разъединительное устройство для установки хвостовика в скважине

Формула изобретения

Разъединительное устройство для установки хвостовика в скважине, включающее выполненные с возможностью телескопического взаимодействия между собой верхний и нижний корпусы с шариковыми фиксаторами между ними, седло, выполненное с возможностью взаимодействия изнутри с шариковым фиксатором и продольного ограниченного упором вниз после срезания разрушаемого элемента, отличающееся тем, что упор расположен в нижней части верхнего корпуса, в который вставлено и зафиксировано разрушаемым элементом от перемещения в транспортном положении седло под бросовый шар, при этом в нижнем корпусе изнутри выполнена кольцевая выборка с верхней и нижней фасками под шариковые фиксаторы, а верхний торец нижнего корпуса выполнен в виде воронки с выборами по периметру, причем верхний корпус снаружи снабжен кольцевым утолщением с выступами на нижнем торце под выборки нижнего корпуса, причем на наружной поверхности верхней части нижнего корпуса расположен уплотнительный узел, выполненный с возможностью герметичного взаимодействия со стенками скважины.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, конкретно к строительству и ремонту скважин.

Известно разъединительное устройство (патент RU № 2271432, Е21В 17/06, опубл. в Бюл. № 7 от 10.03.2006), включающее составной корпус, состоящий из верхней и нижней частей, соединенных между собой посредством шарового затвора, размещенного в радиальном канале корпуса и зафиксированного посредством пробки, и седло с контейнером под бросовый клапан.

Известно также разъединительное устройство (патент RU № 2136840, Е21В 17/06, 43/10, опубл. в Бюл. № 25 от 10.09.1999 г.), включающее выполненные с возможностью телескопического взаимодействия между собой внутренний и наружный корпуса с шариковым фиксатором между ними, седло со стопорным кольцом, выполненное с возможностью телескопического взаимодействия с внутренним корпусом и шариковым фиксатором.

Недостатками известных устройств является то, что при передаче крутящего момента и осевой нагрузки через шаровый затвор интенсивно разбиваются посадочные сопряжения шар-корпус и повышается вероятность их отказа при разъединении, особенно в горизонтальных частях скважины. Кроме этого, не предусмотрена герметизация затрубного пространства скважины при спуске хвостовика без его цементации.

Задачами предлагаемого технического решения являются повышение надежности работы и расширение функциональных возможностей разъединительного устройства для установки хвостовика в скважине.

Поставленная техническая задача решается описываемым разъединительным устройством для установки хвостовика в скважине, включающим выполненные с возможностью телескопического взаимодействия между собой верхний и нижний корпуса с шариковыми фиксаторами между ними, седло, выполненное с возможностью взаимодействия изнутри с шариковым фиксатором и продольного ограниченного упором вниз после срезания разрушаемого элемента.

Новым является то, что упор расположен в нижней части верхнего корпуса, в который вставлено и зафиксировано разрушаемым элементом от перемещения в транспортном положении седло под бросовый шар, при этом в нижнем корпусе изнутри выполнена кольцевая выборка с верхней и нижней фасками под шариковые фиксаторы, а верхний торец нижнего корпуса выполнен в виде воронки с выборами по периметру, причем верхний корпус снаружи снабжен кольцевым утолщением с выступами на нижнем торце под выборки нижнего корпуса, причем на наружной поверхности верхней части нижнего корпуса расположен уплотнительный узел, выполненный с возможностью герметичного взаимодействия со стенками скважины.

На чертеже приведена общая схема разъединительного устройства для установки хвостовика в скважине (технологические соединения, не влияющие на работоспособность изделия, не показаны).

