УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕМОНТА ОБСАДНОЙ КОЛОННЫ В СКВАЖИНЕ

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при ремонте обсадных колонн в скважинах, незацементированных в верхней их части.
Известно устройство для ремонта обсадной колонны в скважине (патент РФ на полезную модель №52086, МПК 7 Е21В 33/13, опубл. в бюл. №7 от 10.03.2006 г.), содержащее обсадную колонну и герметизирующую пробку в виде полого упругодеформирующегося корпуса с возможностью превышения им диаметра обсадной колонны, при этом упругодеформирующийся корпус армирован изнутри металлическим стаканом, который зафиксирован снизу на обсадной колонне, причем внутренний диаметр металлического стакана меньше внутреннего диаметра обсадной колонны в транспортном положении, при этом внутри обсадной колонны выше металлического стакана на колонне труб расположен поршень с цилиндром, подпоршневая полость которого сообщена с трубным пространством колонны труб, причем снизу цилиндр оснащен расширяющим конусом с углом при вершине, выполненным с возможностью прижатия упругодеформирующегося корпуса с металлическим стаканом к обсадной колонне и с диаметром основания, меньшим внутреннего диаметра металлического стакана в его рабочем положении.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для ремонта обсадной колонны в скважине (патент РФ на полезную модель №52085, МПК 7 Е21В 33/13, опубл. в бюл. №7 от 10.03.2006 г.), содержащее обсадную колонну и герметизирующую пробку в виде полого упругодеформирующегося корпуса с возможностью превышения им диаметра обсадной колонны, при этом упругодеформирующийся корпус армирован изнутри металлическим стаканом, который зафиксирован снизу на обсадной колонне, причем внутренний диаметр металлического стакана меньше внутреннего диаметра обсадной колонны в транспортном положении, при этом внутри обсадной колонны выше металлического стакана на колонне труб расположен поршень с цилиндром, подпоршневая полость которого сообщена с трубным пространством колонны труб, причем снизу цилиндр оснащен конусом, оснащенным расширяющим конусом, изготовленным сборным по диаметру из плашек, которые подпружинены сверху от цилиндра и выполнены с возможностью ограниченного перемещения только по конусу вверх, причем плашки выполнены с возможностью прижатия упругодеформирующегося корпуса с металлическим стаканом к обсадной колонне и с диаметром
основания, меньшим внутреннего диаметра металлического стакана в его рабочем положении.
Как аналогу, так и прототипу присущи общие недостатки:
во-первых, сложность конструкции, связанная с большим количеством узлов и деталей, в частности, сложен механизм, состоящий из толкателя и якорного узла;
во-вторых, в процессе спуско-подъемных операций устройства на колонне труб в скважину, которая заполнена скважинной жидкостью, происходит излив скважинной жидкости на устье скважины, в связи с чем затягивается продолжительность спуска устройства и загрязняется близлежащая к скважине территория, при этом после спуска колонны труб ее необходимо полностью заполнить технологической жидкостью для посадки устройства.
Технической задачей полезной модели является упрощение конструкции устройства для ремонта обсадной колонны в скважине, а также исключение излива жидкости на устье скважины в процессе спуско-подъемных операций.
Техническая задача решается предлагаемым устройством для ремонта обсадной колонны в скважине, содержащим обсадную колонну и герметизирующую пробку в виде полого упругодеформирующегося корпуса с возможностью превышения им диаметра обсадной колонны, при этом упругодеформирующийся корпус армирован изнутри металлическим стаканом, который зафиксирован снизу на обсадной колонне, причем внутренний диаметр металлического стакана меньше внутреннего диаметра обсадной колонны в транспортном положении, при этом внутри обсадной колонны выше металлического стакана на колонне труб размещен конус, оснащенный снизу расширяющим конусом, изготовленным сборным по диаметру из плашек, которые подпружинены и выполнены с возможностью ограниченного перемещения только по конусу вверх, причем плашки выполнены с возможностью прижатия упругодеформирующегося корпуса с металлическим стаканом к обсадной колонне и с диаметром основания, меньшим внутреннего диаметра металлического стакана в его рабочем положении.
