Способ герметизации соединений труб в скважине

 

СОЮЗ COBFTCKVIX

СО((ИАЛ И СТИЧ Е С К ИХ

РЕСПУБЛИК (51)з Е 21 В 17/08

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4870036/03 (22) 01.10.90 (46) 15.01.93. Бюл. N. 2 (71) Туркменский научно-исследовательский и проектный филиал Всесоюзного научно-исследовательского института природных газов (72) Г,Г,Панченко и В.В.Гичев (56) Мищевич В,И. и др. Справочник инженера па бурению. Недра, т. I,M, 1973, с,407.

Авторское свидетельство СССР

N 1194993, кл. Е 21 В 17/08, 1985.

Авторское свидетельство СССР ч 578426, кл. Е 21 В 17/08, 1975.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к строительству скважин, и может быть использовано при спуске и креплении секционных обсадных колонн.

Известен способ герметизации соединения секций обсадных колонн при секционном спуске, при котором нижняя часть второй или последующих секций оборудуется конусной сопрягающейся муфтой, поверхность которой покрывают свинцом, т,е. свинцовым пакером, чем и достигается повышение герметичности соединения.

Недостатком данного способа является то, что он не обесп!- чивает достаточной герметичности обсадной колонны B месте стыковки секции в случае возникновения внутренних избыточных давлений, так как при герметизации устья скважины, во время флюидопроявлений или при тидроопрессов Ы 1788195 А1 (54) СПОСОБ ГЕРМЕТИЗАЦИИ СОЕДИНЕНИЙ ТРУБ В СКВАЖИНЕ (57) Использование: при креплении скважин секционными обсадными колоннами. Сущность изобретения: перед спуском труб в скважину под сопрягаемыми поверхностями труб устанавливают индикаторы в виде магнитных вставок, а на сопрягаемые поверхности наносят герметизирующее покрытие. После спуска в скважину верхней секции труб производят ее крепление путем закачки цементного раствора. Затем спускают нижнюю секцию труб, совмещают их сопрягаемые поверхности и осуществляют нагрев труб на участке их соединения и расположения индикаторов. Нагрев прекращают после получения сигнала об отсоединении магнитных вставок, 1 ил. ке, происходит радиальное движение обсадной колонны, направленное на разрыв (рассоединение) стыковочного узла.

Известен способ герметизации конических резьбовых соединений труб, при котором на сопрягающиеся поверхности наносят покрытие из мягкого металла и осуществляют свинчивание (соединение) при температуре окружающей среды, а затем зону соединения нагревают до температуры выше температуры плавления металла покрытия и производят дополнительное свинчивание, причем в качестве металла покрытия используют материал, смачивающий материал соединяемых труб.

Недостаткам известного способа является то, что реализация способа невозможна для герметизации стыковочных узлов, находящихся в скважине, ввиду отсутствия приборов точной установки нагревателя на1788195 против сопрягаемых поверхностей и индикации момента расплавления металла— припоя, Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является технология проведения герметизации соединения труб в скважине включающая нанесение на сопрягаемые поверхности труб герметизиру- ющего покрытия, спуск в скважину и цементирование нижней секции труб, спуск в скважину верхней секции труб, закачку цементного раствора для крепления верхней и нижней секций, затем производят посадку верхней секции на конусную часть нижней секции — прототип.

Недостатком известного сйособа является то, что он не обеспечивает s месте стыковки секции, в случае возникновения внутренних избыточных давлений, в результате чего происходит радиальное движение обсадной колонны, направленное нэ разрыв (рассоединение) стыковочного узла.

Цель изобретения — повышение герметичности и прочности соединения труб в скважине.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу герметизации соединений труб в скважине включающему нанесе1 ние на сопрягаемые поверхности труб герметизирующего покрытия, спуск в скважину и цементирование нижней секции труб, спуск в скважину верхней секции труб, закачку цементного раствора для крепления верхней секции труб и последующее совмещение сопрягаемых поверхностей верхней и нижней секции. В качестве герметизирующего покрытия используют мягкий металл. Перед спуском труб в скважину с внутренней стороны труб под сопрягаемыми поверхностями устанавливают индикатор в виде маГнитных вставок путем соединения их с трубами мягким металлом герметизирующего покрытия, а после совмещения сопрягаемых поверхностей осу. ществляют контроль за положением магнитных вставок и нагрев труб на участке соединения расположения индикаторов,. причем нагрев прекращают после получения сигнала об отсоединении магнитных вставок.

На чертеже схематично показана реализация способа герметизации узлов технологической оснастки обсадных колонн— стыковочных узлов, На черте>ке приняты следующие обозначения: 1 — скважина, 2 — верхняя секция обсадной колонны. 3 — сопрягаемая поверхность верхней секции обсадной колонны,4

- нижняя секция обсадной колонны, 5— сопрягаемэя поверхность нижней секции обсадной колонны, 6 — покрытие из мягкого металла (припой), 7 — кабель, 8 — нагреватель, 9 — датчик для индикаторов, 10 — индикатары, 11 — наземное оборудование

5 (источник питания нагревателя, визуальные приборы контроля нахождения индикаторов, глубинометр, лебедка), Способ осуществляется следующим образом.

