УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕМОНТА ОБСАДНОЙ КОЛОННЫ

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности, к герметизации обсадной колонны в местах нарушений и/или вскрытия.
Известно «Устройство для ремонта обсадной колонны» (патент RU №2258796, Е21В 29/10, опубл. Бюл. №23 от 20.08.2005 г.), состоящее из патрубка, расширяющего конуса, выполненного с возможностью прижатия патрубка к обсадной колонне и с диаметром основания, меньшим внутреннего диаметра патрубка в его рабочем положении, при этом сверху патрубок жестко присоединен к колонне труб, а сверху и снизу снабжен расширениями, в нижнее из которых установлен циркуляционный клапан, пропускающий снизу вверх, корпус которого прикреплен к патрубку срезными винтами, расширяющий конус вставлен в верхнее расширение патрубка и выполнен с седлом под сбрасываемый с устья клапан, при этом к расширяющему конусу прикреплена самоуплотняющаяся сверху вниз манжета, патрубок выполнен более пластичным, чем колонна труб, и на его наружной поверхности расположена эластичная оболочка, причем между верхним и нижним расширениями патрубок может быть оснащен продольными гофрами.
Недостатками данного устройства являются:
- значительное сужение проходного сечения обсадной колонны;
- необходимость крепления верхнего конца на устье скважины, что в глубоких скважинах приводит к высокой металлоемкости и, следовательно, стоимости устройства.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является «Устройство для герметизации обсадной колонны» (патент RU №2236550, Е21В 29/10, 33/13, опубл. Бюл. №26 от 20.09.2004 г.), включающее пластырь в виде гладкого металлического патрубка, гидравлический посадочный инструмент и расширяющую оправку, выполненную в виде усеченного конуса с углом конической поверхности 10-40°, диаметр основания которого меньше по величине, чем разница внутреннего диаметра обсадной колонны и удвоенной толщины стенки пластыря, при этом по концам пластыря в кольцевых цилиндрических канавках, выполненных в нем, размещены эластичные уплотнители, наружная поверхность которых выполнена размером не более поперечных
габаритов пластыря, а гидродинамический посадочный инструмент снабжен гидравлическим якорем.
Недостатками данного устройства являются:
- фиксация пластыря после установки относительно обсадной колонны происходит за счет плотного их взаимного контакта, но со временем остаточное внутреннее напряжение ослабляет прижатие, что приводит к возможным сдвигам пластыря;
- эластичные уплотнители, наружная поверхность которых выполнена размером не более поперечных габаритов пластыря, при ослаблении прижатия пластыря относительно обсадной колонны приводит к разгерметизации;
- сильное прижатие во время установки пластыря к обсадной колонне приводит к быстрому выходу из строя расширяющей оправки, на которую действуют при этом значительные усилия.
Технической задачей предложения является создание дешевой, надежной конструкции, не теряющей со временем своих герметизирующих свойств и позволяющей значительно увеличить ресурс расширяющей оправки.
Техническая задача решается устройством для ремонта обсадной колонны, включающим пластырь, якорный узел, посадочный инструмент и расширяющую оправку, при этом по концам пластыря размещены кольцевые уплотнители.
Новым является то, что уплотнители выполнены в виде зафиксированных на наружной поверхности пластыря колец, выполненных из более пластичного металла, чем материал пластыря, а якорный узел выполнен в виде остроконечных твердых зубков, установленных вверху на наружной поверхности пластыря, который между кольцами снабжен продольными гофрами и выполнен с возможностью установки без плотного взаимодействия со стенками обсадной колонны, при этом расширяющая оправка выполнена в виде вальцующего инструмента.
На Фиг.1 изображен пластырь в интервале установки перед ремонтом обсадной колонны.
На Фиг.2 изображен пластырь после ремонта обсадной колонны.
Устройство для ремонта обсадной колонны 1 включает пластырь 2 (см. Фиг.1 и 2), якорный узел 3, посадочный инструмент (на фиг. не показан) и расширяющую оправку (на Фиг. не показана), при этом по концам пластыря 1 размещены кольцевые уплотнители 4. Уплотнители 4 выполнены в виде зафиксированных на наружной поверхности пластыря 2 колец, выполненных из более пластичного металла, чем материал пластыря 2. Якорный узел 3 выполнен в виде остроконечных твердых зубков, установленных вверху на наружной поверхности пластыря 2, который между кольцами 4 снабжен продольными
гофрами (на Фиг. не показаны) и выполнен с возможностью установки без плотного взаимодействия со стенками обсадной колонны 1. При этом расширяющая оправка выполнена в виде вальцующего инструмента.
Устройство работает следующим образом.
Пластырь 2 (см. Фиг.1) с якорным узлом 3, посадочным инструментом и расширяющей оправкой спускают в интервал нарушения 6 обсадной колонны 1. Далее внутри пластыря 2 создают избыточное давление, выправляя гофры, которые своими вершинами (на Фиг. не показаны) взаимодействуют со стенками обсадной колонны 1 и фиксируют пластырь 2 относительно обсадной колоны 1. Затем при помощи посадочного инструмента с вальцующим инструментом пластырь 2 (см. Фиг.2) сверху вниз устанавливают напротив интервала нарушения 6 с зазором 5. При этом остроконечные твердые зубки 3 внедряются в осадную колонну 1, предотвращая продольный сдвиг, а кольца 4, зафиксированные на пластыре 2 по концам и выполненные из более пластичного металла, чем материал пластыря 2, герметично перекрывают внутренне пространство обсадной колонны 2 от зазора 5, расположенного напротив интервала нарушения 6 этой колонны 2.
Внутренне остаточное напряжение материала пластыря 2 после установки со временем незначительно уменьшит его наружный диаметр, но это нивелируется кольцами 4, которые в процессе установки сжимаются, и остаточное напряжение их материала стремится расшириться. При этом пластырь 2, оснащенный внедрившимися зубками 3, гарантирован от продольного смещения. А так как пластырь 2 установлен с зазором 5, то на вальцующем инструменте не требуется создания очень больших усилий для плотного прижатия к стенкам осадной колонны 1, что увеличивает его ресурс работы. Все это в совокупности позволяет качественно проводить ремонт обсадной колонны 1.
Предлагаемое устройство является простым в изготовлении, дешевым и надежным, не теряющим своих герметизирующих свойств со временем, которое позволяет значительно увеличить так же ресурс работы расширяющей оправки.