демонтажные отверстия клинового захвата, выполненного в виде клиновых плашек, расположенных в зазоре между внутренней конической поверхностью верхней части корпуса и наружной стенкой гибкой металлической трубы. Изобретение обеспечивает надежное соединение гибкой металлической трубы с забойным инструментом в процессе бурения. 2 ил.

Изобретение относится к области буровой техники, в частности к устройствам для работы с гибкими металлическими трубами (ГМТ) при бурении горизонтального участка ствола скважины нефтяных и газовых скважин.

Анализ существующего уровня техники показал следующее.

Известно сварное соединение ГМТ с забойным инструментом (см. Аминов С.М. Применение установок с непрерывной трубой при ремонте скважин в СУПНП и КРС ОАО "Сургутнефтегаз" и оценка эффективности работ по сравнению с традиционно используемой технологией. Сборник научных трудов. Бурение и ремонт скважин малого диаметра с применением гибких труб (по материалам межотраслевой научно-практической конференции в г. Анапе 27 - 30 сентября 1999 г.), выпуск 3, Краснодар, Минтопэнерго РФ, ОАО НПО "Бурение", 1999 г., с. 20). Сварочным агрегатом производят стыковку трубы, пайку отверстий в среде аргона. Для соединения трубы с инструментом используют закатывающие приспособления и механические резаки.

Недостатками известного соединения ГМТ с забойным инструментом является возможность аварийной ситуации в процессе бурения горизонтального участка ствола скважины из-за того, что сварной шов ослабляет тело трубы до 30%, что при бурении может привести к обрыву инструмента. Кроме этого, сварка - процесс трудоемкий и дорогостоящий. При демонтаже возникает необходимость срезания забойного инструмента.

В качестве прототипа взято устройство для соединения ГМТ с забойным инструментом, содержащее переводник (дословно: стыковочное устройство, нижняя часть которого имеет резьбу для соединения с забойным инструментом), уплотнительное кольцо (опорное кольцо), нажимную гайку (наружная втулка), клиновой захват (разрезная зажимная втулка) с элементами на внутренней поверхности: острыми гребнями, увеличивающими трение (см. патент РФ 2153058 от 14.09.95 г. по кл. Е 21 В 19/22, опубл. в ОБ 20, 2000 г.).

Недостатком известного устройства является возможность аварийной ситуации в процессе бурения горизонтального участка ствола скважины, обусловленная целым рядом причин: - ненадежным соединением ГМТ с забойным инструментом и возможностью деформации в месте соединения; при прижатии гибкой тонкостенной металлической трубы клиновым захватом с острыми гребнями неизбежно произойдет деформация последней в месте соединения с возможным последующим обрывом инструмента; - неустойчивостью соединения к вибрации в процессе бурения из-за отсутствия стопорного устройства.

Отсутствие демонтажного устройства не обеспечивает полного освобождения ГМТ от клинового захвата. Кроме того, деформация в месте соединения ГМТ с забойным инструментом приводит к уменьшению диаметра ГМТ, что вызывает рост гидравлических потерь и, как следствие, возрастает абсолютное давление на буровых насосах.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении предлагаемого изобретения, - безаварийность процесса бурения горизонтального участка ствола скважины за счет усовершенствованной конструкции устройства, обеспечивающей надежность соединения ГМТ с забойным инструментом без деформации в месте соединения, сохранения надежности соединения от вибрации скважинного инструмента в процессе бурения; - исключение дополнительных гидравлических потерь.

Технический результат достигается с помощью известного устройства для соединения ГМТ с забойным инструментом, включающего переводник, уплотнительное кольцо, нажимную гайку, клиновой захват с элементами на внутренней поверхности, увеличивающими трение, в котором оно дополнительно снабжено на конце внутри ГМТ жестким металлическим патрубком, а в качестве переводника содержит корпус, внутренняя поверхность нижней части которого имеет резьбу для соединения с забойным инструментом, средняя часть на внутренней поверхности имеет кольцевую проточку под уплотнительное кольцо, верхняя часть выполнена с внутренней конической поверхность конусом вверх, а наружная поверхность соединена с внутренней цилиндрической поверхностью нажимной гайки и стопорным устройством, предотвращающим развинчивание в процессе бурения, причем верхняя часть нажимной гайки выполнена усеченно-конической с радиальными проточками, образующими ребра, имеющими поперечные отверстия под рукоятку для свинчивания - развинчивания резьбового соединения, а радиальные проточки имеют кольцевые канавки, под которыми расположены демонтажные отверстия клинового захвата, выполненного в виде клиновых плашек, расположенных в зазоре между внутренней конической поверхностью верхней части корпуса и наружной стенкой гибкой металлической трубы.

