Устройство для установки металлического пластыря в обсадной колонне

 

Изобретение относится к технологии капитального ремонта нефтяных и газовых скважин и предназначено для восстановления герметичности обсадных колонн стальными гофрированными пластырями. Цель - повышение надежности в работе на вязкой жидкости путем обеспечения гидравлической связи межтрубного и внутритрубного пространств при осаживании поршней гидродомкрата. Для этого устройство снабжено перепускным узлом. Последний установлен над якорем и выполнен в виде полого патрубка с радиальными каналами и седлом, размещенной в седле патрубка концентрично с возможностью осевого перемещения полой запорной втулки с седлом на ее внутренней поверхности и подпружиненного относительно запорной втулки клапана. Запорная втулка установлена с возможностью перекрытия в крайнем нижнем положении радиальных каналов патрубка и сообщения в крайнем верхнем положении полости корпуса через полость патрубка и его радиальные каналы с пространством скважины за корпусом. Клапан установлен с возможностью перекрытия полости запорной втулки в исходном положении устройства. 4 ил.

Изобретение относится к технике и технологии капитального ремонта скважин и предназначено для восстановления герметичности обсадных колонн стальными гофрированными пластырями.

Известно устройство для ремонта обсадной колонны, состоящее из полого корпуса с упором в нижней части, установленного в верхней части корпуса якоря, гидродомкрата, выполненного в виде размещенного в корпусе и телескопически связанного с ним полого штока с поршнем, установленной на полом штоке дорнирующей головки и расположенного между головкой и упором корпуса ремонтного пластыря. Расширение пластыря осуществляется последовательными шагами гидродомкрата, равными его рабочему ходу с разгрузкой осевого усилия на обсадную колонну с помощью якоря, причем отключение рабочей полости якоря от нагнетательной полости устройства осуществляется в конце хода гидродомкрата. Запрессовка расширенного пластыря выполняется путем протягивания через него дорнирующей головки под давлением при отключенном якоре.

Этим устройством обеспечивается качественная установка пластыря при работе на невязких и маловязких жидкостях. При работе на вязких глинистых растворах возможны осложнения, так как перед каждым очередным шагом гидродомкрата необходимо осадить поршни, т.е. вернуть их в исходное нижнее положение в цилиндре. При этом жидкость вытесняется из цилиндpов гидродомкрата, из-за ее большой вязкости перемещение по колонне может вызвать значительные сопротивления, что затрудняет осаживание поршней гидродомкрата и не обеспечивает надежность в работе устройства.

Целью изобретения является повышение надежности в работе на вязкой жидкости путем обеспечения гидравлической связи межтрубного и внутритрубного пространств при осаживании поршней гидродомкрата.

Для этого устройство снабжено перепускным узлом, установленным над якорем и выполненным в виде жестко связанного с корпусом полого патрубка с радиальными каналами и седлом, концентрично расположенной в седле патрубка с возможностью осевого перемещения полой запорной втулки с седлом на ее внутренней поверхности, коаксиально размещенного в седле запорной втулки и подпружиненного относительно запорной втулки клапана, при этом запорная втулка установлена с возможностью перекрытия в крайнем нижнем положении радиальных каналов патрубка и сообщения в крайнем верхнем положении полости корпуса через полость патрубка и его радиальные каналы с пространством скважины за корпусом, клапан установлен с возможностью перекрытия полости запорной втулки в исходном положении устройства.

Наличие перепускного узла позволяет подать жидкость под давлением через прямой клапан в устройство в процессе расширения пластыря дорнирующей головкой, а при осаживании поршней обеспечивает гидравлическую связь полости устройства с затрубным пространством через радиальные каналы корпуса, открываемые смещенной вверх подвижной запорной втулкой. Смещение втулки и вытеснение жидкости из гидроцилиндра в затрубное пространство через каналы, выполненные непосредственно в устройстве, происходит без заметного роста давления.

На фиг. 1 показана схема устройства при расширении пластыря; на фиг.2 - устройство в момент осаживания поршней гидродомкрата; на фиг.3 - перепускной узел устройства в исходном положении; на фиг.4 - то же, при осаживании поршней гидродомкрата.