Новым является то, что на конце колонны труб выполнена внутренняя цилиндрическая проточка, в которой с возможностью ограниченного осевого перемещения телескопически размещен пакер, выполненный в виде самоуплотняющейся манжеты, пропускающей снизу вверх, при этом корпус пакера оснащен рядом радиальных отверстий, герметично перекрытых в рабочем положении, при этом конус выполнен полым и жестко соединен с пакером полым штоком.
На фигуре 1 изображено предлагаемое устройство для ремонта обсадной колонны в скважине в продольном разрезе.
На фигуре 2 изображено поперечное сечение конуса с соединенными к нему плашками.
1
2
Устройство содержит обсадную колонну 1 (см. фиг.1) и герметизирующую пробку 2 в виде полого упругодеформирующегося корпуса 3 с возможностью превышения им диаметра обсадной колонны 1, при этом упругодеформирующийся корпус армирован изнутри металлическим стаканом 4, который зафиксирован снизу на обсадной колонне 1, причем внутренний диаметр металлического стакана D меньше внутреннего диаметра обсадной колонны D в транспортном положении.
Внутри обсадной колонны 1 выше металлического стакана 4 на колонне труб 5 размещен конус 6, оснащенный снизу расширяющим конусом 7, изготовленным сборным по диаметру из плашек 8, которые подпружинены посредством пружины 9 и втулки 10.
Плашки 8 (см. фиг.2) соединены с конусом 6, например, соединением «ласточкин хвост» и выполнены с возможностью ограниченного перемещения только по конусу 6 вверх.
3
1
Плашки 8 выполнены с возможностью прижатия упругодеформирующегося корпуса 3 (см. фиг.1) с металлическим стаканом 4 к обсадной колонне и с диаметром основания D, меньшим внутреннего диаметра D металлического стакана в его рабочем положении. На конце колонны труб 8 выполнена внутренняя цилиндрическая проточка 11, в которой с возможностью ограниченного осевого перемещения телескопически размещен пакер 12, выполненный в виде самоуплотняющейся манжеты 13, пропускающей снизу вверх. Корпус 14 пакера 12 оснащен рядом радиальных отверстий 15, герметично перекрытым в рабочем положении. Конус 6 выполнен полым с центральным каналом 16 и жестко соединен с пакером 12 полым штоком 17.
Устройство работает следующим образом.
На нижний конец обсадной колонны 1 (см. фиг.1) наворачивают герметизирующую пробку 2. Обсадную колонну 1 спускают в скважину до тех пор, пока герметизирующая пробка 2 не окажется ниже интервала нарушения (на фиг.1 и 2 не показано) кондуктора скважины. После чего верхнюю часть обсадной колонны 1 крепят на устье (на фиг.1 и 2 не показано) скважины.
Затем в обсадную колонну 1 спускают колонну труб 5 (например, колонну насосно-компрессорных труб) с пакером 12 и полым штоком 17, жестко соединенным с конусом 6, снабженным на конце расширяющим конусом 7, изготовленным сборным по диаметру из плашек 8, например, соединением «ласточкин хвост», до упора последних в металлический стакан 4 герметизирующей пробки 2, о чем свидетельствуют показания индикатора веса (на фиг.1, 2 не показано).
В процессе спуска колонны труб 5 (см. фиг.1) в обсадную колонну 1, находящаяся в скважине жидкость не замедляет скорость спуска колонны труб 5, а заполняет внутренние пространства 18 и 19, соответственно, колонны труб 5 и обсадной колонны 1, при этом внутреннее пространство 19 обсадной колонны 1 заполняется через самоуплотняющуюся манжету 13 пакера 12, пропускающую скважинную жидкость снизу вверх, а внутреннее пространство 18 колонны труб 5 заполняется через центральный канал 16 конуса 6.