Предлагаемое изобретение имеет изобретательский уровень, т.к. совокупность существенных признаков отличительной части формулы изобретения, используемых с получением заявляемого результата, не выявлена нами по имеющимся источникам известности (патентной документации и научно-технической литературы).

Конструкция заявляемого устройства поясняется следующими чертежами: - на фиг.1 - продольный разрез устройства; - на фиг.2 - вид сверху устройства.

Конец ГМТ 1 внутри снабжен жестким металлическим патрубком 2, препятствующим ее деформации. Устройство содержит корпус 3, внутренняя поверхность нижней части которого имеет резьбу 4 для соединения с забойным инструментом. Средняя часть на внутренней поверхности имеет кольцевую проточку 5 под уплотнительное кольцо 6 из нефтемаслостойкой резины. Верхняя часть корпуса выполнена с внутренней конической поверхностью конусом вверх, а наружная поверхность верхней части соединена с внутренней цилиндрической поверхностью нажимной гайки 7 и стопорным устройством, предотвращающим развинчивание в процессе бурения.

Стопорное устройство состоит из болта 8, входящего в поперечное отверстие корпуса 3, соединенного со стопором 9, входящим в продольный паз нажимной гайки 7. Верхняя часть нажимной гайки 7 выполнена усеченно-конической с тремя радиальными проточками 10, образующими три ребра 11, имеющими поперечные отверстия 12 под рукоятку для свинчивания - развинчивания резьбового соединения. Радиальные проточки 10 имеют кольцевые канавки 13, под которыми расположены демонтажные отверстия 14 клинового захвата. Клиновой захват выполнен в виде трех клиновых плашек 15 с оребренной закаленной внутренней поверхностью, расположенных в зазоре между внутренней конической поверхностью верхней части корпуса 3, и наружной стенкой ГМТ1.

Устройство имеет следующие габариты: Наружный диаметр корпуса, мм - 90 Длина, мм - 200 Для бурения горизонтального участка ствола скважины Ново-Уренгойского газового месторождения, равного 600 м, используют ГМТ.

На транспортном устройстве устанавливают катушку с намотанной ГМТ1 (фирмы Chance Collar Co.) диаметром 60,3 мм, длиной 3500 м, толщиной стенки 4,0 мм. На мостках буровой установки расположен забойный инструмент, состоящий из турбобура конструкции Кунгурского машиностроительного завода и навернутого на шпиндель турбобура шарошечного долота модели III 120,6 ТЗЦА, выпускаемого ОАО "Уралбурмаш", пос. Верхние Серьги. На конце внутри ГМТ1 монтируют жесткий металлический патрубок 2. Конец ГМТ1 вводят в устройство с предварительно навинченной на корпусе 3 нажимной гайкой 7. Развинчивают нажимную гайку 7 посредством рукоятки, вставленной в поперечное отверстие 12, и поднимают ее на расстояние, обеспечивающее ввод трех клиновых плашек 15. Клиновые плашки 15 располагают под радиальными проточками 10. После ввода клиновых плашек 15 нажимную гайку 7 свинчивают и клиновые плашки, двигаясь вниз по конусной поверхности, прочно захватывают ГМТ1.

Для предотвращения развинчивания в процессе бурения нажимной гайки 7 устанавливают стопорное устройство. Стопор 9 входит в продольный паз нажимной гайки 7 и болтом 8 крепится к корпусу 3. Забойный инструмент соединяют с устройством посредством резьбы 4, расположенной на внутренней поверхности нижней части корпуса 3. Инструмент, соединенный с ГМТ1, спускают на глубину 1800 м посредством инжектора буровой установки, после чего начинают бурение горизонтального участка ствола скважины.

