ОБВЯЗКА ОБСАДНЫХ КОЛОНН

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устьевому оборудованию для строительства и эксплуатации нефтяных скважин и предназначена для герметизации устья скважины.
Известна конструкция обвязки обсадных колонн, описанная в патенте Российской Федерации №2254440 на изобретение «Колонная головка для герметизации устья скважины» по классу Е21В 33/04, заявленном 17.11.2003 г., опубл. 20.06.2005 г.
Указанная обвязка обсадных колонн, устанавливаемая на кондуктор скважины, содержит корпус с фланцами, клиновую подвеску и пакерующий узел (пакер), состоящий из верхнего и нижнего нажимных колец, между которыми размещен уплотнитель (уплотнительное кольцо), отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена двумя опорными полукольцами и стяжными шпильками, опорные полукольца размещены под нижним нажимным кольцом с опорой на клиновую подвеску, верхнее и нижнее нажимные кольца выполнены в виде двух симметричных относительно друг друга разъемных полуколец, в полукольцах нижнего нажимного кольца жестко крепятся стяжные шпильки, в полукольцах верхнего нажимного кольца выполнены сквозные отверстия для прохождения через них стяжных шпилек, уплотнитель выполнен со сквозными отверстиями, аналогичными сквозным отверстиям верхнего нажимного кольца, и разрезан в одном месте по всей высоте под углом 45°, при этом места соединения полуколец верхнего и нижнего нажимных колец смещены относительно друг друга на 90°, а место разреза уплотнителя - на 45° относительно любого из нажимных колец.
Недостатками описанной выше обвязки обсадных колонн являются повышенная металлоемкость и трудоемкость при монтаже, обусловленные тем, что пакер обвязки имеет три комплекта опорного и нажимных полуколец и стяжные шпильки для стяжки верхних и нижних нажимных полуколец, а уплотнительное кольцо разрезано в одном месте по всей высоте под углом 45°. К тому же места соединения полуколец верхнего и нижнего нажимных колец смещены относительно друг друга на 90°, а место разреза уплотнителя - на 45° относительно любого из нажимных колец. Все это создает сложности при монтаже в полевых условиях.
Задачей заявляемой полезной модели является снижение металлоемкости и затрат на монтаж обвязки обсадных колонн.
Техническим результатом, позволяющим решить указанную задачу, является уменьшение числа крепежных элементов, упрощение и снижение трудоемкости монтажа оборудования.
Указанный результат достигается тем, что:
1. в известной обвязке обсадных колонн, устанавливаемой на кондуктор скважины и содержащей корпус с фланцем, клиновую подвеску и пакер, состоящий из верхнего и нижнего колец, между которыми размещено уплотнительное кольцо, согласно полезной модели, на верхней части корпуса обвязки посредством резьбового соединения закреплен съемный фланец, а верхнее нажимное кольцо пакера имеет на наружной поверхности резьбу для вворачивания в резьбу, выполненную внутри верхней части съемного фланца.
2. в обвязке обсадных колонн по п. 1, согласно полезной модели, в клиньях подвески сверху выполнены глухие отверстия с внутренней резьбой.
Закрепление на верхней части корпуса обвязки посредством резьбового соединения съемного фланца, выполнение верхнего нажимного кольца пакера, имеющим на наружной поверхности резьбу для вворачивания в резьбу, выполненную внутри верхней части съемного фланца, позволяет уменьшить число крепежных элементов, закрепляя верхнее нажимное кольцо пакера непосредственно внутри съемного фланца, а также упростить и снизить трудоемкость монтажа оборудования, что дает возможность снизить металлоемкость и затраты на монтаж обвязки обсадных колонн.
При этом в клиньях подвески сверху могут быть выполнены глухие отверстия с внутренней резьбой.
Предлагаемая совокупность существенных признаков сообщает заявляемой обвязке обсадных колонн новые свойства, позволяющие решить поставленную задачу.
Заявляемая обвязка обсадных колонн обладает новизной по сравнению с прототипом, отличаясь от него тем, что:
1. на верхней части корпуса обвязки посредством резьбового соединения закреплен съемный фланец, а верхнее нажимное кольцо пакера имеет на наружной поверхности резьбу для вворачивания в резьбу, выполненную внутри верхней части съемного фланца,
2. в клиньях подвески сверху выполнены глухие отверстия с внутренней резьбой.
Заявляемая полезная модель может найти широкое применение в нефтегазодобывающей промышленности, в частности, в устьевом оборудовании для строительства и эксплуатации нефтяных скважин, поэтому она соответствует критерию «промышленная применимость».
Заявляемая обвязка обсадных колонн иллюстрируется чертежами, где представлены на:
Фиг. 1. Общий вид обвязки обсадных колонн с разрезом.
Фиг. 2. Вид сверху клиновой подвески.
Обвязка обсадных колонн, представленная на чертежах (см. фиг. 1 и 2), содержит корпус 1, устанавливаемый с помощью муфты на кондуктор скважины (на чертеже не показаны). На верхней части корпуса 1 обвязки посредством резьбового соединения закреплен съемный фланец 2.
Корпус 1 имеет внутренний посадочный конус, на котором установлена клиновая подвеска, состоящая из трех клиньев 3 с зубчатой внутренней поверхностью. В клиньях 3 сверху для удобства манипулирования клиновой подвеской выполнены глухие отверстия 4 с внутренней резьбой. Клинья 3 подвески разнесены по окружности с промежутками и соединены стяжками с возможностью взаимного перемещения. Стяжки выполнены в виде болтов с гайками (на чертеже не обозначены).
Над клиновой подвеской установлен пакер, состоящий из верхнего нажимного 5 и нижнего опорного 6 колец, между которыми размещено резиновое уплотнительное кольцо 7. Нижнее опорное кольцо 6 пакера установлено в корпусе 1 над клиновой подвеской, а верхнее нажимное кольцо 5 имеет на наружной поверхности резьбу для вворачивания в резьбу, выполненную внутри верхней части съемного фланца 2.
Монтаж обвязки обсадных колонн осуществляют следующим образом.
После спуска и цементирования кондуктора в муфту вворачивают корпус 1 обвязки и на него устанавливают съемный фланец 2. По окончании бурения спускают в скважину обсадную колонну, на ее верхней трубе 8, подвешенной на талевой системе, собирают клиновую подвеску и опускают ее во внутреннюю полость корпуса 1 обвязки. Клиновая подвеска под собственным весом скользит по трубе 8 и занимает свое место на внутреннем посадочном конусе корпуса 1. При этом клинья 3 подвески зажимают верхнюю трубу 8, которую отрезают на высоте 120 мм от торца фланца 2.
Внутрь корпуса 1 обвязки обсадных колонн опускают нижнее опорное кольцо 6 пакера до установки на предназначенную для этого расточку в корпусе 1, затем на кольцо 6 укладывают резиновое уплотнительное кольцо 7 и прижимают его, вворачивая верхнее нажимное кольцо 5 в резьбу, выполненную внутри верхней части съемного фланца 2.
После установки пакера монтируют фонтанную арматуру (на чертеже не показана), производят опрессовку обвязки обсадных колонн вместе с эксплуатационной колонной и передают ее в эксплуатацию.
Заявляемая обвязка обсадных колонн по сравнению с прототипом имеет меньшие металлоемкость и затраты на монтаж за счет уменьшения числа крепежных элементов, упрощения и снижения трудоемкости монтажа оборудования.