При этом в процессе спуска колонны труб 5 внутренние пространства 18 и 19, соответственно, колонны труб 5 и обсадной колонны 1 сообщаются между собой рядом радиальных отверстий 15 корпуса 14 пакера 12.
Достигнув интервала посадки устройства, колонну труб 5 начинают разгружать на герметизирующую пробку 2, при этом сначала ряд радиальных отверстий 15 корпуса 14 пакера 12 герметично перекрывается нижним концом колонны труб 5, которая опускается вниз относительно пакера 12 в пределах внутренней цилиндрической проточки 11, после чего плашки 8 расширяющего конуса 7, подпружиненные посредством пружины 9 и втулки 10, начинают перемещаться вверх относительно конуса 6 благодаря соединению «ласточкин хвост», которым соединены плашки 8 до тех пор, пока втулка 10, находящаяся на конусе 6, ограничено не переместится вверх, при этом пружина 9 сожмется, а конус 6 останется неподвижным, а на индикаторе веса наблюдается рост показаний на величину усилия сжатия пружины 9.
Затем заполняют технологической жидкостью с устья скважины внутреннее пространство 19 обсадной колонны 1, после чего герметизируют на устье скважины пространство между обсадной колонной 1 и колонной труб 5 устьевым сальником (на фиг.1 и 2 не показано), позволяющим в процессе посадки устройства колонне труб 5 герметично перемещаться относительно обсадной колонны 1, жестко закрепленной на устье скважины на опорном фланце обсадной колонны.
Затем во внутреннем пространстве 17 обсадной колонны 1 создают избыточное давление посредством насосного агрегата (на фиг.1 и 2 не показано), установленного на устье скважины, при этом избыточное давление передается на самоуплотняющуюся манжету 13, которая прижимается к внутренним стенкам обсадной колонны 1 и не пропускает жидкость сверху вниз, при этом, в определенный момент по мере увеличения избыточного давления пакер 12 и колонна труб 5 вместе с находящимся на ее конце оборудованием начинают перемещаться вниз относительно обсадной колонны 1, при этом конус 6 оказывает давление на плашки 8, которые дорнируют и прижимают металлический стакан 4 с упругодеформирующимся корпусом 3 к внутренним стенкам кондуктора.
Процесс дорнирования продолжается до тех пор, пока плашки 8 расширяющего конуса 6 не окажутся ниже герметизирующей пробки 2, при этом металлический стакан 4 с упругодеформирующимся корпусом 3 оказываются плотно и герметично прижатыми к внутренней стенке кондуктора, о чем свидетельствует резкое падение давления на манометре насосного агрегата, при этом все оборудование, находящееся на конце колонны труб 5, перемещается вниз относительно внутренней цилиндрической проточки 11, выполненной на нижнем конце колонны труб 5.
В результате открывается ряд радиальных отверстий 15 корпуса 14 пакера 12, герметично перекрытых в рабочем положении, при этом пространство обсадной колонны 1 под пакером 12 сообщается с внутренним пространством 18 колонны труб 5, кроме того, скважинная жидкость, находящаяся во внутреннем пространстве 19 обсадной колонны 1, перетекает через ряд радиальных отверстий 15 во внутреннее пространство 18 колонны труб 5, что исключает излив скважинной жидкости на устье скважины при дальнейшем подъеме колонны труб 5.
После чего колонну труб 5 вместе с находящимся на ее конце оборудованием извлекают из скважины. Далее в скважину спускают необходимое оборудование и пускают ее в эксплуатацию.
Предлагаемое устройство для ремонта обсадной колонны в скважине имеет простую конструкцию и позволяет исключить излив скважинной жидкости на устье скважины в процессе спуска и подъема колонны труб, в связи с чем не затягивается продолжительность спуско-подъемных операций и не загрязняется близлежащая к скважине территория.