Устройство для герметизации обсадной колонны

Авторы патента:

Мингазетдинов Фавасим Анвартдинович (RU)

E21B29/10 - восстановление обсадных труб, например выпрямление

Владельцы патента RU 2465435:

Общество с ограниченной ответственностью "Пакер" (RU)

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к эксплуатации и ремонту скважин. Устройство включает трубу с возможностью сборки из отдельных секций с присоединенными к ней суженными верхним и нижним наконечниками, внутри которых размещены верхний и нижний расширяющие пуансоны, взаимодействующие с гидравлическим посадочным инструментом, а снаружи - эластичные уплотнения. Посадочный инструмент выполнен с возможностью прохода через трубу и расширенные наконечники и взаимодействует цилиндром с нижним пуансоном. Полый шток посадочного инструмента соединен с колонной технологических труб через полую штангу, проходящую внутри устройства, на которой с возможностью ограниченного перемещения установлен нижний захват, взаимодействующий с трубой выше нижнего наконечника, и жестко закреплен на определенном расстоянии выше посадочного инструмента верхний захват, выполненный наружным габаритом меньше осевого канала верхнего пуансона. На верхний торец верхнего наконечника установлен и закреплен с возможностью срыва вверх заданной нагрузкой упор. Расширяются технологические возможности, повышается надежность. 3 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к области герметизации эксплуатационной колонны.

Известно устройство для ремонта обсадной колонны (а.с. СССР №1086118), содержащее два пуансона, связанные между собой штоком, и трубу с суженными концами.

Недостатком устройства является ограниченность длины самого устройства из-за нагружения трубы осевым усилием посадки при расширении нижнего наконечника, а также длины наконечников, т.к. их оба расширяют одним ходом гидравлического посадочного инструмента.

Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому является устройство (патент на полезную модель RU 100799) для ремонта обсадной колонны в скважине, содержащее трубу с суженными наконечниками, уплотнители, внутри которых размещены два пуансона, установленные на одной штанге, а снаружи одеты эластичные уплотнители, причем труба выполнена с возможностью сборки из нескольких секций.

Недостатки устройства такие же - ограничение длины устройства из-за нагружения всей трубы при расширении нижнего наконечника и ограничение длины наконечников из-за использования одного рабочего хода гидравлического посадочного устройства для расширения обоих наконечников.

Технической задачей, решаемой устройством, является исключение осевой нагрузки на трубу при расширении наконечников и увеличение их длины.

Эта задача решается предлагаемым устройством для герметизации обсадной колонны, включающим трубу, с возможностью сборки из отдельных секций, с присоединенными к ней суженными верхним и нижним наконечниками, внутри которых размещены верхний и нижний расширяющие пуансоны, взаимодействующие с гидравлическим посадочным инструментом, а снаружи - эластичные уплотнения.

Новым является то, что посадочный инструмент выполнен с возможностью прохода его через трубу и расширенные наконечники и взаимодействует цилиндром с нижним пуансоном, полный шток посадочного инструмента соединен с колонной технологических труб через полую штангу, проходящую внутри устройства, на которой с возможностью ограниченного перемещения установлен нижний захват, взаимодействующий с трубой выше нижнего наконечника, и жестко закреплен на определенном расстоянии выше посадочного инструмента верхний захват, выполненный наружным габаритом меньше осевого канала верхнего пуансона, а на верхний торец верхнего наконечника установлен и закреплен с возможностью срыва вверх заданной нагрузкой упор.

Сущность изобретения заключается в том, что каждый наконечник расширяют по отдельности, замкнув осевые нагрузки только на него.

При этом для расширения каждого наконечника используют всю длину хода гидравлического посадочного инструмента, за счет «перезарядки» посадочного инструмента после расширения нижнего наконечника.

На фиг.1 показано устройство, спущенное в интервал установки скважины.

На фиг.2 показано устройство после расширения нижнего наконечника в стадии готовности к расширению верхнего наконечника.

На фиг.3 показана установленная в скважине труба с расширенными наконечниками.

Устройство (фиг.1) содержит трубу 1 с присоединенными к ней нижним 2 и верхним 3 наконечниками, на которые одеты эластичные уплотнения 4. Внутри наконечников размещены нижний пуансон 5 с осевым отверстием 6 и верхний пуансон 7 с осевым отверстием 8. В нижний пуансон 5 уперт верхним торцом 9 посадочный инструмент 10 с цилиндром 11, внутри которого размещен поршень 12 с полым штоком 13, имеющим над поршнем отверстие 14, сообщающее полость штока 13 с надпоршневым пространством. Отверстие 15 в нижней части цилиндра сообщает подпоршневое пространство со скважиной.