Разъединительное устройство для установки хвостовика в скважине (устройство) включает верхний корпус 1 с муфтой 2 утолщением 3 и внутренней резьбой 4 на конце, телескопически установленный вовнутрь нижнего корпуса 5 с утолщением 6 и наружной резьбой 7 на нижнем конце. По периметру утолщения 3 верхнего корпуса 1 выполнены выступы 8 под выборки 9 на торце утолщения 6 нижнего корпуса 5 и воронка 10. В нижнем корпусе 5 изнутри выполнена кольцевая выборка 11 с верхней 12 и нижней 13 фасками для шариковых фиксаторов 14, размещенных в отверстиях 15 верхнего корпуса 1 и изнутри опирающихся на седло 16, прикрепленное к корпусу 1 срезными штифтами 17. Сопряжения седла 16 с верхним корпусом 1 снабжены уплотнительными элементами 18. На внутреннюю резьбу 4 корпуса 1 навинчен упор 19 с пазами 20 под ключ. На наружной поверхности верхней части нижнего корпуса 5 расположен уплотнительный узел 21 в виде секций манжет 22 установленных на ней с натягом и выполненных в виде наборных уплотнительных шайб 23, между которыми установлены пружинные шайбы 24, причем диаметры шайб в секциях манжет 22 превосходят внутренний диаметр скважины в месте их сопряжения. Секции манжет 22 стянуты между собой через вставки 25 болтовым соединением 26. Устройство изготавливают из материалов, способных работать в скважинных условиях.

Собирают устройство следующим образом. Вовнутрь верхнего корпуса 1 устанавливают седло 16 с манжетами 18, на резьбу 4 навинчивают упор 19 и телескопически вводят его вовнутрь нижнего корпуса 5 таким образом, чтобы его выступы 8 вошли в зацепление с выборками 9. При этом совпадают отверстия 15 и кольцевая выборка 11, в которые размещают шариковые фиксаторы 14 и подпирают их изнутри седлом 16, зафиксировав его срезными штифтами 17 к верхнему корпусу 1 через технологические отверстия (не показаны). Затем одевают уплотнительный узел 21.

Работает устройство следующим образом.

Устройство присоединяют с помощью наружной резьбы 7 нижнего корпуса 5 к спускаемому хвостовику (не показан) и на колонне подъемных труб (не показана), навинченных на резьбу муфты 2 верхнего корпуса 1, спускают в скважину (не показана) до места установки с одновременным вращением и циркуляцией промывочной жидкости. При этом крутящий момент передается хвостовику через зацепления выступов 8 с выборками 9, а осевая нагрузка - через шариковые фиксаторы 14. После достижения места установки хвостовика в скважине в колонну подъемных труб вводят шар 27, не прекращая циркуляцию промывочной жидкости. Шар 27 садится в седло 16 и перекрывает проходное сечение устройства. Под действием создаваемого давления жидкости срезаются штифты 17, и седло 16 с шаром 27 перемещается вниз до упора 19. При этом открываются радиальные отверстия 15 и шариковые фиксаторы 14 выпадают во внутреннюю полость, освобождая корпуса 1 и 5 друг от друга. Этому способствуют (радиально подталкивают шариковые фиксаторы 14) также верхняя 12 и нижняя 13 фаски кольцевой выборки 11 при перемещении нижнего корпуса 5. Верхний корпус 1, седло 16 с шаром 27, шариковые фиксаторы 14 и упор 19 на колонне подъемных труб поднимают на поверхность и они пригодны к повторному использованию, а нижний корпус 5 с уплотнительным узлом 21 и хвостовиком остаются в скважине. Уплотнительный узел 21 герметизирует затрубное пространство скважины в месте его установки. Оставшаяся внутри колонны подъемных труб жидкость вытекает через радиальные отверстия 15 в скважину. Выполненная в верхнем торце нижнего корпуса 5 воронка 10 исключает зацепление спускаемого в скважину другого оборудования.

Преимущества предложенного разъединительного устройства для установки хвостовика в скважине заключается в следующем. Передача крутящего момента от колонны подъемных труб к хвостовику при его спуске в скважину через специальный механизм разгружает шариковые фиксаторы и значительно уменьшает вероятность разбивания их сопряжении, а взаимодействие фасок внутренней проточки нижнего корпуса с шариковыми фиксаторами способствует гарантированному их выталкиванию из отверстий верхнего корпуса при их разъединении, что повышает надежность срабатывания устройства даже в горизонтальных скважинах. При этом уплотнительный узел на нижнем корпусе остается вместе с хвостовиком в скважине и герметизирует затрубное пространство скважины в месте его установки. Выполненная в верхнем торце нижнего корпуса воронка исключает зацепление спускаемого в скважину другого оборудования. Устройство применимо и в наклонно горизотальных скважинах.