СИСТЕМА ИЗОЛЯЦИИ НЕГЕРМЕТИЧНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ КОЛОННЫ

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использована для герметизации аварийных обсадных труб при освоении, эксплуатации и ремонте скважин.
Известно устройство для герметизации разорванной колонны в скважине, содержащее хвостовик, состоящий из верхней и нижней частей с расположенными между ними плоскими фиксаторами, выполненными с возможностью опоры на верхний торец нижней части разорванной колонны, RU №2242582 С2, Е 21 В 29/10, 2004.12.20.
Известно устройство для изоляции и разобщения пластов в скважине, включающее корпус, уплотнительную манжету, нижний и верхний конусы с размещенными на них шлипсами, фиксатор и механизм установки в виде цилиндра с поршнем-толкателем, RU №2235851 C1, E 21 B 33/13, Е 21 В 33/12, 2004.09.10.
Известно устройство для нефтяных и газовых скважин при их герметизации, содержащее корпус, первый и второй запирающие узлы, упругий элемент, установленный между запирающими узлами и кулачковый узел, размещенный между упругим кольцевым элементом и первым запирающим узлом, RU №2100568 C1, E 21 B 33/134, Е 21 В 33/129, 1997.12.27.
Известен способ герметизации эксплуатационной колонны и отключения пластов, включающий установку двух пакеров и соединение их между собой трубой, RU №2215122 С2, Е 21 В 33/122, 2003.10.27.
Известные устройства обеспечивают разделение пластов и при необходимости способствуют герметизации поврежденных участков, но в случае изменения принципа герметизации, например, установка пластыря, извлечения устройств проблематично.
Известна пакерующая система для негерметичной обсадной колонны труб, состоящая из нижнего и верхнего уплотняющих устройств, содержащих манжеты, соответственно, нижние и верхние, ограничивающие при фиксации участок негерметичности, и якорь, установленный в верхнем уплотняющем устройстве и размещенный выше верхней манжеты, RU №33154 U1, E 21 B 33/12, Е 21 В 33/00, 2003.10.10. Нижнее уплотняющее устройство содержит якорь.
Данное техническое решение принято за прототип настоящей полезной модели.
Однако оно обладает недостатками.
Система прототипа содержит нижнее уплотняющее устройство в виде нижнего пакера, при организации якоря которого значительно уменьшается площадь сечения для спуска лифтовой колонны труб, это ухудшает эксплуатационные качества системы, кроме того, система подвешенная в скважине на двух механических якорях с возможностью ее извлечения в осевом направлении недостаточно надежна.
В основу настоящей полезной модели положено решение задачи, позволяющей повысить надежность стопорения в скважине вниз, за счет
упора нижнего уплотняющего устройства в металлический пластырь, и вверх, за счет малогабаритных разламывающих сухарей, разбуриваемых при необходимости, а также улучшить эксплуатационные качества, за счет увеличения проходного отверстия в трубе для обеспечения спуска лифтовой колонны.
Согласно полезной модели эта задача решается за счет того, что система изоляции негерметичности эксплуатационной колонны труб состоит из нижнего и верхнего уплотняющих устройств, содержащих манжеты, соответственно, нижние и верхние, ограничивающие при фиксации участок негерметичности, и якорь, установленный в верхнем уплотняющем устройстве и размещенный выше верхней манжеты.
Нижнее уплотняющее устройство содержит конус и упор с размещением нижней манжеты между ними, а ниже участка негерметичности установлен металлический пластырь, на верхнем крае которого расположен конус, верхнее уплотняющее устройство содержит фиксирующую втулку с резьбой с размещением верхней манжеты на ней, подвижную втулку с возможностями перемещения вдоль фиксирующей втулки и сопряжения с нажимной втулкой, в которой установлена пружинная разрезная гайка, имеющая резьбу для соединения с нажимной втулкой и резьбу, сопряженную с резьбой на фиксирующей втулке, а якорь выполнен с разламывающими сухарями, при этом пружинная разрезная гайка сопряжена с разламывающими сухарями якоря, кроме того, конус и упор, а также фиксирующая втулка и подвижная втулка соединены каждые друг с другом срезными штифтами.
Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о техническом решении, идентичном признакам, приведенным в формуле настоящей полезной модели, это определяет, по мнению заявителя, соответствие полезной модели критерию «новизна».
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где изображены:
на фиг.1 - Система изоляции негерметичности эксплуатационной колонны, разрез;
на фиг.2 - Узел А на фиг.1.
Система изоляции негерметичности эксплуатационной колонны содержит:
Металлический пластырь 1.
