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. 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.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является «Соединение профильных труб перекрывателей скважин» (патент РФ на полезную модель №56932,7 Е 21 В 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. высока вероятность деформации муфтового конца наружного стыка соединения в районе конусных взаимообращенных поверхностей труб при превышении момента их свинчивания, что может привести к разгерметизации соединения.
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 уплотнительных колец, первое из которых установлено в расширенном кольцевом муфтовом конце со стороны внутреннего стыка резьбы между взаимообращенными цилиндрическими поверхностями муфтовой и ниппельной резьбы.
Новым является то, что торец ниппельной резьбы снабжен цилиндрическим удлинением с концевым внутренним утолщением, а взаимообращенная цилиндрическая поверхность ниппельной резьбы дополнительно снабжена резьбой меньшего профиля, чем основная резьба, причем цилиндрический конец между
профильным участком трубы и ниппельной резьбой оснащен упором с конусным торцом, снабженным вторым уплотнительным - кольцом, при этом торец муфтовой резьбы удлинен цилиндрической втулкой относительно этой резьбы и выполнен в виде конуса, выполненного с возможностью герметичного взаимодействия через второе уплотнительное кольцо с конусным торцом упора, а между муфтовой резьбой и профильным участком трубы выполнена внутренняя цилиндрическая выборка с возможностью расположения напротив внутреннего утолщения цилиндрического удлинения ниппельной резьбы при окончательном свинчивании резьб.
На Фиг.1 изображено соединение профильных труб перекрывателей скважин (разрез): на Фиг.2 - вид «А» - увеличенное изображение уплотнительного кольца в муфтовом 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, одно из которых выполнено в виде кольца 7 из упругого уплотнительного материала с низким коэффициентом трения, например, тефлона (см Фиг.1, 2) и установлено в расширенном кольцевом муфтовом конце 8 со стороны внутреннего стыка резьбы между взаимообращенными цилиндрическими поверхностями 8 и 9 муфтовой 5 и ниппельной 6 резьб (см. Фиг.1).
Причем торец ниппельной резьбы 6 снабжен цилиндрическим удлинением 10 с концевым внутренним утолщением 11, а взаимообращенная цилиндрическая поверхность 9 ниппельной резьбы 6 дополнительно снабжена резьбой 12 меньшего профиля, чем основная резьба 6 (см. Фиг.2).
При этом цилиндрический конец 4 (см. Фиг.1) между профильным участком трубы 1 и ниппельной резьбой 6 оснащен запрессованным на него упором 13 с конусным торцом 14 и уплотнительным кольцом 15 из «мягкого" металла, например, алюминия.
А торец муфтовой резьбы 5 имеет цилиндрическое удлинение 16 с конической поверхностью 17, взаимодействующей с конусным торцом 14 упора 13 через уплотнительное кольцо 15, герметизируя соединение от действия наружного давления.
Между муфтовой резьбой 5 и профильным участком трубы 2 выполнена внутренняя цилиндрическая выборка 18. имеющая форму перевернутой трапеции и располагающаяся напротив концевого внутреннего утолщения 11 цилиндрического удлинения 10 ниппельной резьбы 6 после свинчивании резьб.
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 уплотнительных колец 7 и 15. 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 уплотнительное кольцо 7. взаимодействуя с ниппельной резьбой 12 меньшего, чем основная резьба 6. профиля на величину, допускающую упругое сжатие материала кольца, 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 внутреннее кольцевое утолщение 11 на цилиндрическом удлинении 10 ниппельной резьбы 6 задавливается во внутреннюю цилиндрическую выборку 18 муфтового конца 3, образуя, по сути, «замковое» соединение друг с другом.
Преимущество предлагаемой конструкции соединения заключается в том, что обеспечивается его герметичность от внешнего и внутреннего давления, исключаются механические повреждения уплотнительных колец при свинчивании резьб, а «замковое» соединение надежно фиксирует соединяемые трубы, предотвращая их самоотвинчивание при развальцовке перекрывателя, а также позволяет предотвратить «концевой эффект», 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.