Полый шток 13 через полую штангу 16 соединен с колонной технологических труб 17. На шток 13 с возможностью ограниченного перемещения до муфты 18 одет нижний захват 19, упертый своими плашками 20 с пружиной 21 в проточку 22 трубы 1, а сверху в муфту 18. Выше на определенном расстоянии от верхнего торца 9 на штанге 16 жестко закреплен верхний захват 23 с подпружиненными пружиной 24 плашками 25.

На верхнем торце 26 верхнего наконечника 3 установлен упор 22 с отверстием 28 и фаской 29 и закреплен к наконечнику 3 срезным штифтом 30.

Устройство спущено в скважину с обсадной колонной 31 на технологических трубах 17 таким образом, чтобы интервал негерметичности 32 находился между эластичными уплотнениями 4.

Работает устройство следующим образом.

После спуска устройства в интервал установки в колонну технологических труб 17 производят закачку жидкости под давлением. Жидкость через полую штангу 16, полый шток 13 и отверстие в нем 14 попадает внутрь посадочного инструмента 10. Перепад давлений от разницы давлений закачки над поршнем 12 и скважинного давления под ним, так как благодаря отверстию 15 под поршнем 12 давление равно скважинному, толкает цилиндр 11 и упертый в него нижний пуансон 5 вверх, расширяя нижний наконечник 2 и прижимая уплотнение 4 к стенке обсадной колонны 31. При этом усилие сжатия действует только на нижний наконечник 2, заключенный между проточкой 22 и пуансоном 5. После полного прохождения наконечника 2 пуансон 5 выходит в полость трубы 1 и освобождается. Устройство закрепляется нижним уплотнением 4 к стенке обсадной трубы 31.

После этого сбрасывают давление в технологических трубах 17 и поднимают их вверх. Верхний торец 9 посадочного инструмента 10 толкает вверх нижний пуансон 5, который, благодаря свободному перемещению штока 13 внутри захвата 19, упирается в нижний захват 19 и толкает его вверх до упора в нижний торец верхнего пуансона 7, а верхний захват 23 свободно проходит благодаря фаске 29 через отверстие 28, и благодаря пружине 24 плашки 25 закрепляются за верхний торец упора 27.

После этого вновь производят закачку жидкости под давлением в технологические трубы.

Под действием перепада давлений вновь цилиндр 11 движется вверх, толкая торцом 9 через нижний пуансон 5 и нижний захват 19 верхний пуансон 7. Причем нагрузка через плашки 25 верхнего захвата и упор 27 замыкается на верхнем наконечнике 3.

Пуансон 7 проходит через наконечник 3, расширяя его, и, прижимая к стенкам обсадной трубы 31 эластичный уплотнитель 4, выходит в расширенную верхнюю часть наконечника 3 и освобождается.

После этого сбрасывают давление в технологических трубах 17 и поднимают их вверх. При этом верхний пуансон 7 упирается в упор 27, под действием нагрузки штифт 30 срезается и упор 27 вместе со всем оборудованием, подвешенным на штанге 16, извлекают из скважины.

В скважине остается (фиг.3) труба 1 с расширенными наконечниками 2 и 3 и плотно прижатыми к обсадной трубе 31 уплотнениями 4, между которыми заключен и отключен от скважины негерметичный интервал 32.

Таким образом, предлагаемое устройство исключает нагружение трубы осевыми усилиями посадки, которые могут достигать 40-50 т и приводить к потере устойчивости трубы или повреждению соединений. Это позволяет изготавливать трубу сборной и длиной в десятки и сотни метров. То, что при расширении наконечников используется полная длина хода посадочного устройства, позволяет изготавливать более длинные наконечники и устанавливать на них более длинные или несколько уплотнений, что повысит надежность устройства. Посадочный инструмент может быть изготовлен многоцилиндровым при необходимости достижения больших усилий.

