УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ВОДОИЗОЛЯЦИОННЫХ РАБОТ В СКВАЖИНЕ

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности, к устройствам для проведения водоизоляционных работ в скважине.
3
3
Известен способ проведения водоизоляционных работ на скважине (патент RU №2188929 МПК 7 Е 21 В 33/13 Бюл. №28 от 10.09.2002 г.) и устройство для его осуществления. Суть способа стоит в том, что лифтовая колонна труб сообщена с межтрубным пространством, при этом колонну безмуфтовой длинномерной трубы (БДТ) спускают в полость колонны лифтовых труб, а затем в полость БДТ закачивают буферную жидкость, инертную по отношению к водоизолирующему составу в объеме 0,3-0,5 м, закачивают во-доизолирующий состав в расчетном объеме, вторую порцию буферной жидкости в объеме 0,2-0,3 м и проводят продавливание водоизолирующего состава и буферной жидкости, причем продавливание ведут двумя независимо работающими насосными агрегатами, которыми закачивают продавочную жидкость в колонну БДТ, колонну лифтовых труб и в эксплуатационную колонну, при этом процесс закачивания продавочной жидкости обеими агрегатами продолжают до полного вытеснения водоизолирующей композиции из колонны БДТ и проникновения водоизолирующей композиции в пласт, после чего прекращают работу второго агрегата, закачивающего продавочную жидкость в кольцевое пространство между лифтовой и эксплуатационной колоннами, соединяют полость лифтовой колонны посредством дроссельного устройства со сливной линией, идущей от скважины, закачивают в колонну БДТ промывочную жидкость в объеме, достаточном для ее очистки от примененных компонентов, герметизируют кольцевую полость эксплуатационной колонны, а затем закрывают сливную линию и оставляют скважину под давлением на время реакции водоизолирующей смеси, при этом производительность первого насосного агрегата, закачивающего продавочную жидкость в колонну БДТ, и производительность второго агрегата, закачивающего продавочную жидкость в колонну лифтовых труб и эксплуатационную колонну, пропорциональна площади поперечного сечения БДТ и сумме площадей поперечного сечения кольцевого канала, образованного наружной поверхностью колонны БДТ и внутренней поверхностью лифтовой колонны, а также поперечного сечения кольцевого канала, образованного наружной поверхностью лифтовой колонны и внутренней поверхностью эксплуатационной колонны, при этом настройку дроссельного устройства производят таким образом, чтобы давление в зоне выполнения водоизоляционных работ при продавке водоизоляционной композиции в пласт и при промывке колонны БДТ было постоянным.
Недостатками данного устройства являются:
- во-первых, сложность конструкции, обусловленная большим количеством узлов и деталей;
- во-вторых, сложная технология применения, связанная с тем, что продавливание жидкости ведут двумя независимо работающими насосными агрегатами, при этом производительность каждого насосного агрегата требует соблюдения определенных пропорций.
Наиболее близким по технической сущности является устройство для проведения водоизоляционных работ в скважине (патент RU №2188929 МПК 7 Е 21 В 33/13 Бюл. №28 от 10.09.2002 г.), состоящее из спущенной в скважину колонны лифтовых труб с расположенной внутри нее колонной труб.
Недостатками данного устройства являются:
во-первых, невозможно использовать колонное пространство скважины в качестве осреднительной емкости при приготовлении водоизоляционного состава;
во-вторых, нестабильная плотность закачиваемого в скважину водоизоляционного состава, поскольку невозможно осуществить циркуляцию водоизоляционного состава через колонну труб в скважине при его приготовлении, что приводит к снижению качества изоляционных работ в скважине и, как следствие, к скорым повторным работам.
в-третьих, невозможна опрессовка колонн труб в скважине без спуско-подъема в скважину дополнительного оборудования например, пакера.
Задачей полезной модели является опрессовка колонн труб в скважине без спуско-подъема дополнительного оборудования и исключение осреднительной емкости из технологического процесса приготовления водоизоляционного состава, а также повышение качества водоизоляционных работ.
