Устройство для расширения труб в скважине

Авторы патента:

E21B29/10 - восстановление обсадных труб, например выпрямление

Владельцы патента RU 2766171:

Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина (RU)

Изобретение относится к бурению и ремонту скважин и предназначено, в частности, для расширения и калибровки устройств из профильных труб. Устройство содержит верхний упор и нижний упор с набором формующих секторов, установленных между ними с возможностью ограниченного радиального перемещения ограничителями. Верхний и нижний упоры выполнены заодно с корпусом. Формующие сектора снабжены сферической рабочей поверхностью и установлены в пазах корпуса, снабженного центральным каналом, в котором установлен ствол с радиальными отверстиями. Корпус сверху и снизу снабжен переводниками, образующими со стволом верхнюю и нижнюю гидрокамеры, в которые установлены подвижные подпружиненные пружиной конические поршни с возможностью ограниченного перемещения вдоль ствола навстречу друг другу. Конические поршни взаимодействуют с формующими секторами 3 и выталкивают формующие сектора наружу при создании перепада давления в стволе, снабженном насадкой. Переводник сверху снабжен резьбой для соединения с колонной бурильных труб. Повышается надежность, упрощается конструкция, исключается заклинивание в наклонных и горизонтальных скважинах, обеспечивается постепенное расширение труб. 3 ил.

Изобретение относится к бурению и ремонту скважин и предназначено, в частности, для расширения и калибровки устройств из профильных труб.

Известно устройство для установки профильного перекрывателя в скважине (патент РФ № 2522360, МПК Е21В 29/10, опубл. 10.07.2014 г., бюл. № 19.), включающее корпус с верхним и нижним переводниками, направляющими на наружной поверхности, расширяющимися снизу вверх дорнирующими вставками, выполненными с возможностью ограниченного продольного перемещения при помощи толкателей вдоль направляющих, и расположенный ниже направляющих цилиндр с кольцевым поршнем, взаимодействующим с толкателями и выполненным с возможностью ограниченного перемещения вверх при тарированной нагрузке благодаря регулятору, цилиндр жестко соединен с нижним переводником, корпус снаружи оснащен упором, а регулятор выполнен в виде пружины, установленной между упором корпуса и кольцевым поршнем для его прижатия вниз.

Недостатками этого устройства являются:

- отсутствуют промежуточные положения дорнирующих вставок, как следствие, не регулируется диаметр расширения, из-за этого, большая нагрузка при расширении труб вниз, так как устройство выходит в рабочее положение до упора дорнирующих вставок в верхний переводник;

- невозможность осуществлять расширение труб при подъеме устройства, так как дорнирующие вставки принимают транспортное положение;

- сложность изготовления пазов типа «ласточкин хвост» на корпусе и дорнирующих вставках устройства, как следствие, высокие материальные затраты при изготовлении.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является регулируемый пуансон (патент РФ № 2390620, МПК Е21В 29/10, опубл. 27.05.2010 г., бюл. № 15), содержащий верхний и нижний упоры с набором формующих секторов, установленных между ними с возможностью ограниченного радиального перемещения, диафрагму из эластичного материала, установленную внутри формующих секторов, полость которой заполнена несжимаемой подвижной средой, формующие секторы установлены с возможностью ограниченного перемещения внутрь в радиальном направлении, а полость диафрагмы сообщена с упругим автономным компенсатором, обеспечивающим постоянный подпор среды в диафрагме непосредственно или через поршень, установленный над диафрагмой.

Недостатками этого устройства являются:

- постоянный подпор среды не позволяет регулировать усилие формующих секторов с устья, что может привести к заклиниванию устройства в наклонных и горизонтальных скважинах;

- низкий ресурс устройства из-за применения диафрагмы из эластичного материала;

- невозможность осуществлять расширение труб при работе устройства вниз, так как устройство не предназначено для расширения вниз.