Устройство для герметизации обсадной колонны в скважине, включающее трубу, с возможностью сборки из отдельных секций, с присоединенными к ней суженными верхним и нижним наконечниками, внутри которых размещены верхний и нижний расширяющие пуансоны, взаимодействующие с гидравлическим посадочным инструментом, а снаружи - эластичные уплотнения, отличающееся тем, что посадочный инструмент выполнен с возможностью прохода через трубу и расширенные наконечники и взаимодействует цилиндром с нижним пуансоном, полый шток посадочного инструмента соединен с колонной технологических труб через полую штангу, проходящую внутри устройства, на которой с возможностью ограниченного перемещения установлен нижний захват, взаимодействующий с трубой выше нижнего наконечника, и жестко закреплен на определенном расстоянии выше посадочного инструмента верхний захват, выполненный наружным габаритом меньше осевого канала верхнего пуансона, а на верхний торец верхнего наконечника установлен и закреплен с возможностью срыва вверх заданной нагрузкой упор.

Изобретение относится к бурению и капитальному ремонту скважин и предназначено, в частности, для развальцовывания труб при их установке в скважине. .

Способ и устройство для крепления неустойчивых пород на протяженных участках стволов скважин // 2459927

Изобретение относится к бурению скважин, в частности для крепления неустойчивых пород на протяженных участках стволов скважин. .

Устройство для расширения труб в скважине // 2459066

Изобретение относится к бурению и капитальному ремонту скважин и предназначено, в частности, для расширения труб при их установке в скважине. .

Способ ремонта обсадной колонны без уменьшения проходного диаметра // 2445442

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к капитальному ремонту обсадных колонн с помощью металлических пластырей. .

Устройство для расширения труб в скважине // 2445441

Изобретение относится к бурению и капитальному ремонту скважин и предназначено для расширения труб в скважине. .

Устройство для поинтервального перекрытия зон осложнений при бурении скважин // 2439283

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к поинтервальному бурению и креплению осложненных участков ствола скважины. .

Способ установки пластыря в обсадной колонне труб // 2438000

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к технике и технологии капитального ремонта скважин, а именно к способам для установки металлических гофрированных и круглых пластырей для восстановления герметичности обсадных труб.

Способ установки профильного перекрывателя с цилиндрическими участками // 2436930

Изобретение относится к бурению и ремонту нефтяных и газовых скважин, в частности для изоляции зон осложнения бурения скважин. .

Способ установки профильного перекрывателя в скважине и устройство для его осуществления // 2435930

Изобретение относится к бурению и капитальному ремонту скважин, а именно к технологии и средствам ликвидации зон осложнения при бурении скважин и ремонта обсадных колонн при нарушении их герметичности.

Способ изоляции осложнений в скважине профильными перекрывателями // 2433246

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к способам изоляции зон осложнений при бурении скважин и ремонте. .

Оправка для формирования оболочки из композиционных материалов на обсадной трубе с заранее вырезанным в ней "окном" // 2468916

Изобретение относится к изготовлению изделий из композиционных материалов методом намотки, в частности, на обсадной трубе с заранее вырезанным в ней «окном», предназначенной для установки в состав эксплуатационной колонны при строительстве многозабойных скважин

Башмак для установки профильного перекрывателя в скважине // 2469176

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к устройствам для установки профильных перекрывателей при изоляции ими зон осложнений бурения

Способ крепления необсаженной части скважины методом диапазонного расширения труб // 2471969

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к бурению и капитальному ремонту скважин, и предназначено для изоляции зон осложнений установкой расширяемых труб в скважине

Способ ремонта скважины // 2494222

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может найти применение при ремонте скважины с нарушениями обсадной колонны. При осуществлении способа ведут спуск в интервал ремонта пластыря и якоря, посадку якоря, расширение стенок пластыря до их прижатия к стенкам скважины. Работы проводят в скважине с не менее чем 6-дюймовой изношенной эксплуатационной колонной, пластырем перекрывают интервал перфорации эксплуатационной колонны не менее чем на 2 м с каждой стороны. Работы с пластырем проводят в среде водного раствора поверхностно-активного вещества. Спускают в скважину новую эксплуатационную колону, цементируют межтрубное пространство между старой и новой эксплуатационной колонной, перфорируют в интервале продуктивного пласта новую эксплуатационную колонну, цементное кольцо между пластырем и новой эксплуатационной колонной, пластырь и старую эксплуатационную колонну. Повышается надежность герметизации.