Поставленная техническая задача решается устройством для проведения водоизоляционных работ в скважине, состоящим из спущенной в скважину колонны лифтовых труб с расположенной внутри нее колонной труб.
Новым является то, что колонна лифтовых труб снизу оснащена втулкой с центральным каналом, а колонна труб соединена через заглушенный сверху переводник с ниппелем, причем в колонне труб снизу и в переводнике сверху ниже заглушки выполнены соответственно верхние и нижние радиальные каналы, при этом переводник оснащен выше нижних радиальных каналов наружным упором и выполнен с возможностью герметичного взаимодействия с центральным каналом втулки, а ниппель снизу снабжен полым наконечником со штифтом изнутри и радиальными отверстиями, герметично перекрытыми изнутри подпружиненной снизу и заглушенной пробкой, которая выполнена с возможностью осевого перемещения вниз с открытием радиальных отверстий и снабжена по
периметру технологическим пазом, взаимодействующим со штифтом полого наконечника, причем технологический паз изготовлен в виде продольных чередующихся верхних и нижних пазов, соединенных фигурным пазом так, что при возвратно-поступательном перемещении пробки относительно наконечника штифт последовательно располагается во всех продольных пазах, при этом верхние пазы выполнены в виде чередующихся коротких и длинных верхних пазов.
На фигуре 1 изображено предлагаемое устройство в продольном разрезе.
На фигуре 2 изображена развертка технологического паза.
Устройство для проведения водоизоляционный работ в скважине 1 состоит из спущенной в скважину колонны лифтовых труб 2 с расположенной внутри нее колонной труб 3. Колонна лифтовых труб 2 снизу оснащена втулкой 4 с центральным каналом 5.
Колонна труб 2 соединена через заглушенный сверху переводник 6 с ниппелем 7, состоящим из колонны труб, например насосно-компрессорных труб. В колонне труб 2 снизу и в переводнике 6 сверху ниже заглушки выполнены соответственно верхние 8 и нижние 9 радиальные каналы. Переводник 6 оснащен выше нижних радиальных каналов 9 наружным упором 10 и выполнен с возможностью герметичного взаимодействия с центральным каналом 5 втулки 4.
Ниппель 7 снизу снабжен полый наконечником 11 со штифтом 12 изнутри и радиальными отверстиями 13, герметично перекрытыми изнутри подпружиненной посредством пружины 14 снизу и заглушенной пробкой 15, которая выполнена с возможностью осевого перемещения вниз с открытием радиальных отверстий 13 и снабжена по периметру технологическим пазом 16, взаимодействующим со штифтом 12 полого наконечника 11, технологический паз 16 изготовлен в виде продольных чередующихся верхних 17 и нижних 18 пазов, соединенных фигурным пазом 19 так, что при возвратно-поступательном перемещении пробки 15 относительно наконечника 12 штифт 13 последовательно располагается в продольных верхних 17 и нижних 18 пазах технологического паза 16, при этом верхние пазы 17 выполнены в виде чередующихся коротких 20 и длинных 21 продольных верхних пазов 17. Несанкционированные перетоки жидкости исключаются уплотнительными элементами 22 и 23.
Устройство для проведения водоизоляционных работ в скважине работает следующим образом.
В скважину 1 (см. фиг.1) сначала спускают колонну лифтовых труб 2, оснащенную на конце втулкой 4, причем длину колонны лифтовых труб 2 выбирают в зависимости от необходимого объема водоизоляционного состава, определяемого объемом межколонного пространства 27 между колонной лифтовых труб 2 и колонной труб 3. В
процессе спуска колонны лифтовых труб 2 в скважину 1 внутреннее пространство колонны лифтовых труб 2 свободно заполняется жидкостью, находящейся в скважине 1. После спуска колонны лифтовых труб 2 в скважину ее верхний конец герметично крепят на устье скважины 1. Затем в колонну лифтовых труб 2 спускают колонну труб 3, снабженную на конце переводником 6 и ниппелем 7, при этом штифт 12 наконечника 11 устанавливают в транспортное положение в нижний продольный паз 18 технологического паза 16 пробки 15, как показано на фигуре 2.