После завершения бурения сматывают ГМТ1 на катушку, поднимают забойный инструмент на мостки скважины. Осуществляют демонтаж устройства. Для этого отворачивают на 1-2 оборота нажимную гайку 7. В верхней части образуется зазор между клиновыми плашками 15 и нажимной гайкой 7. Вставляют болты в кольцевые канавки 13, вкручивают их в демонтажные отверстия 14 клиновых плашек 15 и вворачивают по часовой стрелке, освобождая клиновые плашки 15 от захвата ими ГМТ1. После чего отсоединяют забойный инструмент.

Универсальность конструкции устройства позволяет после изменения соответствующих размеров использовать его для всех типоразмеров ГМТ. Устройство изготавливают на базе центральных ремонтных мастерских Ставропольского Управления Буровых и Ремонтно-Восстановительных Работ предприятия "Кавказтрансгаз".

Конструкция устройства обеспечивает заявляемый технический результат.


Формула изобретения

Устройство для соединения гибкой металлической трубы с забойным инструментом, включающее переводник, уплотнительное кольцо, нажимную гайку, клиновой захват с элементами на внутренней поверхности, увеличивающими трение, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено на конце внутри гибкой металлической трубы жестким металлическим патрубком, а в качестве переводника содержит корпус, внутренняя поверхность нижней части которого имеет резьбу для соединения с забойным инструментом, средняя часть на внутренней поверхности имеет кольцевую проточку под уплотнительное кольцо, верхняя часть выполнена с внутренней конической поверхностью конусом вверх, а наружная поверхность соединена с внутренней цилиндрической поверхностью нажимной гайки и стопорным устройством, предотвращающим развинчивание в процессе бурения, причем верхняя часть нажимной гайки выполнена усеченно-конической с радиальными проточками, образующими ребра, имеющими поперечные отверстия под рукоятку для свинчивания-развинчивания резьбового соединения, а радиальные проточки имеют кольцевые канавки, под которыми расположены демонтажные отверстия клинового захвата, выполненного в виде клиновых плашек, расположенных в зазоре между внутренней конической поверхностью верхней части корпуса и наружной стенкой гибкой металлической трубы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горной промети и предназначено для соединения шнеков с вращателем

Изобретение относится к горной пром-сти и предназначено для фиксации бурового инструмента

Изобретение относится к горной промышленности и позволяет повысить произ-сть, безопасность и надежность работы

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к устройствам для соединения магистрали сжатого воздуха с буровой штангой

Изобретение относится к горному делу и позволяет повысить надежность патрона, снизить габариты и упростить его конструкцию

Изобретение относится к горной пром-ти и позволяет повысить надежность работы патрона

Изобретение относится к горной пром-ти и позволяет снизить металлоемкость буксы

Изобретение относится к буровой технике и позволяет повысить надежность работы устройства за счет разгрузки тел качения (ТК) в режиме блокировки

Изобретение относится к горной промьгашенности и позволяет повысить производительность механизма за счет упрощения процесса наращивания штанг при бурении и сокращения времени на вспомогательные операции

Изобретение относится к ударновращательному бурению и позволяет повысить срок службы бурильной головки за счет компенсации радиального биения штанги

Изобретение относится к области бурения и эксплуатации нефтяных, газовых и нагнетательных скважин, а именно к устройству для вторичного вскрытия пластов путем создания в эксплуатационных колоннах перфорационных щелей и формирования фильтрационных каналов в призабойной зоне пласта