Колонну насосно-компрессорных труб (НКТ) 2.
Нижнее уплотняющее устройство 3.
Верхнее уплотняющее устройство 4.
Нижнее уплотняющее устройство 3 включает:
Упор 5.
Конус 6.
Срезные штифты (соединяют упор 5 и конус 6) 7.
Нижнюю манжету (между упором 5 и конусом 6) 8.
Верхнее уплотняющее устройство 4 включает:
Фиксирующую втулку с резьбой 9,
- верхнюю манжету (на втулке 9) 10.
Подвижную втулку 11.
Срезные штифты (соединяют втулки 9 и 11) 12.
Якорь с разламывающими сухарями 13,
- клин (якоря 13) 14. Нажимную втулку 15,
- пружинную разрезную гайку (во втулке 15) 16,
- резьбу (гайки 16 для втулки 15) 17,
- резьбу (гайки 16 для втулки 9) 18.
Система изоляции негерметичности эксплуатационной колонны труб состоит из нижнего 3 и верхнего 4 уплотняющих устройств, которые ограничивают при фиксации участок негерметичности.
Нижнее уплотняющее устройство 3 включает упор 5 и конус 6. Между упором 5 и конусом 6 размещена нижняя манжета 8. Упор 5 и конус 6 соединены срезными штифтами 7.
Металлический пластырь 1 установлен ниже участка негерметичности, на верхний край которого упирается конус 6 нижнего уплотняющего устройства 3.
Верхнее уплотняющее устройство 4 включает фиксирующую втулку с резьбой 9, подвижную втулку 11, якорь с разламывающими сухарями 13 и клином 14, нажимную втулку 15. На фиксирующей втулке с резьбой 9 размещена верхняя манжета 10. Якорь с разламывающими сухарями 13 размещен выше верхней манжеты 10. Фиксирующая втулка 9 и подвижная втулка 11 соединены срезными штифтами 12. Подвижная втулка 11 имеет возможности перемещения вдоль фиксирующей втулки 9 и сопряжения с нажимной втулкой 15. В нажимной втулке 15 установлена пружинная разрезная гайка 16. Пружинная разрезная гайка 16 сопряжена с разламывающими сухарями якоря 13. Пружинная разрезная гайка 16 имеет две резьбы 17 и 18. Резьба 17 соединяет пружинную разрезную гайку 16 с нажимной втулкой 15, а резьба 18 обеспечивает взаимодействие пружинной разрезной гайки 16 с ответной ей резьбой в фиксирующей втулке 9.
Систему изоляции негерметичности эксплуатационной колонны устанавливают в скважину на колонне НКТ 2.
Систему устанавливают следующим образом.
Ниже негерметичности эксплуатационной колонны устанавливают металлический пластырь 1. На НКТ 2 систему спускают в скважину до тех пор, пока конус 6 не упрется в верхний край поставленного металлического пластыря 1. При весовой нагрузке трубами НКТ в 3-5 тс происходит срезание штифтов 7 и упор 5 продолжает движение вниз, вдоль оси конуса 6, и сжимает нижнюю манжету 8, осуществляя запакеровку ниже зоны негерметичности.
В процессе продолжения спуска НКТ 2, при увеличении весовой нагрузки до 8-10 тс, происходит срезание штифтов 12 и подвижная втулка 11, перемещаясь вдоль втулки 9, перемещает нажимную втулку 15 с пружинной разрезной гайкой 16 на сухари якоря 13. Сухари якоря 13 передают нагрузку на клин 14 и через него на манжету 10, которая запакеровывает пространство выше негерметичности эксплуатационной колонны. При нагрузке на сухари якоря 13 выше прочностной характеристики, последние разламываются и фиксируют сжатую манжету 10 относительно эксплуатационной колонны. При сжатии манжеты 10 нажимная втулка 15 с пружинной разрезной гайкой 16 переместится по втулке 9 в зону, в которой на втулке 9 имеется, ответная резьбе 18, упорная резьба (не показана), произойдет фиксация от осевого смещения сухарей якоря 13. Система установлена. Колонну НКТ 2, на которой спускалась система, вместе с подвижной втулкой 11 поднимают из скважины, а негерметичный участок изолирован от остального пространства скважины.
Съем системы осуществляют путем фрезерования верхней части системы до клина 14, с последующим захватом оставшейся части метчиком и подъемом.
Предложенная система изготовлена промышленным способом на заводе «Измерон», а проведенные испытания на Рыбкинском месторождении ОАО «Оренбургнефть» подтверждают ее «промышленную применимость».