Устройство для ремонта обсадных колонн

Устройство для ремонта обсадных колонн

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к горной промышленности , в частности к устройствам для ремонта обсадных колонн в нефтяных, газовых и других скважинах. Цель - обеспечение надежного перекрытия места разрыва обсадной колонны за счет совпадения внутренних поверхностей перекрывающего элемента и обсадной колонны. Устройство содержит полый корпус с упором на внутренней поверхности и радиальными каналами , установленный на корпусе перекрывающий элемент, сжимаемый пружинами , размещенную в корпусе с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с упором втулку, связанную срезным элементом с корпусом, верхний, нижний подвижные разделительные элементы , полость между которыми заполнена тампонажным раствором, центрирующие и приводные шары. После спуска на нужную глубину, создания давления внутри труб, втулка перемещается до упора и заставляет шары смещаться наружу. Часть шаров, рас-, положенных за сегментами обсадной колонны , отжимает последние от корпуса на расстояние, равное половине разницы между внутренним диаметром ремонтируемой колонны и наружным диаметром корпуса., Другая часть шаров, расположенных выше и ниже сегментов обсадной колонны, центрирует устройство. При достижении втулкой нижнего положения ее радиальные отверстия совпадают с радиальными каналами корпуса для выдавливания тампонажного раствора в зону разрыва. 3 п. ф-лы, 3 ил. ел с со о СА) ел ю 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4901969/03 (22) 11.01.91 (46) 23.03.93. бюл.- t4 11 (71) Кольская комплексная геологоразведоч. ная экспедиция сверхглубокого бурения (72) В. В,Следков (56). В.И.Крылов. Изоляция поглощающих пластов в глубоких скважинах, М., Недра, 1980, с. 174-175.

Авторское свидетельство СССР га 658261, кл. Е 21 В 33/12, 1975. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕМОНТА ОБСАД:НЫХ КОЛОНН (57) Изобретение относится к горной промышленности, в частности к устройствам для ремонта обсадных колонн в нефтяных, газовых и других скважинах. Цель — обеспечение надежного перекрытия места разрыва обсадной колонны за счет совпадения внутренних поверхностей перекрывающего элемента и обсадной колонны, Устройство содержит полый корпус с упором на внутренней поверхности и радиальными каналами, установленный на корпусе

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к устройствам для ремонта обсадных колонн в нефтяных, газовых и др. скважинах.

Цель изобретения — обеспечение надежного перекрытия места разрыва обсадной колонны.

На фиг. 1-3 представлены схемы предлагаемого устройства в транспортном и ра-.,, Ы„, 1803524 А1 перекрывающий элемент, сжимаеМый пружинами, размещенную в корпусе с воэможностью осевого перемещения и взаимодействия с упором втулку, связанную срезным.элементом с корпусом, верхний, нижний подвижные разделительные элементы, полость между которыми заполнена тампонажным раствором, центрирующие и приводные шары. После спуска на нужную глубину, создания давления внутри труб, втулка перемещается до упора и заставляет шары смещаться наружу. Часть шаров, рас- положенных за сегментами обсадной колонны, отжимает последние от корпуса на расстояние, равное половине разницы между внутренним диаметром ремонтируемой колонны и наружным диаметром корпуса., З .

Другая часть шаров, расположенных выше и ниже сегментов обсадной колонны, центрирует устройство. При достижении втулкой нижнего положения ее радиальные отверстия совпадают с радиальными каналами корпуса для выдавливания тампонажного раствора в зону разрыва, 3 и. ф-лы, 3 ил. бочих положениях. Предлагаемое устройство содержит полый корпус 1 с упором,2 на еевич внутренней поверхности и радиальными каналами 3, установленный на корпусе перекрывающий элемент 4, сжимаемый пружинами 12. размещенную в корпусе 1 с врзможностью осевого перемещения и вза,имодействия с упором втулку 5, связанную среэным элементом 6 с корпусом, верхний

1803524

7 и нижний 8 подвижные в осевом направлении разделительные элементы, полость между которыми заполнена тампонажным раствором 9, центрирующие и приводные шары 10, установленные в окнах корпуса 11.

На фиг. 1-3 также представлена зацементированная обсадная колонна 14, имеющая разрыв. Скважина заполнена буровым рас.твором 13.

Устройство работает следующим образом . на дневной поверхности снаружи корпуса 1 (см. фиг. 1) устанавливают сегменты обсадной колонны 4 и сжимают их с помощью пружин 12 в радиальном направлении. Сверху присоединяют трубы с. установленной в них втулкой 5, оборудованной нижним разделительным элементом 8, Готовят тампонажный раствор 9 и заливают во втулку 5, Затем вставляют верхний разделительный элемент 7, перепускной клапан и соединяют с бурильными трубами в обычном порядке, После спуска на нужную глубину, где место разрыва обсадной колонны обработано расширителем, с помощью .насосов внутри бурильных труб создают давление бурового раствора 13 достаточ ное, чтобы втулка 5, преодолев усилие срезного элемента 6, переместилась внутри корпуса 1 до упора 2 на его внутренней поверхности (см. фиг. 2). При этом втулка 5 заставляет шары 10 смещаться наружу.