Устройство для установки металлического пластыря в обсадной колонне содержит дорнирующую головку 1, полую штангу 2 с радиальными отверстиями а и гидродомкрат, состоящий из цилиндра 3, поршня 4 на штанге и упора 5. В верхней части гидродомкрата размещен якорь, содержащий корпус 6, выдвижные плашки 7, манжету 8, золотниковую втулку 9 и неподвижный шток золотника 10.

Перепускной узел б установлен над якорем и содержит полый патрубок 11 с осевым 12 и радиальным 13 каналами и седлом 14; В осевом канале патрубка коаксиально размещена запорная втулка 15, выполненная в виде поршня с эластичными уплотнениями 16 и запорным элементом 17. Внутри втулки установлен прямой подпружиненный клапан, содержащий тарелку 18, опирающуюся на коническую поверхность 19 внутри втулки 15, и пружину 20.

На полой штанге 2 между дорнирующей головкой 1 и упором 5 размещен гофрированный пластырь 21, опускаемый с устройством для ремонта обсадной колонны 22 на трубах 23.

Устройство работает следующим образом.

После спуска в обсадную колонну 22 на глубину ремонта в устройстве повышается давление. При этом жидкость свободно проходит через прямоточный подпружиненный клапан, сжимая пружину 20 и отжимая тарелку 18 от конической поверхности 19 (показано стрелкой на фиг.1). Плашки 7 якоря под действием избыточного давления упираются в колонну 22, поршень 4 гидродомкрата втягивает дорнирующую головку 1, расширяя пластырь 21 на величину рабочего хода. После завершения хода поршня давление в нагнетательной линии сбрасывается. Колонной труб 23 поднимается устройство, причем цилиндр 3 перемещается вверх, а поршень 4 удерживается неподвижно через полую штангу 2 и дорнирующую головку 1, упирающуюся в нерасширенную часть пластыря 21 (фиг.2). Жидкость, вытесняемая в цилиндре из-под поршня, через питающее отверстие а в штоке перемещается по каналам якоря, отжимает вверх подвижную запорную втулку 15 и выходит в затрубное пространство через радиальные каналы 13 (фиг.4). После полного осаживания поршней вновь создается избыточное давление, подвижная запорная втулка смещается вниз, перекрывая радиальные каналы и упираясь запорными элементами 17 на седло 14. Жидкость подается через прямоточный клапан, включая якорь и осуществляя с помощью гидродомкрата очередной ход расширения пластыря.

Таким образом, снабжение устройства перепускным узлом обеспечивает гидравлическую связь между рабочей полостью устройства и скважиной, позволяет осаживать поршни гидродомкрата без заметного повышения давления в устройстве и, следовательно, без затруднений, которые могут возникнуть при выдавливании вязкой жидкости из цилиндра через колонну насосно-компрессорных труб на устье (рост осевого усилия, включение якоря при осадке поршней, частичное расширение пластыря), повышает надежность в работе устройства.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСТАНОВКИ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ПЛАСТЫРЯ В ОБСАДНОЙ КОЛОННЕ, включающее полый корпус с упором в нижней части, установленный в верхней части корпуса якорь, гидродомкрат, выполненный в виде установленного в корпусе и телескопически связанного с ним полого штока с поршнем, установленную на полом штоке дорнирующую головку и расположенный между ней и упором корпуса ремонтный пластырь, отличающееся тем, что оно снабжено перепускным узлом, установленным над якорем и выполненным в виде полого патрубка с радиальными каналами и седлом, концентрично установленной в седле патрубка с возможностью осевого перемещения полой запорной втулки с седлом на ее внутренней поверхности и подпружиненного относительно запорной втулки клапана, при этом запорная втулка установлена с возможностью перекрытия в крайнем нижнем положении радиальных каналов патрубка и сообщения в крайнем верхнем положении полости корпуса через полость патрубка и его радиальные каналы с пространством скважины за корпусом, а клапан установлен с возможностью перекрытия полости запорной втулки в исходном положении устройства.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4