Техническими задачами предлагаемого изобретения являются создание надежной и простой конструкции устройства для расширения труб в скважине, позволяющей исключить заклинивание устройства в наклонных и горизонтальных скважинах и осуществлять постепенное расширение труб за счет постепенного повышения давления через колонну бурильных труб, кроме того осуществлять расширение труб как при работе устройства вверх, так и вниз.

Технические задачи решаются устройством для расширения труб в скважине, содержащим верхний и нижний упоры с набором формующих секторов, установленных между ними с возможностью ограниченного радиального перемещения ограничителями.

Новым является то, что что верхний и нижний упоры выполнены заодно с корпусом, а формующие сектора снабжены сферической рабочей поверхностью и установлены в пазах корпуса, снабженного центральным каналом, в котором установлен ствол с радиальными отверстиями, при этом корпус сверху и снизу снабжен переводниками, образующими со стволом верхнюю и нижнюю гидрокамеры, в которые установлены подвижные подпружиненные конические поршни с возможностью ограниченного перемещения вдоль ствола навстречу друг другу, взаимодействующие с формующими секторами и выталкивающие формующие сектора наружу при создании перепада давления в стволе, снабженном насадкой, причем переводник сверху снабжен резьбой для соединения с колонной бурильных труб.

На фиг. 1 показано устройство для расширения труб в скважине с осевым разрезом в транспортном положении.

На фиг. 2 показано устройство для расширения труб в скважине с осевым разрезом в рабочем положении.

На фиг. 3 показан разрез А-А устройства для расширения труб в скважине.

Устройство для расширения труб в скважине, содержит верхний упор 1 (фиг. 1, 2, 3) и нижний упор 2 с набором формующих секторов 3, установленных между ними с возможностью ограниченного радиального перемещения ограничителями 4, 5. Верхний 1 и нижний 2 упоры выполнены заодно с корпусом 6. Формующие сектора 3 снабжены сферической рабочей поверхностью 7 и установлены в пазах 8 корпуса 6, снабженного центральным каналом 9, в котором установлен ствол 10 с радиальными отверстиями 11, 12. Корпус сверху и снизу снабжен переводниками 13, 14, образующими со стволом 10 верхнюю 15 и нижнюю 16 гидрокамеры, в которые установлены подвижные подпружиненные пружиной 17 конические поршни 18, 19 с возможностью ограниченного перемещения вдоль ствола 10 навстречу друг другу. Конические поршни 18, 19 взаимодействуют с формующими секторами 3 и выталкивают формующие сектора 3 наружу при создании перепада давления в стволе 10, снабженном насадкой 20. Переводник 13 сверху снабжен резьбой 21 для соединения с колонной бурильных труб (на фиг. 1, 2 не показаны).

Устройство для расширения труб в скважине работает следующим образом.

Устройство для расширения труб в скважине соединяют с колонной бурильных труб по резьбе 21 на переводнике 13 и спускают в скважину (на фиг. 1, 2 не показана). По достижении расширяемых труб (на фиг. 1, 2 не показаны) создают перепад давления промывочной жидкостью за счет насадки 20, например, 10 МПа, при этом жидкость через отверстия 11, 12 поступает в гидрокамеры 15, 16 и перемещает конические поршни 18, 19 навстречу друг другу, выталкивая формующие сектора 3, при этом устройство через колонну бурильных труб пропускают через расширяемые трубы, увеличивая их в диаметре. Если из-за недостатка веса колонны труб устройство не удается пропустить через колонну расширяемых труб, уменьшают давление, при этом уменьшается усилие выхода формующих секторов 3, за счет чего уменьшается диаметр расширения, что приводит к уменьшению усилия при расширении труб. После предварительного расширения и выхода устройства, увеличивают давление, например, 15 МПа, и тянут устройство вверх, расширяя трубы еще больше. Таким образом проход вниз и вверх устройства через расширяемые трубы производят до тех пор, пока при максимальном давлении, например, 20 МПа, не будет посадок и затяжек при расширении. После чего при отключении промывки за счет пружины 17 конические поршни 18, 19 раздвигаются, при этом формующие сектора 3 перемещаются в транспортное положение и устройство извлекается. Благодаря тому, что регулирование усилия выхода формующих секторов 3 производится с устья, отсутствует вероятность заклинивания устройства в наклонно-направленных и горизонтальных скважинах. Благодаря симметричной конструкции, включающей верхнюю 15 и нижнюю 16 гидрокамеры, в которые установлены подвижные подпружиненные пружиной 17 конические поршни 18, 19 и формующим секторам 3 со сферической рабочей поверхностью7 возможно осуществлять расширение труб, как при работе устройства вверх, так и вниз. Благодаря тому, что детали устройства выполнены стальными, значительно возрастает ресурс устройства.