Колонну труб 3 (см. фиг.1) спускают в колонну лифтовых труб 2 до тех пор, пока переводник 6, войдя в центральный канал 5 втулки 4 своим наружным упором 10, не сядет на втулку 4 сверху, при этом переводник 6 своей наружной поверхностью герметично вступает во взаимодействие посредством уплотнительного элемента 22 с центральным каналом 5 втулки 4, при этом нижние радиальные каналы 9 переводника 6 оказываются ниже втулки 4 колонны лифтовых труб 2. Длину ниппеля 7 выбирают таким образом, чтобы в рабочем положении (см. фигуру 1) его нижняя кромка располагалась напротив перфорационных отверстий 24, выполненных в скважине 1 напротив изолируемого водоносного пласта 25.
В процесс спуска колонны труб 3 в колонну лифтовых труб 2 скважинная жидкость через радиальные отверстия 13 наконечника 11 и дроссельное отверстие 26 пробки 15 через внутренние пространства ниппеля 7 и переводника 6, а также через нижние радиальные каналы 9 последнего сквозь верхние радиальные каналы 8 попадает внутрь колонны труб 3, благодаря чему исключается излив жидкости на устье скважины 1. Далее доливают колонну лифтовых труб 2 технологической жидкостью, при этом заполняется также межколонное пространство между колонной лифтовых труб 2 и колонной труб 3. Затем герметизируют на устье скважины межколонное пространство между колонной лифтовых труб 2 и колонной труб 3 и обвязывают насосный агрегат (на фиг.1 и 2 не показано) с колонной труб 3 и спрессовывают колонну лифтовых труб 2.
Убедившись в герметичности колонны лифтовых труб 2, приподнимают колонну труб 3 вверх на расчетную высоту до тех пор, пока верхние радиальные каналы 8 колонны труб 3 и нижние радиальные каналы 9 переводника 6 не сообщатся посредством межколонного пространства 27. После этого производят опрессовку ниппеля 7.
В процессе опрессовки (нагнетания) ниппеля 7 штифт 12 наконечника 11 из нижнего продольного паза 18 (см. фиг.2) через фигурный паз 19 перемещается в короткий 20 продольный верхний паз 17, при этом пробка 15 опускается вниз относительно наконечника 11, благодаря чему дроссельное отверстие 26 герметично перекрывается уплотнйтельными элементами 23. После опрессовки давление в колонне труб 3
сбрасывают, при этом штифт 12 наконечника 11 из короткого 20 продольного верхнего паза 17 через фигурный паз 19 перемещается в нижний продольный паз 18, причем пробка 15 (см. фиг.1) поднимается вверх относительно наконечника 11, а дроссельное отверстие 26 вновь устанавливается напротив радиальных отверстий 13 наконечника 11.
Убедившись в герметичности ниппеля 7, колонну труб 3 вновь опускают вниз до тех пор, пока переводник 6 своим наружным упором 10 не сядет на втулку 4 сверху. В результате переводник 6 своей наружной поверхностью герметично взаимодействует посредством уплотнительного элемента 22 с центральным каналом 5 втулки 4, при этом нижние радиальные каналы 9 переводника 6 оказываются ниже втулки 4.
Разгерметизируют на устье межколонное пространство 27 и начинают приготовление водоизоляционного состава. Для этого закачкой жидкости в колонну труб 3 через верхние радиальные каналы 8 колонны труб 3 и далее вверх по межколонному пространству 27, а затем вновь в колонну труб 3 - круговой циркуляцией приготавливают водоизоляционный состав (межколонное пространство 27 скважины 1 между колонной лифтовых труб 2 и колонной труб 3 используется в качестве осреднительной емкости).