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано в качестве компенсатора реактивного момента при работе забойного двигателя. Устройство для фиксации колонны труб с забойным двигателем включает спущенную через опорный фланец в обсадную колонну скважины колонну труб. Колонна труб образована из нескольких труб, с винтовым забойным двигателем и породоразрушающим инструментом на конце. Верхняя труба колонны труб выполнена с квадратным сечением и на ней установлены два полукольца с прямоугольными вырезами в центре. Сверху полукольца жестко стянуты фланцем, ниже между полукольцами и опорным фланцем обсадной колонны жестко установлена втулка с вырезанным сегментом. При этом сверху втулка жестко закреплена с полукольцами, а снизу - с опорным фланцем обсадной колонны скважины. Причем в опорный фланец обсадной колонны скважины установлен двухсторонний устьевой герметизатор для герметизации пространства между обсадной колонной и колонной труб. Колонна труб в процессе работы винтового забойного двигателя имеет возможность герметичного осевого перемещения без вращения на длину квадратного сечения верхней трубы колонны труб. Предлагаемое устройство позволяет предотвратить обратное вращение колонны труб при восприятии реактивного момента от корпуса забойного двигателя в процессе его работы, также негативное воздействие на приводные механизмы, сохраняя ресурс их работы, при этом на 15-20% повышается коэффициент полезного действия винтового забойного двигателя. 2 ил.

Изобретение относится к способу защиты от коррозии бурового оборудования, в частности переходника (2) наконечника для бурильной машины. Техническим результатом является создание защищенного от коррозии переходника (2) наконечника. Переходник (2) наконечника содержит удлиненный корпус (4) с наружной поверхностью и внутренней поверхностью. Первая часть (17) наружной поверхности снабжена первым коррозионно-стойким покрытием, а вторая часть наружной поверхности и/или внутренняя поверхность снабжена вторым коррозионно-стойким покрытием. Первое коррозионно-стойкое покрытие является слоем хрома, а второе коррозионно-стойкое покрытие является конверсионным слоем, при этом конверсионный слой содержит фосфат цинка, фосфат цинка марганца или фосфат марганца. Конверсионный слой промаслен или отполирован восковой пастой. Дополнительно представлен буровой станок, содержащий переходник (2) наконечника. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к бурению скважин. Техническим результатом является уменьшение затрат времени на соединение муфты полузамка с ниппелем шнековой секции полой колонны, за счет повышения точности взаимного позиционирования ниппеля секции относительно муфты полузамка. В полузамке для передачи крутящего момента от вращателя буровой установки полой шнековой колонне имеется ловитель в виде заостренного тела вращения, имеющий направляющую и центрирующую часть. При этом ловитель размещен соосно муфте перед входом в ее отверстие и установлен на конце стержня, консольно закрепленного внутри муфты. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к шнековому бурению. Техническим результатом является надежное и безопасное выполнение подъема рабочего инструмента из горизонтального в рабочее положение, а также быстрое соединение (разъединение) секций рабочего инструмента, исключающее осевое перемещение секции относительно патрона. Устройство для вращательного погружения секций рабочего инструмента в грунт содержит вращатель, редуктор и патрон. Нижняя часть патрона снабжена захватом и подпружиненными фиксаторами, а в верхней части полости патрона выполнен карман с цилиндрической проточкой и поперечным сквозным пазом. Подпружиненные фиксаторы снабжены фиксирующими стержнями, выполненными под продольные пазы на оголовке секции рабочего инструмента. Секция рабочего инструмента снабжена механизмом поворота, включающим две вращающиеся головки, расположенные на внешней боковой поверхности секции. Вращающиеся головки кинематически связаны между собой и с поворотным фиксирующим элементом. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 9 ил.

Группа изобретений относится к области бурения, а именно к инструменту для ударного бурения. Способ изготовления разъемного стопорного направляющего кольца содержит следующие этапы: использование первого кольца и второго кольца, при этом первое кольцо идентично второму кольцу, и оба они имеют диаметр; резку первого кольца по диаметральному краю с образованием первой большой дуги кольца и первой малой дуги кольца, при этом первая большая дуга кольца больше первой малой дуги кольца, и первая большая дуга кольца является, по существу, половиной первого кольца; резку второго кольца по диаметральному краю с образованием второй большой дуги кольца и второй малой дуги кольца, при этом вторая большая дуга кольца больше второй малой дуги кольца, и вторая большая дуга кольца является, по существу, половиной второго кольца; расположение первой большой дуги кольца рядом со второй большой дугой кольца для образования разъемного стопорного направляющего кольца, при этом первая большая дуга кольца отделена от второй большой дуги кольца зазором, составляющим примерно от нуля дюймов примерно до 0,010 дюйма. Обеспечивается удержание бурового долота внутри корпуса бурильного молотка во время возникновения неисправности и направление долота во время бурения. 3 н. и 22 з.п. ф-лы, 8 ил.