Предлагаемое устройство является надежной и простой конструкцией для расширения труб в скважине, позволяющей исключить заклинивание устройства в наклонных и горизонтальных скважинах и осуществить постепенное расширение труб за счет постепенного повышения давления через колонну бурильных труб, кроме того осуществить расширение труб, как при работе устройства вверх, так и вниз.

Устройство для расширения труб в скважине, содержащее верхний и нижний упоры с набором формующих секторов, установленных между ними с возможностью ограниченного радиального перемещения ограничителями, отличающееся тем, что верхний и нижний упоры выполнены заодно с корпусом, а формующие сектора снабжены сферической рабочей поверхностью и установлены в пазах корпуса, снабженного центральным каналом, в котором установлен ствол с радиальными отверстиями, при этом корпус сверху и снизу снабжен переводниками, образующими со стволом верхнюю и нижнюю гидрокамеры, в которые установлены подвижные подпружиненные конические поршни с возможностью ограниченного перемещения вдоль ствола навстречу друг другу, взаимодействующие с формующими секторами и выталкивающие формующие сектора наружу при создании перепада давления в стволе, снабженном насадкой, причем переводник сверху снабжен резьбой для соединения с колонной бурильных труб.

Изобретение относится к бурению и капитальному ремонту скважин и предназначено, в частности, для развальцовывания труб при их установке в скважине. Устройство содержит корпус и установленную на нем на наклонной цапфе с возможностью вращения оправку, наружная поверхность которой образована сопряженными между собой чередующимися участками поверхности шара и фигурными поверхностями.

Способ ремонта обсадных труб в скважинах и устройство для его осуществления // 2752837

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использована при проведении ремонтно-восстановительных работ в нефтяных и газовых скважинах, а именно для ликвидации негерметичности стенок обсадных труб, находящихся внутри действующей скважины. При осуществлении способа в зону негерметичности обсадной трубы доставляют герметизирующее средство в виде перфорированной трубы, на поверхности которой жестко закреплен эластичный мешок с нанесенным на него препрегом из армирующего материала, пропитанного термореактивной смолой горячего отверждения.

Устройство для герметизации стенок скважины // 2749664

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для герметизации стенок скважины. Устройство включает пластырь с эластичными элементами, цилиндрическими концами и якорем, выполненным в виде продольно-гофрированного патрубка с наружным диаметром при расправлении гофр не менее внутреннего диаметра скважины в месте установки.

Способ герметизации эксплуатационных колонн нефтегазовых скважин // 2737745

Изобретение относится к способам герметизации эксплуатационных колонн (ЭК), применяемых в нефтяной и газовой промышленности. Внутри ЭК осуществляют сначала частичное, не по всей длине, расширение и герметичное прижатие к ее стенкам ремонтного металлического пластыря с эластичными кольцами на наружной поверхности, затем производят закачивание тампонирующей композитной смеси на основе отверждаемых смол в полость между нерасширенной частью пластыря и ЭК, и в момент начала отверждения композитной смеси производят окончательное расширение пластыря по всей длине, в результате чего часть композитной смеси вдавливается расширяемым пластырем в дефектные зоны негерметичности ЭК, а остальная часть композитной смеси создает вокруг пластыря защитный слой, что позволяет использовать пластыри с меньшей толщиной стенки.

