Способ установки профильного перекрывателя в скважине

Способ установки профильного перекрывателя в скважине

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к способам изоляции зон осложнений при бурении скважин и ремонте обсадных колонн перекрывателями из профильных труб.

Известен способ установки профильного перекрывателя в скважине (патент РФ №2321723, МПК Е21В 29/10, опубл. Бюл. №10 от 10.04.2008 г.), включающий соединение секций профильных труб с конечными цилиндрическими участками, спуск перекрывателя в нужный интервал перекрытия, предварительное выправление перекрывателя избыточным давлением, плотное прижатие его к стенкам скважины, причем избыточное давление создается только в верхней секции перекрывателя, а предварительное выправление остальных секций перекрывателя производится клиновым пуансоном.

Недостатками известного способа являются:

- высокие нагрузки при раздаче цилиндрических участков профильного перекрывателя, требующие применения гидродомкрата или другого силового привода;

- дополнительные спускоподъемные операции для окончательной установки профильного перекрывателя.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ установки профильного перекрывателя в скважине (патент РФ №2315170, МПК Е21В 29/10, опубл. Бюл. №2 от 20.01.2008 г.), включающий последовательное герметичное соединение секций профильных труб между собой по профильной образующей и спуск в скважину таким образом, что размещают в устойчивых породах верхний и нижний цилиндрические участки профильного перекрывателя, оснащенные соответственно герметично установленными внутрь с возможностью отсоединения переводником с проходным каналом и башмаком с обратным клапаном, выправляют давлением и механически расширяют цилиндрические участки до прижатия к стенкам скважины, причем соединение секций профильных труб производят при помощи замкового соединения, а механическое расширение цилиндрических участков, по наружным поверхностям которых предварительно устанавливают эластичные манжеты, производят следующим образом: верхнего за счет перемещения переводника, выполненного в виде дорнирующей головки с основным и дополнительным расширяющими конусами, ниже которых расположена кольцевая выборка для фиксации обжатием в верхнем цилиндрическом конце профильного перекрывателя. а нижнего - за счет перемещения вверх башмака, выполненного в виде дополнительной дорнирующей головки с основным и дополнительным расширяющими конусами, выше которых расположена кольцевая выборка для фиксации обжатием в нижнем цилиндрическом участке профильного перекрывателя, причем после механического расширения верхнего цилиндрического участка, но перед механическим расширением нижнего цилиндрического участка переводник опускают по профильному перекрывателю до захвата башмака для его перемещения вверх. Кроме того, для захвата башмака, предварительно сверху оснащенного ловильной головкой, переводник могут оснащать ловильным инструментом, расположенным снизу, а на сопрягающие поверхности замкового соединения перед соединением дополнительно наносят герметизирующий состав.

Основными недостатками этого способа являются:

- возможность возникновения аварийной ситуации при перемещении вверх башмака вплоть до его заклинивания, особенно при раздаче толстостенных труб или труб, нуждающихся в большой степени раздачи, так как башмак выполнен в виде нераздвижной дорнирующей головки, а грузоподъемность буровой вышки ограничена;

- ненадежное крепление переводника и башмака из-за трудности обеспечения соосности ловильного инструмента и ловильной головки в наклонно направленных и горизонтальных скважинах.

Технической задачей изобретения является повышение качества и надежности установки профильных перекрывателей за счет последовательного сверху вниз

- снизу вверх выправления секций перекрывателя раздвижным дорнирующим инструментом, исключающего возникновение аварийных ситуаций, связанных с заклиниванием дорнирующего инструмента.

Техническая задача решается способом, включающим последовательное герметичное соединение секций профильных труб между собой по профильной образующей и спуск в скважину таким образом, что размещают в устойчивых породах верхний и нижний цилиндрические концы профильного перекрывателя, оснащенные соответственно герметично установленными внутрь с возможностью отсоединения переводником с проходным каналом, соединенным сверху с колонной труб, и башмаком с обратным клапаном, выправление давлением и механическое расширение цилиндрических участков до прижатия к стенкам скважины при перемещении переводника вверх и вниз, и отсоединение башмака от перекрывателя с последующим расширением нижнего конца.

Новым является то, что перед перемещением вниз переводник поднимают вверх для расширения верхнего цилиндрического конца, а перед перемещением вверх создается избыточное предварительное давление в колонне труб и переводнике, дополнительно оснащенном сверху выдвигаемыми от давления плашками, которые, расширяясь в рабочее положение, герметизируют по периметру внутреннее пространство перекрывателя, при перемещении переводника вверх в колонне труб не снимают избыточное давление до выхода плашек из перекрывателя, после чего производят отсоединение башмака.

Другим отличием является то, что отсоединение башмака от перекрывателя производят после полного расширения плашками перекрывателя и последующего опускания его до опоры на башмак с созданием избыточного расчетного давления, достаточного для выдавливания башмака на забой скважины и превышающего величину дополнительного избыточного давления.

На фиг.1 показан профильный перекрыватель в зоне осложнения в транспортном положении, на фиг.2 - процесс установки перекрывателя в скважине.

Способ осуществляют в следующей последовательности.

