РАЗЪЕДИНИТЕЛЬ

Полезная модель относится к буровой технике, а именно к устройствам для спуска в скважины секций обсадных колонн (хвостовиков), как нецементируемых, так и цементируемых, и может быть использована для всех видов скважин (вертикальных, наклонных, горизонтальных и др.).
Из уровня техники известен разъединитель для спуска и цементирования обсадных колонн [SU 1092269, МПК 7 Е 43 В 33/14, 1984] (1) включающий корпус с радиальными промывочными отверстиями, перекрытыми подвижной втулкой, муфту-воронку и замковый узел, содержащий запорные элементы, зафиксированные передвижной втулкой, при этом он снабжен переходником, размещенным между корпусом и муфтой-воронкой, замковый узел расположен между корпусом и переходником, а запорные элементы выполнены в виде упругих цанг с зацепами, причем переходник жестко связан с муфтой-воронкой, а промывочные отверстия корпуса расположены над переходником. Недостатком данного разъединителя является необходимость разбуривания переходника, что может привести к разрушению цементного камня за муфтой-воронкой в результате высоких переменных динамических нагрузок на долоте при разбуривании и нарушению герметичности места стыковки.
Наиболее близким аналогом заявленной полезной модели можно считать разъединитель, раскрытый в Справочнике КАЛИНИН А.Г. и др. «Бурение наклонных и горизонтальных скважин», М., изд. «Недра», 1997, с.с.547-548. (2)
Для надежного отсоединения от бурильного инструмента используют разъединитель, содержащий транспортный переводник с запорным элементом, установленный внутри основной воронки и соединенный с ней посредством шаровых замков, имеющий средства соединения с бурильными трубами с одной стороны и с НКТ промывной колонны с другой стороны.
Недостатком известного разъединителя является его низкая надежность в случае появления аварийных ситуаций.
Задачей полезной модели является повышение надежности работы разъединителя и его технических характеристик. Решение указанной задачи обеспечивает технический результат, заключающийся в увеличении его грузоподъемности, а также в возможности использования разъединителя в условиях аварийного разъединения.
Данный технический результат достигается тем, что известный разъединитель, содержащий транспортировочный переводник с запорным элементом, установленный внутри основной воронки и соединенный с ней посредством ряда шаровых замков, имеющий средства соединения с бурильными трубами с одной стороны и с НКТ промывной колонны с другой стороны, снабжен узлом аварийного разъединения в виде дополнительной воронки, размещенной со стороны присоединения НКТ промывной колонны с охватом основной воронки, соединенной с ней по левому резьбовому соединению и имеющей средство присоединения хвостовика обсадной колонны, а также сквозной втулкой, закрепленной с помощью срезных штифтов внутри транспортировочного переводника с возможностью фиксации шаровых замков в транспортном положении.
Кроме того, сквозная втулка имеет цанговый замковый узел для закрепления запорного элемента.
Для спуска нецементируемых хвостовиков запорный элемент выполнен в виде втулки с шаром.
Для спуска цементируемых хвостовиков запорный элемент выполнен в виде продавочной пробки.
Для увеличения грузоподъемности разъединитель может быть снабжен дополнительным рядом шаровых замков.
Сквозная втулка выполнена с тороидальными проточками на наружной поверхности, соответствующими рядам шаровых замков.
Разъединитель снабжен упорным переводником, размещенным внутри транспортного переводника для присоединения НКТ промывной колонны.
На фиг.1 приведен разъединитель в соответствии с одним из предлагаемых вариантов - для спуска нецементируемых хвостовиков.
Разъединитель состоит из основной воронки 1, установленной в верхней части секции обсадных труб (хвостовика) с охватом воронки 1 дополнительной воронки 2 аварийного узла, используемой в случае аварийного разъединения, соединенной с основной воронкой 1 посредством левого резьбового соединения А, оборудованной присоединительной резьбой Б для соединения с хвостовиком; транспортировочного переводника 3, соединенного с основной воронкой 1 посредством шаровых замков, оборудованного верхней резьбой В для соединения с допускной колонной (бурильными трубами), и нижней резьбой Г для соединения с промывной колонной. В нижней части транспортировочного переводника имеется упорный переводник 4, а проходное отверстие имеет расширенный участок для захода цанги.