Оборудование для ремонта эксплуатационных колонн нефтегазовых скважин // 2737551

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, преимущественно к устройствам для герметизации эксплуатационных колонн и отключения пластов. Оборудование включает один или несколько пластырей в виде тонкостенных труб с возможностью их радиального расширения, сочленяемых последовательно при помощи резьбовых соединений.

Расширяемая трубная система с предварительной промывкой для изоляции зон осложнений при бурении скважин // 2733546

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для изоляции зон осложнений, в частности, осыпаний и обвалов при бурении скважин. Устройство включает профильный перекрыватель, профильные трубы с пятью и более лучами с цилиндрическими участками, установленный на нижнем конце перекрывателя легкоразбуриваемый башмак с седлом обратного клапана и калиброванным отверстием для создания перепада давления при расширении профильных труб и освобождения шара, установленного внутри профильных труб и освобождающегося при превышении выбранного перепада давления и герметично перекрывающего седло обратного клапана, раздвижной роликовый развальцеватель, снабженный снизу фрезой с роликами для предварительного калибрования суженных участков профильных труб после их расширения гидравлическим давлением и разбуривания башмака.

Способ ремонта обсадной колонны в незацементированной части (варианты) // 2732167

Группа изобретений относится к капитальному ремонту скважин, в частности к технологиям восстановления герметичности. При осуществлении способа определяют незацементированный интервал обсадной колонны, поинтервальной опрессовкой выявляют нарушение в незацементированной ее части, натяжением колонны определяют наличие или отсутствие её перемещения.

Гидравлическое устройство и способ обнаружения и заделки отверстий или трещин в насосно-компрессорных трубах нефтедобывающей скважины // 2728754

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей отрасли, в частности к герметизации отверстий, трещин или мест утечек через соединения на месте повреждения в подземных насосно-компрессорных трубах. Устройство собирается вдоль 4 участков с общей длиной в пределах от 2,00 м до 3,00 м и диаметром в пределах от 70 мм до 80 мм, и содержит верхний участок, который содержит один верхний цилиндр и верхние средства для перемещения, удлинительный участок, который содержит верхний поршень, верхние средства для заделки, расположенные в верхней части верхнего поршня, одну удлинительную трубу, к верхней части которой прикреплен верхний поршень при помощи двух установочных болтов, а нижняя часть которой соединена с центральным участком, и один нижний переходник, соединяющий нижнюю часть удлинительного участка с центральным участком.

Устройство для изоляции зон осложнения труб перекрыватель интеллектуальный полимерный // 2724164

Изобретение относится к изоляции зон осложнения труб и трубопроводов различного назначения, например магистральных, промысловых и других трубопроводов из трубных секций или из отдельных труб, предназначенных для транспортирования нефти, подтоварной воды, газа, нефтепродуктов, воды и других сред. включающем Устройство включает трубчатый перекрыватель и выправляющий элемент.

Регулируемый пуансон для расширения металлических патрубков // 2721922

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способам и устройствам герметизации эксплуатационной колонны в скважине. Устройство содержит верхний и нижний упоры, шток и набор формообразующих секторов.

Устройство для герметизации обсадной колонны // 2773581

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для герметизации обсадной колонны и отключения пластов. Устройство для герметизации обсадной колонны содержит пластырь в виде гладкого металлического патрубка с эластичными уплотнителями, гидравлический посадочный инструмент с гидравлическим якорем и расширяющую оправку. К нижней части пластыря присоединён дополнительный патрубок, выполненный меньшим диаметром и длиной менее рабочего хода посадочного инструмента. Ниже расширяющей оправки установлен дополнительный саморегулируемый пуансон с газовой ёмкостью. Посадочный инструмент размещён внутри пластыря и снабжён раздвижными упорными плашками. На нижней части пластыря выполнено место для его упора при посадке дополнительного патрубка. Достигается технический результат – повышение надежности, реализация возможности безаварийной установки пластырей любой длины на любой глубине скважины. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.