Способ ремонта скважины // 2498045

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при ремонте скважины. Способ включает спуск колонны насосно-компрессорных труб с пакером в обсадную колонну, посадку пакера, определение удельной приемистости каждого нарушения обсадной колонны, изоляцию нарушений. Над пакером устанавливают двухпозиционный клапан, спускают колонну насосно-компрессорных труб до забоя скважины и производят шаблонировку обсадной колонны. Производят посадку пакера над нижним нарушением, определяют начальную удельную приемистость нарушения. При удельной приемистости ниже 0,5 м3/(ч·МПа) изоляцию интервала нарушения не производят. При удельной приемистости выше 0,5 м3/(ч·МПа) производят закачку и продавку в интервал нарушения блокирующего состава, промывают излишки блокирующего состава, определяют конечную удельную приемистость этого нарушения. Выполняют вышеописанные операции напротив каждого интервала нарушения, после чего поднимают пакер в интервал нахождения «головы» дополнительной безмуфтовой обсадной колонны малого диаметра. Приводят в действие двухпозиционный клапан. Производят исследование обсадной колонны на герметичность свабированием. Спускают дополнительную безмуфтовую обсадную колонну и прокачивают цементный раствор с поднятием его до «головы» дополнительной обсадной колонны. Повышается эффективность, упрощается технология, снижается металлоемкость конструкции. 5 ил.

Способ ремонта обсадной колонны в скважине с дефектным участком // 2501935

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к восстановлению герметичности обсадных колонн. На устье скважины производят сборку инструмента в следующей последовательности снизу вверх: универсальное вырезающее устройство, снабженное раздвижными резцами, винтовой забойный двигатель - ВЗД, колонна насосно-компрессорных труб - НКТ. Инструмент спускают в скважину. На устье герметизируют пространство между колонной НКТ и обсадной колонной и фиксируют колонну НКТ. Производят обвязку верхнего конца колонны НКТ через тройник с двумя насосными агрегатами. Одновременно с их помощью производят закачку технологической жидкости в инструмент и поднимают давление жидкости до 3 МПа. Через каждые 2 мин повышают давление жидкости в инструменте на 1 МПа до достижения давления жидкости 12 МПа. Поддерживая давление, производят врезание в обсадную колонну в течение 15 мин. Подбирают нагрузку на вырезающее устройство, не превышающую 40 кН, и производят вырезание дефектного участка во всем интервале обсадной колонны. При достижении нижнего интервала вырезания приподнимают инструмент на 1,0 м со скоростью 0,1 м/с и, не снижая давления, производят промывку в объеме скважины. Спускают гидромониторную насадку и по периметру полученного выреза вымывают породу из дефектного участка. Спускают колонну заливочных труб и изолируют скважину от забоя до верхнего интервала дефектного участка. Снижается нагрузка на инструмент и сокращается продолжительность работ. 3 ил.

Соединение профильных труб перекрывателей скважин // 2509863

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к соединениям профильных труб, расширяемых в процессе перекрытия ими зон осложнения бурения или нарушения герметичности обсадных колонн в скважинах. Техническим результатом данного изобретения является уменьшение жесткости поперечного сечения соединения и исключение перетока жидкости между стенками перекрывателя и скважины. Соединение профильных труб перекрывателей скважин содержит профильные трубы с цилиндрическими концами, которые снабжены муфтовой и ниппельной резьбой на взаимообращенных поверхностях. Также имеются средства герметизации соединения, выполненные в виде двух эластичных колец. Одно из колец установлено в расширенном кольцевом муфтовом конце со стороны внутреннего стыка резьбы между взаимообращенными цилиндрическими поверхностями резьбового и кольцевого участков. В ниппельном конце выполнено сужение под второе эластичное кольцо со стороны наружного стыка резьбы между взаимообращенными цилиндрическими поверхностями резьбового и кольцевого участков. При этом наружный стык выполнен в виде конусных плотно прилегающих взаимообращенных поверхностей труб. Выше и/или ниже резьбового соединения на цилиндрическом участке выполнено сужение в виде чередующихся кольцевых утолщений и впадин. На наружной поверхности сужения приварена эластичная манжета заподлицо с цилиндрическим участком. 2 ил.

