УСТЬЕВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ОБВЯЗКИ КОЛОНН ОБСАДНЫХ ТРУБ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к области добычи пластовых жидкостей и газа и предназначена для обвязки колонн труб скважин.
Известно устьевое оборудование для обвязки колонны обсадных труб по патенту RU 6832, фиг.1, принятое в качестве ближайшего аналога-прототипа.
Известное устьевое оборудование содержит установленный на кондуктор скважины внешний корпус, внутренний корпус, кольцевую накидную крышку и уплотнение. На внешней поверхности внутреннего корпуса выполнен посадочный конус, опирающийся на посадочный конус внешнего корпуса, выполненный на внутренней поверхности последнего. Посадочный конус внешнего корпуса имеет разность диаметров большего и меньшего сечений в пределах от 4 до 6 мм, что на сторону составляет 2-3 мм. Наличие такой узкой в радиальном направлении ленты конусной поверхности снижает надежность внешнего корпуса, так как при спуске в скважину бурильной, а затем обсадной колонн (при снятом внутреннем корпусе) происходит износ посадочного конуса внешнего корпуса из-за ударов по нему буровых замков и муфт. Такой износ посадочного конуса может привести к тому, что внутренний корпус с присоединенной к нему колонной обсадных труб может провалиться сквозь внешний корпус, что создаст аварийную ситуацию.
Техническим результатом предложенной полезной модели является устранение недостатка прототипа, а именно повышение надежности устьевого оборудования.
Технический результат достигается следующим решениями, объединенными единым изобретательским замыслом.
По первому техническому решению в устьевом оборудовании для обвязки колонн обсадных труб, содержащем соосные внешний и внутренний корпуса с посадочными конусами, согласно первой полезной модели посадочный конус внешнего корпуса выполнен из материала, твердость и ударная вязкость которого превышают твердость и ударную вязкость материала корпуса.
Материал посадочного конуса нанесен на материал внешнего корпуса путем наплавки на него электрода.
В качестве наплавочного может быть применен электрод марки ОЗН-400.
В качестве наплавочной может быть применена порошковая проволока марки OK.Tubrodur 15.42(MF1-400/DIN8555).
По второму техническому решению в устьевом оборудовании для обвязки колонн обсадных труб, содержащем соосные внешний и внутренний корпуса с посадочными конусами, согласно второй полезной модели посадочный конус внешнего корпуса упрочнен материалом, твердость и ударная вязкость которого превышают твердость и ударную вязкость материала корпуса.
Посадочный конус внешнего корпуса может быть упрочнен путем напыления на него материала Metco 449Р.
Обычно корпуса устьевого оборудования изготавливают из стали 35ХМЛ ГОСТ 977-88.
Ниже приведена сопоставительная таблица №1 механических характеристик указанной стали и материалов, упрочняющих посадочный конус корпуса.
Таблица №1
Наименование материала
Твердость НВ ед.
Ударная вязкость Дж/см<sup>2</sup>
Сталь 35ХМЛ
229-269
20-25
Электрод ОЗН-400М
350-450
28-33
Порошковая проволока OK.Tubrodur 15.42(MF1-400/DIN8555)
330-430
29-35
Напыление Metco 449Р
360-480
28-33
Заявителем были изготовлены образцы - прямоугольные пластины толщиной 10 мм из стали 35ХМЛ. Боковые поверхности двух из них были подвергнуты механической обработке до получения высоты микронеровнстей . На боковую поверхность одного образца был напылен материал Metco 449Р. Высота покрытия составила 52 мкм. На боковых поверхностях двух других образцов было выполнено по одной канавке глубиной 3 мм и шириной 8 мм. В канавку одного из образцов был наплавлен материал электродом ОЗН - 400, в канавку другого образца был наплавлен материал порошковой проволокой OK.Tubrodur 15.42(MF1-400/DIN8555). Высота валиков наплавленного материала над поверхностями образцов составила 2 мм. Затем валики наплавленного материала были подвергнуты механической обработке до получения высоты микронеровностей . Далее все четыре образца были подвергнуты лабораторным испытаниям с целью определения механических характеристик полученных чистовых поверхностей образцов. Результаты испытаний приведены в таблице №2.
Таблица №2
Наименование материала
Твердость НВ ед.
Ударная вязкость Дж/см<sup>2</sup>
Сталь 35ХМЛ
253
23
Электрод ОЗН-400М
410
31
Порошковая проволока OK.Tubrodur 15.42(MF1-400/DIN8555)
421
33
Напыление Metco 449Р
398
32
Представленные таблицы показывают, что механические характеристики материалов для наплавки и напыления превышают механические характеристики материала корпуса, следовательно их применение для упрочнения посадочного конуса значительно повышает надежность внешнего корпуса, а значит и устьевого оборудования в целом.
Сущность полезной модели поясняется рисунками.
На рисунке 1 изображен общий вид устьевого оборудования, совмещенный с частичным разрезом.
На рисунках 2 и 3 показаны местные вырывы А и В на рисунке 1, при этом внутренний корпус условно не показан.
Устьевое оборудование содержит внешний корпус 1 и внутренний корпус 2, выполненные из стали 35ХМЛ. На корпусах 1 и 2 выполнены посадочные конусы 3, причем посадочный конус внешнего корпуса 1 выполнен из наплавленного на корпус более прочного металла 4 или же он может быть напылен более прочным металлом 5. Устьевое оборудование содержит также накидную гайку 6, уплотнение 70.
При черновой механической обработке внешнего корпуса 1 на месте будущего посадочного конуса 3 выполняют технологическую канавку, в которую затем наплавляют упрочняющий металл, после чего производят чистовую механическую обработку корпуса 1.