Часть шаров, расположенных за сегментами обсадной колонны 4, отжимает последние от корпуса 1 на расстояние, равное половине разницы между внутренним диаметром ремонтируемой обсадной колонны

14 и йаружным диаметром корпуса 1. Другая часть шаров, расположенных выше и ниже сегментов обсадной колонны 4, центрирует все устройство относительно находящейся в скважине обсадной колонны, Работающие на сжатие пружины 12 не позволяют сегментам 4 уйти внутрь зоны разрыва. Таким образом, внутренняя поверхность сегментов 4 полностью совпадает с внутренней поверхностью выше- и нижерасположенных обсадных труб, не об разуя ни впадины, ни выступа. При достижении втулкой 5 нижнего положения (см. фиг.

2) радиальные отверстия в ней совмещают° ся с радиальными каналами 3 в корпусе 1 для выдавливания тампонажного раствора

9 в зону разрыва, за сегменты 4, Для этого увеличивают давление в трубах с помощью буровых насосов и верхний разделительный элемент 7 перемещается вниз по втулке 5.

Резкий рост давления, соответствующий моменту посадки верхнего разделительного элемента 7 на нижний 8, свидетельствует об окончании процесса продавки тампонажноro раствора 9. После этого дальнейшим увеличением давления срезают диафрагмы у обоих разделительных элементов и циркуляция бурового раствора 13 идет через втул5 ку в затрубное пространство, вымывая из него излишек тампонажного раствора, как это показано на фиг. 3, После вымывания излишков тампонажного раствора закрывается превентер на устье скважины и под

"0 давлением протекает период ожидания затвердевания цемента (ОЗЦ).

По его окончании производится подъем корпуса.

Например, для ремонта обсадной ко15 лонны с внутренним диаметром 0,22 м и толщиной стенки 0,012 м на глубине 7000 м раздвижными расширителями диаметром

0,295, обработан интервал протяженностью

3 м, Иэ обсадной трубы такой длины выре20 зается два сегмента путем фрезерования шириной 0,024 м. Это позволяет при их закреплении на фиксирующем элементе иметь наружный диаметр в транспортном положении 0,218 м, Для предотвращения

25 вытекания тампонажного состава через две осевые щели, последние перекрываются брезентовыми перегородками, заправленными при транспортировке под сегменты обсадной трубы, Давление среза штифтов, 30 удерживающих втулку, составляет 8 МПа,. давление среза диафрагм 20 МПа. Объем цементного раствора, заливаемого в корпус, составляет 0,2 м .

Для удержания шаров в окнах корпуса

35 при спуске устройства в скважину у наружных окон может быть выполнена кольцевая проточка, куда вставляется разрезное кольцо, внутренний диаметр которого меньше диаметра шаров.

40 Экономический эффект от внедрения предлагаемого устройства обусловлен повышением надежности и долговечности крепи, т,к. на поврежденном участке вновь стоит обсадная труба исходной толщины, не

45 образуя ни выступа, ни впадины, т.е. исключается опасность задиров, затяжек или посадок.

Формула изобретения

1. Устройство для ремонта обсадных ко50 лонн, содержащее гюлый корпус с упором на внутренней поверхности и радиальными каналами, установленный на корпусе перекрывающий элемент, размещенную в корпусе с воэможностью осевого перемещения и

55 взаимодействия с упором корпуса втулку, связанную срезным элементом с корпусом, верхнюю и нижнюю подвижные в осевом, направлении разделительные элементы, по лость между которыми заполнена тампонажным раствором и сообщается в крайнем

1803524 нижнем положении втулки через радиальные каналы корпуса с полостью за корпусом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения надежного перекрытия места разрыва обсадной колонны за счет совпадения внутренних поверхностей перекрывающего элемента и обсадной колонны, оно снабжено центрирующими и приводными шариками, корпус выполнен с окнами, в которых установлены шары с возможностью ограниченного радиального перемещения и взаимодействия в рабочем положении с перекры ва ющим элементом и втулкой, при этом верхний и нижний разделительные элементы размещены в полости втулки.

2. Устройство по и. 1, отл и ч а ю ще ес я тем, что перекрывающий элемент вы5 полнен в виде сегментов с пружинами для фиксации их на корпусе в исходном положении.

3. Устройство пои. 1, отл ич а ю ще е10 с я тем, что, с целью обеспечения удаления излишков тампонажного раствора, разделительные элементы выполнены в виде разрывных диафрагм.

1803524

Фиг. Р

1803524 фиг5

Составитель Е.Устюгов

Техред M,Mîðråíòàë Корректор„ H.Ревская б

Редактор

Закаэ t038 . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101