Предварительно на сопрягаемые поверхности стыковочного узла наносится покры10 тие из мягкого металла (например: олово, свинец и т.п.), а на внутреннюю поверхность обсадных труб, выше и ниже сопрягаемых поверхностей, припаивают таким же металлом магнитные индикаторы (кусочки магнита). Спускают и цементируют нижнюю секцию обсадных колонн обычным способом. После спуска верхней секции обсадной

20 колонны и прокачки цементного раствора в заколоченное пространство производят стыковку секций — разгрузку верхней секции обсадной колонны. Спускают внутрь обсадных труб на кабеле 7 нагреватель 8 с датчиками 9. По длине спускаемого кабеля 7 и показаниям приборов контроля прохождения индикаторов 10 устанавливают нагреватель 8 напротив сопрягаемых поверхностей

3, 5 обсадной колонны, Производят нагрев

В результате повышения температуры металл, находящийся на сопрягаемых поверхностях и на креплении индикаторов 10, расплавляется, Тэк как верхняя секция обсадных колонн при проведении работ по стыковке секций разгружена, то расплавленный металл, взаимодействуя с участками

35 сопрягаемых поверхностей, заполняет все мельчайшие зазоры, а после прекращения вает высокую прочность соединения, Одновременно при нагревании участка труб магниты-индикаторы, припаянные к телу труб ранее, отпаиваются и падают вниз, что фиксируется на поверхности по показаниям приборов контроля. Отсутствие показаний магнитной метки индикатора указывает на то, что металл-покрытие сопрягаемых поверхностей расплавлено, после чего HBI ревание прекращают, Пример (выполнение способа). Перед спуском секционной обсадной колонны в скважину на предварительно обезжиренные сопрягаемые поверхности стыковочного узла наносится методом залуживания легкоплавкий металл, например низкотемпературный припой ПОС 10, ПОССУ 4-6 или аналогичные, имеющие температуру плавления 250 — 300 С, толщиной слоя 1-2 мм, На внутреннюю поверхность обсадных труб, нагрева образует монолитное соединение

40 сопрягэемых поверхностей, что обеспечи1788195

10

20

50 ниже и выше сопрягаемых плоскостей, припаиваюттаким же припоем постоянные магниты-индикаторы. Затем. спускают в скважину и цементируют обычнь;м способом нижнюю секцию обсадных труб с установленной на ее голове нижней сопрягаемой поверхностью и магнитом-индикатором. После ожидания затвердения цемента (ОЗУ) нижней секции и подготовки ствола скважины спускают верхнюю секцию обсадных колонн, имеющих в нижней части сопрягаемую поверхность с магнитом-индикатором. Производят закачку цементного раствора в зэколонное пространство и стыковку верхней и нижней секций обсадных труб. Разгружают верхнюю.секцию на 10-15 т и фиксируют ее в таком положении на устье скважины, Затем внутрь обсадной колонны спускают на каротажном кабеле нагреватель с датчиками. По длине спускаемого в скважину каротажного кабеля и показаниям приборов контроля нахождения индикаторов в колонне труб устанавливают нагреватель напротив сопрягаемых поверхностей стыковочного узла. Прохождение или установка датчиков напротив индикаторов фиксируется на устье скважины при помощи визуальных приборов контроля. Подают питание на нагреватель и производят прогрев участка сопрягаемых поверхностей обсадных колонн до температуры выше температуры плавления легкоплавкого металла — покрытия. Под действием веса верхней секции обсадных труб происходит перемещение— сжатие сопрягаемых поверхностей в среде расплавления металла. При этом жидкая прослойка обеспечивает сплошное заполнение микротрещин, сопрягэемых поверхностей стыковочного узла. При нагревании участка колонны — индикаторы отпаиваются от внутренней стенки обсадных труб и падают {оседают) на забой скважины. Момент отпаивания магнитов фиксируется по приборам визуального наблюдения, установленным на устье скважины, Отсутствие магнитных меток свидетельствует о том, что металл-припой полностью расплавлено, после чего нагрев стыковочного узла прекращают. В процессе охлаждения и кристаллизации жидкой прослойки образуется металлическая связь сопряженных поверхностей, в результате чего получается монолитное и высокопрочное соединение стыковочного узла. Затем извлекают из скважины нагреватель с датчиками и производят дальнейшие работы по строительству скважины, Использование предлагаемого способа герметизации стыковочных узлов позволяет повысить прочность колонны обсадных труб эа счет образования металлической связи между сопрягаемыми поверхностями., обеспечить требуемую герметичность при любых условиях сложного нагружения, исключить возможность рассоединения стыковочного узла под действием внутренних избыточных давлений, снизить затраты времени и материалов на выполнение работ по устранению негерметичности колонны, что в свою очередь позволит повысить коммерческие скорости строительства скважин.

Формула изобретения

Способ герметизации соединений труб в скважине, включающий нанесение на сопрягаемые поверхности труб герметиэирующего покрытия, спуск в скважину и цементирование нижней секции труб. спуск в скважину верхней секции труб, закачку цементного раствора для крепления верхней секции труб и последующее совмещение сопрягаемых поверхностей верхней и нижней секций, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения герметичности и прочности соединения труб в скважине, в качестве герметизирующего покрытия используют мягкий металл, перед спуском труб в скважину с внутренней стороны труб под сопрягаемыми поверхностями устанавливают индикаторы в виде магнитных вставок путем соединения их с трубами мягким металлом герметизирующего покрытия, а после совмещения сопрягаемых поверхностей осуществляют контроль эа положением магнитных вставок и нагрев труб на участке соединения и расположения индикаторов, причем нагрев прекращают после получения сигнала об отсоединении магнитных вставок, 1788195

Составитель В.Гичев

Техред M,Moðãåíòàë КоРРектоР А,Козориз

Редактор

Заказ 58 Тира>к Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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