Устройство для установки расширяемой внутренней облицовки с контролем установочного диаметра по мере продвижения // 2509869

Изобретение относится к области добычи нефти или отбора воды, в частности к установке внутренней ремонтной накладки в скважине или трубопроводе с целью обеспечения герметичности. Устройство включает расширитель, установленный внутри ремонтной накладки с возможностью последовательного перемещения вдоль оси от одного края насадки к другому, контрольный элемент, установленный непосредственно у задней части расширителя в направлении его перемещения. Часть элемента откалибрована таким образом, что элемент может свободно проходить внутрь накладки, когда она должным образом расширена, следуя за перемещением расширителя, и наоборот, не может войти внутри накладки, когда она неправильно или недостаточно расширена. 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ ремонта обсадной колонны в скважине с дефектным участком // 2510452

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к восстановлению герметичности обсадных колонн скважин. На устье скважины производят сборку инструмента в следующей последовательности снизу-вверх: универсальное вырезающее устройство УВУ, колонна утяжеленных бурильных труб, колонна бурильных труб, спускают инструмент в скважину так, чтобы резцы УВУ находились напротив верхнего интервала дефектного участка. Производят обвязку верхнего конца колонны бурильных труб с двумя насосными агрегатами, с устья скважины производят вращение инструмента со скоростью 70 об/мин и одновременно производят закачку технологической жидкости в колонну бурильных труб с помощью одного насосного агрегата при давлении жидкости 3,0 МПа, затем каждые 10 мин, не снижая скорости вращения инструмента, ступенчато увеличивают давление жидкости на 1 МПа до достижения давления 5,0 МПа. Запускают в работу второй насосный агрегат, не снижая скорости вращения, ступенчато увеличивают давление жидкости на 1 МПа до достижения давления 9,0 МПа, выводят два насосных агрегата на режим подачи технологической жидкости, при давлении 9,0 МПа производят вырезание дефектного участка. Не снижая параметров работы насосных агрегатов и ротора, подбирают нагрузку на УВУ, не превышающую 40 кН, производят вырезание во всем интервале дефектного участка. Производят промывку, останавливают насосные агрегаты и производят подъем инструмента на устье скважины. Спускают колонну заливочных труб и изолируют изолирующим составом скважину от забоя до верхнего интервала дефектного участка. Снижаются нагрузки на инструмент, сокращается продолжительность работ. 3 ил.

Способ герметизации обсадных труб и устройство для его осуществления // 2513740

Изобретение относится к способам герметизации обсадных труб, применяемых в нефтяной и газовой промышленности. Технический результат - устранение негерметичности обсадных труб с различными повреждениями. Сущность изобретения заключается в том, что металлический лист - накладка прямоугольной формы, толщиной 2-3 мм и более, изготавливается из сплава с памятью, например нитинола, свертывается в рулон в криостате с температурой минус 80°С и ниже, помещается в эластичный трубчатый рукав длиной не менее высоты накладки и располагается в устройстве, в котором поддерживается температура ниже температуры возврата материала накладки к первоначальной форме, например с помощью сухого льда, затем устройство с накладкой опускают к месту негерметичности колонны, освобождают накладку от корпуса устройства, после чего она нагревается от жидкости в скважине, при этом начинает проявляться термоупругость и накладка стремится вернуться к своему первоначальному плоскому состоянию, чему мешают трубы обсадной колонны, и прижимается к их внутренней поверхности через эластичную прокладку, что обеспечивает хорошую герметичность по всему периметру этой поверхности. А устройство для герметизации обсадных труб включает корпус (1) цилиндрической формы с закрытым верхним торцом плоской накладкой, в центре которой выполнено отверстие и вварена в него короткая труба (4) с резьбой на свободном конце, для присоединения к колонне труб (5) перед спуском, а нижний торец корпуса закрывается круглым дном (13) с шариковыми замками (12) в их боковой поверхности для удержания дна в соединении с корпусом, и на внутренней поверхности дна установлен нижний узел крепления троса (10), другой конец которого закреплен на верхнем узле (6), расположенном у нижнего торца короткой трубы, причем длина троса (8) должна быть не менее двух высот накладки; внутренняя поверхность корпуса и дна покрыта слоем из теплоизоляционного материала (2), чтобы за время спуска накладка не успела нагреться; между внутренними объемами короткой трубы и корпуса имеется связь в виде отверстий для протекания по ним жидкости под давлением, а рулон из накладки помещается внутрь корпуса, который при этом переворачивается, свободные объемы в корпусе заполняются сухим льдом (16), после чего устанавливается дно и корпус переворачивается обратно. Изобретение позволяет надежно и на долгое время эксплуатации герметизировать обсадные трубы. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.