Перекрыватель, состоящий из секций профильных труб 1 (фиг.1), соединенных между собой по профильной образующей, например, при помощи сварки спускают на колонне бурильных труб 2 в интервал зоны осложнения 3 скважины 4. При этом верхний 5 и нижний 6 цилиндрические концы перекрывателя, оснащенные соответственно герметично установленными внутрь с возможностью отсоединения переводником 7 с проходным каналом 8, соединенным сверху с колонной бурильных труб 2, и башмаком 9 с обратным клапаном 10 размещают в устойчивых породах выше и ниже зоны осложнения 3. Благодаря обратному клапану 10 башмака 9 внутренняя полость перекрывателя заполняется скважинной жидкостью. После этого секции профильных труб 1 с помощью насоса (на фиг. не показан) через бурильные трубы 2 и проходной канал 8 переводника 7 выправляют гидравлическим давлением, а затем механически расширяют верхний 5 (фиг.2) и нижний 6 цилиндрические концы перекрывателя до прижатия к стенкам скважины 4 при перемещении переводника 7 вверх и вниз с последующим отсоединением башмака 9 от перекрывателя и дорасширением нижнего цилиндрического конца 6.

При этом перед перемещением вниз переводник 7 (фиг.1, 2), выполненный одновременно как выправляющий инструмент, приподнимают вверх для отсоединения от верхнего цилиндрического конца 5 и его предварительного расширения, продолжая одновременно создавать гидравлическое давление в полости перекрывателя для снижения нагрузки на буровую вышку (на фиг. не показана). После выключения насоса, прикладывая осевую нагрузку вниз от веса колонны бурильных труб 2 на переводник 7, расширяют секции профильных труб 1 до предварительного диаметра. При достижении переводником 7 нижнего цилиндрического конца 6 предварительное выправление перекрывателя прекращают, а в колонне бурильных труб 2 (фиг.2) и переводнике 7 создают с помощью насоса избыточное гидравлическое давление, одновременно начиная поднимать вверх переводник 7, дополнительно оснащенный сверху выдвигаемыми от давления плашками 11, которые, расширяясь в рабочее положение, герметизируют по периметру внутреннее пространство перекрывателя. При перемещении переводника 7 вверх окончательно расширяют секции профильных труб 1 до герметичного прижатия их к стенкам скважины 4, надежно изолируя зону осложнения 3, причем в колонне бурильных труб 2 не снимают избыточное гидравлическое давление до выхода плашек 11 переводника 7 из перекрывателя, что позволяет минимизировать нагрузку на буровую вышку. Затем производят отсоединение башмака 9 от нижнего цилиндрического конца 6 перекрывателя известным способом, например, создав расчетное гидравлическое давление для его выдавливания на забой скважины, после чего довыправляют нижний цилиндрический конец 6 перекрывателя.

Еще одним способом для отсоединения башмака 9 от нижнего цилиндрического конца 6 перекрывателя является выдавливание его на забой скважины после полного расширения плашками 11 переводника 7 секций профильных труб 1 перекрывателя и последующего опускания переводника 7 до опоры на башмак 6 с созданием избыточного расчетного давления от веса колонны бурильных труб 2, превышающего величину избыточного гидравлического давления.

В дальнейшем, при продолжении бурения скважины, башмак 9, изготовленный из легкоразбуриваемого материала, например пластика, разбуривается.

Таким образом, использование изобретения позволяет повысить качество и надежность установки профильных перекрывателей, особенно из толстостенных труб или труб, нуждающихся в большой степени раздачи, за счет последовательного, сначала предварительного сверху вниз, а затем окончательного снизу вверх выправления секций перекрывателя раздвижным дорнирующим инструментом. исключающего возникновение аварийных ситуаций, связанных с заклиниванием дорнирующего инструмента.

1. Способ установки профильного перекрывателя в скважине, включающий последовательное герметичное соединение секций профильных труб между собой по профильной образующей и спуск в скважину таким образом, что размещают в устойчивых породах верхний и нижний цилиндрические концы профильного перекрывателя, оснащенные, соответственно, герметично установленными внутрь с возможностью отсоединения переводником с проходным каналом, соединенным сверху с колонной труб, и башмаком с обратным клапаном, выправление давлением и механическое расширение цилиндрических участков до прижатия к стенкам скважины при перемещении переводника вверх и вниз, и отсоединение башмака от перекрывателя с последующим расширением нижнего конца, отличающийся тем, что перед перемещением вниз переводник поднимают вверх для расширения верхнего цилиндрического конца, а перед перемещением вверх создается избыточное давление в колонне труб и переводнике, дополнительно оснащенном сверху выдвигаемыми от давления плашками, которые, расширяясь в рабочее положение, герметизируют по периметру внутреннее пространство перекрывателя, при перемещении переводника вверх в колонне труб не снимают избыточное давление до выхода плашек из перекрывателя, после чего производят отсоединение башмака.

2. Способ установки профильного перекрывателя в скважине по п.1, отличающийся тем, что отсоединение башмака от перекрывателя производят после полного расширения плашками перекрывателя и последующего опускания его до опоры на башмак с созданием избыточного расчетного давления, достаточного для выдавливания башмака на забой скважины и превышающего величину избыточного давления.