Таким образом, круговую циркуляцию водоизоляционного состава продолжают до стабилизации его плотности. После стабилизации плотности водоизоляционного состава колонну труб 3 приподнимают вверх до тех пор, пока верхние радиальные каналы 8 колоны труб 3 и нижние радиальные каналы 9 переводника 6 не сообщатся посредством межколонного пространства 27, при этом нижняя кромка ниппеля 7 расположится напротив перфорационных отверстий 24, выполненных в скважине 1 напротив изолируемого водоносного пласта 25.
Далее в межколонное пространство 27 с устья скважины 1 закачивают расчетный объем продавочной жидкости, оставив примерно 100 литров водоизоляционного состава в межколонном пространстве 27 с учетом того, чтобы после продавки верхний уровень водоизоляционного состава был выше верхних радиальных каналов 8 колонны труб 3 с целью исключения смешивания продавочной жидкости с водоизоляционным составом, находящимся внутри колонны труб 3. В процессе продавки водоизоляционный состав из межколонного пространства 27 через нижние радиальные каналы 9 переводника 6 и далее через внутренние пространства переводника 6, ниппеля 7 попадает на заглушенную снизу пробку 15, которая перемещается вниз под действием давления продавки относительно наконечника 11, при этом штифт 12 (см. фиг.2) наконечника 11 перемещается по технологическому пазу 16 из его нижнего продольного паза 18 через фигурный паз 19 в длинный 21 продольный верхний паз 17, а пробка 15 (см. фиг.1) опускается ниже радиальных отверстий 13 наконечника 11, при этом водоизоляционный состав через открывшиеся
радиальные отверстия 13 наконечника 11 устремляется через перфорационные отверстия 24 скважины 1 в изолируемый водоносный пласт 25. Заглушенная пробка 15 продолжает оставаться в нижнем положении под действием столба водоизоляционного состава, сжимая пружину 14, при этом радиальные отверстия 13 наконечника 11 остаются открытыми, а штифт 13 продолжает оставаться в длинном пазе 21 верхнего продольного паза 17.
Далее герметизируют на устье скважины межколонное пространство 27 и закачивают в колонну труб 3 расчетный объем продавочной жидкости, под воздействием которого водоизоляционный состав из колонны труб 3 через верхние радиальные каналы 8 колонны труб 3 и далее через межколонное пространство 27 сквозь нижние радиальные каналы 9 переводника 6 через внутренние пространства переводника 6, ниппеля 7, радиальные отверстия 13 наконечника 11, сквозь перфорационные отверстия 24 продавливается в изолируемый водоносный пласт 25 до выхода продавочной жидкости из радиальных отверстий 13 наконечника 11, что определяется по расходу закачиваемой продавочной жидкости.
После этого, не сбрасывая давления, приподнимают колонну труб 3 вверх на максимально возможную длину (длину одной трубы), при этом радиальные отверстия 13 наконечника 11 поднимаются выше перфорационных отверстий 24. После этого давление продавки сбрасывают, при этом штифт 12 наконечника 11 из длинного 21 (см. фиг.2) продольного верхнего паза 17 через фигурный паз 19 перемещается в нижний продольный паз 18, а пробка 15 (см. фиг.1) опускается вниз относительно наконечника 11 и перерывает радиальные отверстия 13 наконечника 11.
Скважину 1 оставляют на затвердевание водоизоляционного состава в изолируемом пласте 25.
После затвердевания водоизоляционного состава в изолируемом пласте 25 из скважины 1 последовательно извлекают колонну труб 3 с переводником 6 и ниппелем 7 на конце, а затем колонну лифтовых труб 2 с втулкой 4 на конце.
Предлагаемое устройство позволяет опрессовать колонны труб в скважине без спуско-подъема дополнительного оборудования, также исключить осреднительную емкость, в связи с чем упрощается технология приготовления водоизоляционного состава, а продавка водоизоляционного состава в изолируемый водоносный пласт осуществляется после стабилизации плотности водоизоляционного состава, что позволяет повысить качество изоляционных работ и исключить вероятность повторных работ.