Внутри транспортировочного переводника находится сквозная втулка 5, которая в транспортном положении разъединителя фиксирует шаровые замки, и крепится к транспортировочному переводнику 3 срезными штифтами 6. Нижняя часть втулки 5 выполнена в виде цанги 7, и имеет сужение проходного отверстия (седло под запорный элемент). В наружной поверхности верхней части сквозной втулки 5 имеются тороидальные проточки 8.
Внутри сквозной втулки 5 находится бронзовая втулка 9 запорного элемента, упирающаяся в седло, снабженная уплотнением 10. Внутренний диаметр втулки 9 в точности соответствует диаметру запорного шара. Втулка 9 предназначена для герметизации шара в цанговой части сквозной втулки 5.
Шаровые замки состоят из шаров 11, находящихся в совмещенных отверстиях основной воронки 1 и транспортировочного переводника 3 с незначительным зазором, зафиксированных заглушками 12 и подпружиненными
упругими элементами (пружинами) 13. Для герметизации предусмотрена установка резиновых уплотнительных колец 14, 15, 16.
Для увеличения грузоподъемности разъединителя предусмотрено увеличенное количество шаровых замков, в связи с чем устанавливается два ряда замков, и, соответственно, на втулке 5 имеется две тороидальные проточки 8.
В состав устройства входит запорный элемент - шар или продавочная пробка (на чертеже не показана). В случае спуска цементируемого хвостовика бронзовая втулка 9 отсутствует (извлекается перед сборкой разъединителя) и используется продавочная пробка.
Ниже приведен пример использования разъединителя в случае спуска секций цементируемых обсадных колонн (хвостовиков).
Цементирование производится с использованием продавочной пробки. Для этого должна быть подготовлена цементировочная головка, оборудованная устройством для установки и фиксации пробки и пуска ее без открытия цемголовки. После подачи в скважину расчетного объема цементного раствора, а также продавки в объеме 0,5 расчетного объема промывной колонны производится пуск продавочной пробки и продавка. Избыточным давлением 40-50 атм. (4-5 МПа) производится срез штифтов 6, сквозная втулка 5 вместе с пробкой перемещается вниз до упора внутри транспортировочного переводника 3. При нахождении втулки 5 в нижнем положении происходит раскрытие цанги, продавочная пробка выходит из втулки 5 и продолжает перемещение внутри промывной колонны. Напротив шаровых замков оказываются тороидальные проточки 8 на втулке 5, фиксация шаров 11 снимается.
После срезки штифтов 6 производится плавная разгрузка колонны, при этом снимается нагрузка на шаровые замки, шары 11 освобождаются, и под действием пружин 13 выталкиваются внутрь тороидальных проточек 8 на втулке 5.
В дальнейшем производится плавная натяжка колонны с целью выхода транспортировочного переводника 3 из основной воронки 1. В случае возникновения сомнений в разъединении необходимо повторно плавно разгрузить колонну на забой и произвести расхаживание.
В случае необходимости производится аварийное разъединение по левому резьбовому соединению Б путем вращения обсадной колонны вправо при разгрузке на вес хвостовика.
После разъединения производится смыв цементного раствора, поднявшегося выше «головы» хвостовика и из промывной колонны.
После промывки производится подъем бурильных труб. Вместе с ними из скважины извлекается транспортировочный переводник 3 с втулкой 5.
При спуске нецементируемого хвостовика вместо продавочной пробки используется запорный элемент со стальным шаром.
Технические характеристики разъединителя приведенной конструкции позволяют использовать его для спуска хвостовиков большого веса и длины (до 1500 м). В случае спуска цементируемых секций нет необходимости разбуривания элементов разъединителя или излишнего цемента.