СОЕДИНЕНИЕ ПРОФИЛЬНЫХ ТРУБ ПЕРЕКРЫВАТЕЛЕЙ СКВАЖИН

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности, к соединениям профильных труб между собой, расширяемых в процессе перекрытия ими зон осложнения бурения или нарушения герметичности обсадных колонн в скважинах.
Известно «Соединение профильных труб перекрывателей скважин» (а.с. СССР №1367586, Е21В 33/12, опубл. Бюл. №33 от 27.11.96 г.), содержащее профильные трубы, соединяемые концы которых выполнены цилиндрического профиля и снабжены резьбой на взаимообращенных поверхностях, а также средства герметизации соединения, при этом соединяемые концы выполнены с буртами, образованными расширенными в радиальном направлении кольцевыми участками, а средства герметизации выполнены в виде эластичных колец, одно из которых расположено между взаимообращенными торцами буртов на наружной поверхности соединения с возможностью перекрытия наружного стыка, а второе - в расширенном кольцевом участке со стороны внутреннего стыка резьбы между взаимообращенными цилиндрическими поверхностями резьбового и кольцевого участков, при этом резьба выполнена цилиндрической с прямоугольным профилем.
Недостатком данного соединения является высокая вероятность выдавливания эластичного кольца со стороны внутреннего стыка резьбы и его повреждения инструментом при развальцовке перекрывателя. Кроме того, в случае неплотного прижатия перекрывателя к стенкам скважины, наружный герметизирующий элемент не обеспечивает герметичность резьбового соединения от внешнего давления.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является «Соединение профильных труб перекрывателей скважин» (патент РФ на полезную модель №56932, 7 Е21В 29/10, опубл. Бюл. №27 от 27.09.06 г.), содержащее профильные трубы, соединяемые концы которых выполнены цилиндрического
профиля и снабжены муфтовой и ниппельной резьбой на взаимообращенных поверхностях, а также средства герметизации соединения, выполненные в виде двух эластичных колец, одно из которых установлено в расширенном кольцевом муфтовом конце со стороны внутреннего стыка резьбы между взаимообращенными цилиндрическими поверхностями резьбового и кольцевого участков, при этом ниппельный конец снабжен сужением под второе эластичное кольцо со стороны наружного стыка резьбы между взаимообращенными цилиндрическими поверхностями резьбового и кольцевого участков, причем наружный стык выполнен в виде конусных, плотно прилегающих взаимообращенных поверхностей труб. Кроме того, эластичные кольца могут снабжаться кольцевыми выступами.
Недостатком данного соединения является низкая герметичность перекрытия вследствие перекоса и «зажевывания» (механического повреждения) эластичных колец при свинчивании труб. Кроме того, при большом проценте раздачи профильных труб эластичные кольца могут потерять свою первоначальную форму, что может привести к снижению контактных давлений в месте уплотнения и разгерметизации соединения.
Технической задачей предлагаемого устройства является создание такого соединения профильных труб, которое после развальцовки или дорнирования обеспечивает надежную герметизацию соединений.
Техническая задача решается описываемым соединением профильных труб перекрывателей скважин, содержащем профильные трубы, соединяемые концы которых выполнены цилиндрическими и снабжены муфтовой и ниппельной резьбой на взаимообращенных поверхностях, а также эластичные кольца между взаимообращенными цилиндрическими поверхностями муфтовой и ниппельной резьб.
Новым является то, что взаимообращенные поверхности муфтовых и ниппельных резьб покрыты эластичным герметизирующим материалом.
На Фиг.1 изображено соединение профильных труб перекрывателей скважин (частично в разрезе); на Фиг.2 - то же после раздачи в скважине.
Соединение (см. Фиг.1) состоит из профильных труб 1 и 2, соединяемые концы которых 3 и 4 выполнены цилиндрического профиля и снабжены муфтовой 5 и ниппельной 6 резьбой на взаимообращенных поверхностях, а также эластичных колец 7 и 8, одно из которых 7 установлено со стороны внутреннего стыка
резьбы между взаимообращенными цилиндрическими поверхностями 9 и 10 соответственно муфтовой 5 и ниппельной 6 резьб. А второе эластичное кольцо 8 расположено со стороны наружного стыка резьбы между взаимообращенными цилиндрическими поверхностями 11 и 12 также муфтовой 5 и ниппельной 6 резьб.
При этом взаимообращенные поверхности муфтовой 5 и ниппельной 6 резьб покрыты эластичным герметизирующим материалом 13, например, битумной мастикой или материалом на основе фторполимеров.
Соединение работает следующим образом. На взаимообращенные поверхности муфтовой 5 и ниппельной 6 резьб соединяемых цилиндрических концов 3 и 4 профильных труб 1 и 2 предварительно наносят эластичный герметизирующий материал 13 непосредственно перед свинчиванием и спуском в скважину или в заводских условиях.
Далее, профильные трубы 1 и 2 (см. Фиг.1, 2) свинчивают соответственно концами 3 и 4 их муфтовой 5 и ниппельной 6 резьбами на устье скважины, контролируя при этом целостность уплотнительных колец 7 и 8. После чего спускают перекрыватель на колонне бурильных труб (не показано) до интервала его установки и нагнетанием жидкости под давлением внутрь перекрывателя выправляют его профильные части.
При этом эластичное кольцо 7 воспринимает на себя внутреннее давление и взаимодействуя с цилиндрическими поверхностями 9 и 10 муфтовой 5 и ниппельной 6 резьб уплотняет резьбовое соединение до полного выправления профильных частей перекрывателя.
Затем развальцевателем или дорном расширяют цилиндрический участок соединения до плотного прилегания его к стенкам скважины 14 (см. Фиг.2). При этом эластичное кольцо 8 сжимается и, в пределах упругой деформации, взаимодействуя с цилиндрическими поверхностями 11 и 12 муфтовой 5 и ниппельной 6 резьб герметизирует соединение от действия наружного давления до полной его раздачи.
Одновременно, по мере раздачи соединения, эластичный герметизирующий материал 13 перетекает в зазоры 15 между поверхностями муфтовой 5 и ниппельной 6 резьб, образующиеся в результате неравномерной продольной деформации
материала ниппельной части относительно муфтовой при расширении цилиндрического участка, усиливая герметизирующий эффект резьбового соединения.
Преимущество предлагаемой конструкции соединения заключается в том, что обеспечивается его герметичность от внешнего и внутреннего давления при установке перекрывателя, а эластичный герметизирующий материал независимо от величины раздачи профильных труб надежно уплотняет резьбовое соединение на весь срок службы перекрывателя.
Использование предлагаемой конструкции соединения профильных труб перекрывателей скважин позволяет обеспечить высокое качество изоляции зон осложнения бурения и нарушения герметичности обсадных колонн в скважинах.