Группа изобретений относится к области нефтедобычи, в частности к скважинным инструментам, в которых используют работающие на срез элементы. Технический результат – обеспечение баланса между срезающей нагрузкой, при которой срезается работающий на срез элемент и дополнительными нагрузками, которые могут воздействовать на компоненты. Скважинный инструмент содержит внутренний и наружный компоненты, выполненные с возможностью перемещения относительно друг друга и образования работающего на срез сочленения между ними. Работающий на срез элемент перекрывает собой работающее на срез сочленение. Работающий на срез элемент имеет первую часть, отличающуюся по площади поперечного сечения от второй части. Криволинейная поверхность связана с внутренним или наружным компонентом и упирается в работающий на срез элемент. Криволинейная поверхность перемещает работающий на срез элемент по мере перемещения внутреннего и наружного компонентов относительно друг друга и переводит работающий на срез элемент между состоянием, в котором с работающим на срез сочленением совмещается по расположению первая часть элемента, и состоянием, в котором с работающим на срез сочленением совмещается по расположению вторая часть элемента. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 5 ил.

Группа изобретений относится к нефтегазовой отрасли. Технический результат – обеспечение сопротивления осевой и скручивающей нагрузкам. Соединительный узел содержит верхний переходник, содержащий корпус верхнего переходника, нижний переходник, содержащий корпус нижнего переходника. Корпус верхнего переходника содержит защелкивающуюся втулку и винтовую втулку, расположенную на расстоянии от защелкивающейся втулки в осевом направлении. При этом винтовая втулка содержит множество отходящих в осевом направлении элементов кручения и соответствующий выступ кручения, образованный в каждом отходящем в осевом направлении элементе кручения. Корпус нижнего переходника выполнен с возможностью приема корпуса верхнего переходника и обеспечивающий несколько резьб сопряжения посредством защелки, образованных на внутренней поверхности корпуса нижнего переходника и профиле винтовой втулки. При этом резьбы сопряжения посредством защелки выполнены с возможностью сопрягаемого взаимодействия с защелкивающейся втулкой и профилем винтовой втулки, содержащим один или большее количество продольных пазов, образованных в корпусе нижнего переходника и выполненных с возможностью приема выступов кручения в себя. При размещении верхнего переходника в нижнем переходнике между верхним и нижним переходниками могут быть приложены нагрузки сжатия и растяжения. Причем при размещении выступов кручения в продольных пазах крутящий момент может быть приложен между верхним и нижним переходниками по меньшей мере в одном угловом направлении. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 5 ил.

Группа изобретений относится к области бурения. Технический результат – экономическая эффективность и оптимизация блокирующего устройства. Блокирующее устройство для блокирования инструмента на держателе инструмента установки вращательного бурения содержит муфту, блокирующий палец, систему перемещения и систему управления. Указанная муфта и указанный блокирующий палец выполнены так, что муфта зацепляется вокруг блокирующего пальца с принудительным блокированием так, что блокирующий палец может вращаться в муфте вокруг продольной оси указанного блокирующего пальца и в результате может смещаться вбок параллельно указанной продольной оси. Блокирующий палец содержит по меньшей мере один продолжающийся радиально наружу направляющий штифт, который расположен с возможностью перемещения в направляющей в муфте. Система перемещения содержит по меньшей мере один электрический двигатель и по меньшей мере один вал. Вал обеспечивает относительное вращение муфты и блокирующего пальца посредством усилия от электрического двигателя. Блокирующее устройство содержит систему мониторинга положения, выполненную с возможностью мониторинга положения блокирующего пальца. Блокирующее устройство выполнено так, что при измерении положения блокирующего пальца положение блокирующего пальца определяется измерением положения направляющего штифта. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх