RU65957U1 - Устройство для ремонта обсадной колонны в скважине - Google Patents

Abstract

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при ремонте обсадных колонн в скважинах, незацементированных в верхней их части. Устройство содержит обсадную колонну и герметизирующую пробку в виде полого упругодеформирующегося корпуса с возможностью превышения им диаметра обсадной колонны, при этом упругодеформирующийся корпус армирован изнутри металлическим стаканом, который зафиксирован снизу на обсадной колонне, причем внутренний диаметр металлического стакана D₁ меньше внутреннего диаметра обсадной колонны D₂ в транспортном положении. Внутри обсадной колонны выше металлического стакана на колонне труб размещен конус, оснащенный снизу расширяющим конусом, изготовленным сборным по диаметру из плашек, которые подпружинены посредством пружины и втулки. Плашки выполнены с возможностью ограниченного перемещения только по конусу вверх. Плашки выполнены с возможностью прижатия упругодеформирующегося корпуса с металлическим стаканом к обсадной колонне и с диаметром основания D₃, меньшим внутреннего диаметра D₁ металлического стакана в его рабочем положении. Конус сверху снабжен внутренней цилиндрической проточкой, в которой с возможностью ограниченного осевого перемещения установлен полый шток, снабженный рядом сквозных каналов герметично перекрытых в рабочем положении. Сверху полый шток жестко соединен с колонной труб. На наружной поверхности колонны труб выше полого штока установлен пакер, выполненный в виде самоуплотняющейся манжеты, пропускающей снизу вверх, при этом в колонне труб выше пакера выполнен ряд радиальных отверстий, сообщающих внутренние пространства колонны труб и обсадной колонны. Предлагаемое устройство для ремонта обсадной колонны в скважине имеет простую конструкцию и позволяет исключить излив скважинной жидкости на устье скважины в процессе спуска и подъема колонне труб в процессе запакеровки герметизирующей пробки в связи с чем не затягивается продолжительность спуско-подъемных операций и не загрязняется близлежащая к скважине территория. 2 илл. на 1 л.

Description

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при ремонте обсадных колонн в скважинах, незацементированных в верхней их части.

Известно устройство для ремонта обсадной колонны в скважине (патент РФ на полезную модель №52086, МПК 7 Е21В 33/13, опубл. в бюл. №7 от 10.03.2006 г.), содержащее обсадную колонну и герметизирующую пробку в виде полого упругодеформирующегося корпуса с возможностью превышения им диаметра обсадной колонны, при этом упругодеформирующийся корпус армирован изнутри металлическим стаканом, который зафиксирован снизу на обсадной колонне, причем внутренний диаметр металлического стакана меньше внутреннего диаметра обсадной колонны в транспортном положении, при этом внутри обсадной колонны выше металлического стакана на колонне труб расположен поршень с цилиндром, подпоршневая полость которого сообщена с трубным пространством колонны труб, причем снизу цилиндр оснащен расширяющим конусом с углом при вершине, выполненным с возможностью прижатия упругодеформирующегося корпуса с металлическим стаканом к обсадной колонне и с диаметром основания, меньшим внутреннего диаметра металлического стакана в его рабочем положении.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для ремонта обсадной колонны в скважине (патент РФ на полезную модель №52085, МПК 7 Е21В 33/13, опубл. в бюл. №7 от 10.03.2006 г.), содержащее обсадную колонну и герметизирующую пробку в виде полого упругодеформирующегося корпуса с возможностью превышения им диаметра обсадной колонны, при этом упругодеформирующийся корпус армирован изнутри металлическим стаканом, который зафиксирован снизу на обсадной колонне, причем внутренний диаметр металлического стакана меньше внутреннего диаметра обсадной колонны в транспортном положении, при этом внутри обсадной колонны выше металлического стакана на колонне труб расположен поршень с цилиндром, подпоршневая полость которого сообщена с трубным пространством колонны труб, причем снизу цилиндр оснащен конусом, оснащенным расширяющим конусом, изготовленным сборным по диаметру из плашек, которые подпружинены сверху от цилиндра и выполнены с возможностью ограниченного перемещения только по конусу вверх, причем плашки выполнены с возможностью прижатия упругодеформирующегося корпуса с металлическим стаканом к обсадной колонне и с диаметром

основания, меньшим внутреннего диаметра металлического стакана в его рабочем положении.

Как аналогу, так и прототипу присущи общие недостатки:

во-первых, сложность конструкции, связанная с большим количеством узлов и деталей, в частности сложен механизм, состоящий из толкателя и якорного узла;

во-вторых, в процессе спуско-подъемных операций устройства на колонне труб в скважину, которая заполнена скважинной жидкостью происходит излив скважинной жидкости на устье скважины, в связи с чем затягивается продолжительность спуска и загрязняется близлежащая к скважине территория, при этом после спуска колонны труб ее необходимо полностью заполнить технологической жидкостью для посадки устройства;

Технической задачей полезной модели является упрощение конструкции устройства для ремонта обсадной колонны в скважине, а также исключение излива жидкости на устье скважины в процессе спуско-подъемных операций.

Техническая задача решается предлагаемым устройством для ремонта обсадной колонны в скважине, содержащим колонну труб, обсадную колонну и герметизирующую пробку в виде полого упругодеформирующегося корпуса с возможностью превышения им диаметра обсадной колонны, при этом упругодеформирующийся корпус армирован изнутри металлическим стаканом, который зафиксирован снизу на обсадной колонне, причем внутренний диаметр металлического стакана меньше внутреннего диаметра обсадной колонны в транспортном положении, при этом внутри обсадной колонны выше металлического стакана размещен конус, оснащенный снизу расширяющим конусом, изготовленным сборным по диаметру из плашек, которые подпружинены и выполнены с возможностью ограниченного перемещения только по конусу вверх, причем плашки выполнены с возможностью прижатия упругодеформирующегося корпуса с металлическим стаканом к обсадной колонне и с диаметром основания, меньшим внутреннего диаметра металлического стакана в его рабочем положении.

Новым является то, конус сверху снабжен внутренней цилиндрической проточкой, в которой с возможностью ограниченного осевого перемещения установлен полый шток, снабженный рядом сквозных каналов герметично перекрытых в рабочем положении, при чем сверху полый шток жестко соединен с колонной труб, при этом на наружной поверхности колонны труб выше полого штока установлен пакер, выполненный в виде самоуплотняющейся манжеты, пропускающей снизу вверх, при этом в колонне труб выше пакера выполнен ряд радиальных отверстий, сообщающий внутренние пространства колонны труб и обсадной колонны.

На фигуре 1 изображено предлагаемое устройство для ремонта обсадной колонны в скважине в продольном разрезе.

На фигуре 2 изображено поперечное сечение конуса с соединенными к нему плашками.

Устройство содержит обсадную колонну 1 (см. фиг.1) и герметизирующую пробку 2 в виде полого упругодеформирующегося корпуса 3 с возможностью превышения им диаметра обсадной колонны 1, при этом упругодеформирующийся корпус армирован изнутри металлическим стаканом 4, который зафиксирован снизу на обсадной колонне 1, причем внутренний диаметр металлического стакана D₁ меньше внутреннего диаметра обсадной колонны D₂ в транспортном положении.

Внутри обсадной колонны 1 выше металлического стакана 4 на колонне труб 5 размещен конус 6, оснащенный снизу расширяющим конусом 7, изготовленным сборным по диаметру из плашек 8, которые подпружинены посредством пружины 9 и втулки 10.

Плашки 8 (см. фиг.2) соединены с конусом 6, например, соединением «ласточкин хвост» и выполнены с возможностью ограниченного перемещения только по конусу 6 вверх. Плашки 8 выполнены с возможностью прижатия упругодеформирующегося корпуса 3 (см. фиг.1) с металлическим стаканом 4 к обсадной колонне и с диаметром основания D₃, меньшим внутреннего диаметра D₁ металлического стакана в его рабочем положении.

Конус 6 сверху снабжен внутренней цилиндрической проточкой 11, в которой с возможностью ограниченного осевого перемещения установлен полый шток 12, снабженный рядом сквозных каналов 13 герметично перекрытый в рабочем положении. Сверху полый шток 12 жестко соединен с колонной труб 5.

На наружной поверхности колонны труб 5 выше полого штока установлен пакер 14, выполненный в виде самоуплотняющейся манжеты 15, пропускающей снизу вверх, при этом в колонне труб 5 выше пакера 14 выполнен ряд радиальных отверстий 16, сообщающих внутренние пространства 17 и 18 соответственно колонны труб 5 и обсадной колонны 1.

Устройство работает следующим образом.

На нижний конец обсадной колонны 1 (см. фиг.1) наворачивают герметизирующую пробку 2. Обсадную колонну 1 спускают в скважину до тех пор, пока герметизирующая пробка 2 не окажется ниже интервала нарушения (на фиг.1 и 2 не показано) кондуктора скважины. После чего верхнюю часть обсадной колонны 1 крепят на устье (на фиг.1 и 2 не показано) скважины.

Затем в обсадную колонну 1 спускают колонну труб 5 (например, колонну насосно-компрессорных труб) с пакером 14 и полым штоком 12 соединенным с конусом бис расширяющим конусом 7, изготовленным сборным по диаметру из плашек 8 соединением «ласточкин хвост», до упора последних в металлический стакан 4 герметизирующей пробки 2, о чем свидетельствуют показания индикатора веса (на фиг.1, 2 не показано).

В процессе спуска колонны труб 5 (см. фиг.1) в обсадную колонну 1, находящаяся в скважине жидкость не замедляет скорость спуска колонны труб 5, а заполняет внутренние пространства 17 и 18, соответственно, колонны труб 5 и обсадной колонны 1 через самоуплотняющуюся манжету 15 пакера 14, пропускающую скважинную жидкость снизу вверх и через ряд радиальных отверстий 16.

Далее колонну труб 5 начинают разгружать на герметизирующую пробку 2, при этом плашки 8 расширяющего конуса 7, подпружиненные посредством пружины 9 и втулки 10, начинают перемещаться вверх относительно конуса 6, благодаря соединению «ласточкин хвост», которым соединены плашки 8 до тех пор, пока втулка 10, находящаяся на конусе 6 ограничено не переместится вверх, при этом пружина 9 сожмется, а конус 6 останется неподвижным, а на индикаторе веса наблюдается рост показаний на величину усилия сжатия пружины 9.

Затем заполняют технологической жидкостью с устья скважины внутренние пространства 17 и 18, соответственно, колонны труб 5 и обсадной колонны 1, после чего герметизируют на устье скважины пространство между обсадной колонной 1 и колонной труб 5 устьевым сальником (на фиг.1 и 2 не показано), позволяющим в процессе посадки устройства колонне труб 5 герметично перемещаться относительно обсадной колонны 1, жестко закрепленной на опорном фланце обсадной колонны.

Затем в колонне труб 5 и, соответственно, внутри полого штока 12 и конуса 6 посредством насосного агрегата (на фиг.1 и 2 не показано), создают избыточное давление, при этом избыточное давление передается во внутреннем пространстве 17 колонны труб 5 на конус 6, который заглушен снизу, а во внутреннем пространстве 17 обсадной колонны 1 на самоуплотняющуюся манжету 15, которая прижимается к внутренним стенкам обсадной колонны 1 и не пропускает жидкость сверху вниз, при этом в определенный момент по мере увеличения избыточного давление колонна труб 5 вместе с находящимися на ее конце деталями 6, 8, 9, 10, 12, 14 начинает перемещаться вниз относительно обсадной колонны 1, при этом конус 6 оказывает давление на плашки 8, которые дорнируют и прижимают металлический стакан 4 с упругодеформирующимся корпусом 3 к внутренним стенкам кондуктора.

Процесс дорнирования продолжается до тех пор, пока плашки 8 расширяющего конуса 6 не окажутся ниже герметизирующей пробки 2, при этом металлический стакан 4 с упругодеформирующимся корпусом 3 оказываются плотно и герметично прижатыми к внутренней стенке кондуктора, о чем свидетельствует резкое падение давления на манометре насосного агрегата, при этом конус 6 перемещается вниз относительно полого штока 12 в пределах своей внутренней цилиндрической проточки 11.

В результате открывается ряд сквозных каналов 13 полого штока 12 герметично перекрытых в рабочем положении, при этом пространство обсадной колонны 1 под пакером 14 сообщается с внутренним пространством 17 колонны труб 5, кроме того, скважинная жидкость, находящаяся во внутреннем пространстве 17 обсадной колонны 1 перетекает через ряд радиальных отверстий 16 во внутреннее пространство 17 колонны труб 5, а это исключает излив скважинной жидкости на устье скважины при дальнейшем подъеме колонны труб 5.

Затем колонну труб 5 вместе с находящимися на ее конце деталями 6, 8, 9, 10, 12, 14 извлекают из скважины. После этого в скважину спускают необходимое оборудование и пускают ее в эксплуатацию.

Предлагаемое устройство для ремонта обсадной колонны в скважине имеет простую конструкцию и позволяет исключить излив скважинной жидкости на устье скважины в процессе спуска и подъема колонне труб в процессе запакеровки герметизирующей пробки в связи с чем не затягивается продолжительность спуско-подъемных операций и не загрязняется близлежащая к скважине территория.

Claims (1)

1. Устройство для ремонта обсадной колонны в скважине, содержащее колонну труб, обсадную колонну и герметизирующую пробку в виде полого упругодеформирующегося корпуса с возможностью превышения им диаметра обсадной колонны, при этом упруго-деформирующийся корпус армирован изнутри металлическим стаканом, который зафиксирован снизу на обсадной колонне, причем внутренний диаметр металлического стакана меньше внутреннего диаметра обсадной колонны в транспортном положении, при этом внутри обсадной колонны выше металлического стакана размещен конус, оснащенный снизу расширяющим конусом, изготовленным сборным по диаметру из плашек, которые подпружинены и выполнены с возможностью ограниченного перемещения только по конусу вверх, причем плашки выполнены с возможностью прижатия упругодеформирующегося корпуса с металлическим стаканом к обсадной колонне и с диаметром основания, меньшим внутреннего диаметра металлического стакана в его рабочем положении, отличающееся тем, что конус сверху снабжен внутренней цилиндрической проточкой, в которой с возможностью ограниченного осевого перемещения установлен полый шток, снабженный рядом сквозных каналов, герметично перекрытых в рабочем положении, причем сверху полый шток жестко соединен с колонной труб, при этом на наружной поверхности колонны труб выше полого штока установлен пакер, выполненный в виде самоуплотняющейся манжеты, пропускающей снизу вверх, при этом в колонне труб выше пакера выполнен ряд радиальных отверстий, сообщающий внутренние пространства колонны труб и обсадной колонны.