СПОСОБ УСТАНОВКИ ПЛАСТЫРЯ В ОБСАДНОЙ КОЛОННЕ ТРУБ
PROCEDURE FOR ATTACHMENT OF PATCH IN CASING STRING

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 нефтяных, водяных и газовых скважин.
Известен способ установки пластыря в обсадной колонне труб (патент RU №2150570 C1, E21B 29/10, опубл. бюл. №16 от 10.06.2000 г.), включающий спуск устройства в сборе с пластырем на инструменте в скважину, ориентацию пластыря на дефект, создание избыточного гидравлического давления в системе и расширение пластыря дорнирующей головкой сверху вниз силовым толкателем устройства до сопряжения с обсадной колонной. Расширение пластыря дорнирующей головкой обеспечивают силовым толкателем, применяя устьевой упор, которым компенсируют противовес инструмента силовому толкателю, жестко связывают спускаемый инструмент с фланцем устья скважины и осуществляют возвратно-поступательное движение инструмента в скважине.
Недостатком данного способа является то, что для создания герметичного сопряжения между пластырем и колонной необходимо создавать большие радиальные усилия при поступательном движении дорнирующей головки сверху вниз. В связи с этим возрастают силы трения головки о пластырь и осевые нагрузки при дорнировании.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ установки пластыря в обсадной колонне труб (патент RU №2342515 C1, E21B 29/10, опубл. бюл. №36 от 27.12.2008 г.), включающий спуск устройства в сборе с пластырем на инструменте в скважину, ориентацию пластыря на дефект, создание избыточного гидравлического давления в системе и расширение пластыря дорнирующей головкой сверху вниз, обеспечиваемое силовым толкателем, применяя устьевой упор, которым компенсируют противовес инструмента силовому толкателю, жестко связывают спускаемый инструмент с фланцем устья скважины и осуществляют поступательное движение дорнирующей головки и инструмента. Устьевой упор закрепляют на фланец устья с возможностью вращения, а инструменту придают вращательное движение с вальцующей головкой, расположенной выше дорнирующей головки, с которой соединена вальцующая головка с возможностью вращения.
Данный способ имеет недостаток в том, что для реализации способа необходимо иметь сложную конструкцию устьевого упора, который должен воспринимать осевые нагрузки и производить вращение инструмента с вальцующей головкой, а также иметь возможность заклинивания и расклинивания бурового инструмента для его поступательного движения. Кроме того, данный способ требует применения дополнительного оборудования, например силового толкателя, создающего осевую нагрузку на вальцующую головку. Все это приводит к увеличению затрат времени на реализацию способа и увеличению финансовых затрат.
Техническими задачами предлагаемого изобретения являются снижение материальных, энергетических и финансовых затрат и обеспечение расширения диапазона ремонта скважин по всей длине колонны обсадных труб.
Технические задачи решаются способом установки пластыря в обсадной колонне труб, включающим спуск устройства в сборе с пластырем на инструменте в скважину, ориентацию пластыря на дефект, создание избыточного гидравлического давления в системе с фиксацией пластыря относительно нарушения, расширение пластыря инструментом, обеспечивающим поступательное перемещение сверху вниз дорнирующей головки и вращение расположенной выше и соединенной с возможностью вращения вальцующей головки.
Новым является то, что перед спуском в скважину между вальцующей и дорнирующей головками устанавливают механизм, преобразующий вращательное движение вальцующей головки в возвратно-поступательное продольное перемещение дорнирующей головки, а инструмент при расширении пластыря перемещают постоянно сверху вниз.
На фиг.1 изображен общий вид устройства и пластыря, которые спущены в скважину к месту дефекта обсадной трубы; на фиг.2 - сечение А-А фиг.1.
Устройство для установки пластыря в обсадной колонне труб состоит из корпуса вальцующей головки 1 (фиг.1), в которой установлены радиальные ролики 2. Корпус вальцующей головки 1 через механизм 3 (например, по патенту RU №2115851, F16H 25/12, опубл. 20.07.1998 г.), преобразующий вращательное движение в возвратно-поступательное, соединен со стволом 4 (фиг.1; фиг.2) дорнирующей головки. Дорнирующая головка состоит из ствола 4, сепаратора 5 (фиг.1), в котором установлены продольные ролики 6, расположенные в перпендикулярном к стволу 4 дорнирующей головки сечении, увеличивающиеся диаметрально снизу вверх и взаимодействующие с его продольными пазами 7 (фиг.2). Движение сепаратора 5 (фиг.1) снизу ограничено выступом 8, сверху - механизмом 3. Устройство в сборе с пластырем 9 спускается на инструменте 10 в обсадную колонну 11 и ориентируется на дефект 12.
Реализация способа
После спуска устройства в сборе с пластырем 9 на инструменте 10 в обсадную колонну 11 и ориентации пластыря 9 на дефект 12 в системе создают избыточное гидравлическое давление, в результате чего пластырь 9 фиксируется относительно нарушения.
Для расширения пластыря 9 инструмент 10 начинают вращать, придавая вращение и поступательное движение вниз корпусу вальцующей головки 1 с радиальными роликами 2. Вращательное движение корпуса вальцующей головки 1 преобразуется в возвратно-поступательное продольное перемещение ствола 4 дорнирующей головки, расположенной ниже, через механизм 3, установленный между ними. Ствол 4 дорнирующей головки через продольные пазы 7 взаимодействует с продольными роликами 6 сепаратора 5, расположенными в перпендикулярном к стволу 4 дорнирующей головки сечении, увеличивающимися диаметрально снизу вверх. Движение сепаратора 5 с продольными роликами 6 дорнирующей головки снизу ограничивается выступом 8, сверху - механизмом 3.
Вращательное движение корпуса вальцующей головки 1 с радиальными роликами 2, а также возвратно-поступательное продольное перемещение ствола 4 дорнирующей головки при взаимодействии с продольными роликами 6 сепаратора 5 обеспечивают равномерное расширение пластыря 9 до полного сопряжения с обсадной колонной 11. Инструмент 10 при расширении пластыря 9 перемещается постоянно сверху вниз до полного выхода корпуса вальцующей головки 1 с радиальными роликами 2.
Предлагаемое техническое решение обеспечивает экономию материальных, энергетических и финансовых ресурсов, а также расширение диапазона ремонта скважин по всей длине колонны обсадных труб. Экономия достигается за счет снижения затрат времени на реализацию способа, а также исключения применения дополнительного оборудования.