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 «Устройство для перекрытия зоны осложнения в скважине» (а.с. СССР №1712581, Е 21 В 29/10, 33/13, опубл. Бюл. №6 от 15.02.92 г.), включающее профильную трубу с цилиндрическими участками по концам, на нижнем из которых размещен башмак с обратным клапаном, а на верхнем - расширитель с якорным элементом, жестко связанные с дорнирующей головкой, размещенной над профильной трубой и имеющей узел соединения под бурильные трубы, при этом на цилиндрических участках профильной трубы выполнены наружные кольцевые проточки под уплотнительные элементы и соответствующие проточкам внутренние кольцевые выступы, причем якорный элемент выполнен в виде наружного выступа на расширителе, а цилиндрический участок профильной трубы под внутренним кольцевым выступом имеет кольцевую канавку для размещения выступа расширителя в исходном положении, при этом профильная труба выполнена секционной с кольцевыми уплотнениями, размещенными во внутренние кольцевые проточки наружной резьбы между боковыми сопрягаемыми поверхностями секций.
Недостатком данного устройства является низкая надежность соединения секций профильных труб, так как уплотнительный элемент расположен только с одной внутренней стороны резьбового соединения. Кроме того, высока вероятность выдавливания уплотнительного элемента во внутреннюю полость перекрывателя в зазор между боковыми сопрягаемыми поверхностями секций под действием внешнего затрубного давления или при развальцовке перекрывателя, что может привести к разгерметизации изолированных зон осложнений скважины.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является «Соединение профильных труб перекрывателей скважин» (а.с. СССР №1367586, Е 21 В 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 сложность изготовления в части образования расширенных в радиальном направлении кольцевых участков (буртов), а также вероятность выдавливания эластичного кольца со стороны внутреннего стыка резьбы и его повреждения инструментом при увеличении диаметра перекрывателя. Кроме того, в случае неплотного прижатия перекрывателя к стенкам скважины, наружный герметизирующий элемент не обеспечивает герметичность резьбового соединения от внешнего давления.
Технической задачей предлагаемого устройства является создание такого соединения профильных труб, которое после развальцовки или дорнирования обеспечивает надежную герметизацию соединений.
Техническая задача достигается тем, что в описываемом соединении профильных труб перекрывателей скважин, содержащем 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; согласно предложению 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.
Другим отличием соединения является то, что эластичные кольца дополнительно снабжены кольцевыми выступами.
На Фиг.1 изображено соединение профильных труб перекрывателей скважин (разрез); на Фиг.2 - вид «А», увеличенное изображение эластичного кольца в муфтовом конце трубы; на Фиг.3 - вид «Б», увеличенное изображение эластичного кольца на ниппельном конце трубы.
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 средств герметизации соединения, выполненных в виде двух эластичных колец 7 и 8, одно из которых 7 (см. Фиг.1 и 2) установлено в расширенном кольцевом муфтовом конце 9 со стороны внутреннего стыка резьбы между взаимообращенными цилиндрическими поверхностями 9 и 10 (см. Фиг.1). А ниппельный конец 4 снабжен сужением 11 под второе эластичное кольцо 8 (см. Фиг.1 и 3) со стороны наружного стыка резьбы между взаимообращенными цилиндрическими поверхностями 11 и 12 (см. Фиг.1), причем наружный стык соединения выполнен в виде конусных плотно прилегающих взаимообращенных поверхностей 13 и 14 труб 1 и 2 соответственно.
Кроме того, эластичные кольца 7 и 8 могут дополнительно снабжаться кольцевыми выступами 15 и выборками 16 (см. Фиг.2 и 3).
Соединение работает следующим образом. Профильные трубы 1 и 2 (см. Фиг.1) свинчивают соответственно концами 3 и 4 их муфтовой 5 и ниппельной 6 резьбами на устье скважины, контролируя при этом целостность эластичных колец 7 и 8. При этом поверхности 13 и 14 соответственно труб 1 и 2 плотно прилегают, исключая полностью несанкционированные перетоки жидкости через соединение труб 1 и 2. Далее 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 уплотняет резьбовое соединение
до полного выправления профильных частей перекрывателя. Затем развальцевателем или дорном расширяют цилиндрический участок соединения до плотного прилегания его к стенкам скважины (не показана). При этом цилиндрический участок 10 ниппельного конца 4 развальцовываясь, частично заходит в расширенный кольцевой муфтовый конец 9, уплотняя и запирая эластичное кольцо 7 (см. Фиг.2), кольцевые выступы 15 которого сжимаясь заполняют кольцевые выборки 16, надежно герметизируя соединение от действия внутреннего давления. Одновременно цилиндрический участок 12 муфтового конца 3 частично заходит в сужение 11 ниппельного конца 4. При этом эластичное кольцо 8 (см. Фиг.3) сжимается, кольцевые выступы 15 заполняют впадины 16, герметизируя соединение от действия наружного давления.
Преимущество предлагаемой конструкции соединения заключается в том, что обеспечивается его герметичность от внешнего и внутреннего давления, а стык по конусу надежно фиксирует соединяемые трубы, предотвращая их самоотвинчивание при развальцовке перекрывателя.
Кроме того, форма выполнения эластичных колец позволяет повысить надежность соединения за счет большего контактного давления даже при проявлении «концевого эффекта», когда ниппельные концы труб, деформируясь при развальцовке, отходят внутрь труб от муфтовых концов. Использование предлагаемой конструкции соединения профильных труб перекрывателей скважин позволяет обеспечить высокое качество изоляции зон осложнения бурения и нарушения герметичности обсадных колонн в скважинах.