Устройство для восстановления герметичности обсадной колонны

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности, к герметизации обсадной колонны в местах нарушений и/или вскрытия. Устройство для восстановления герметичности обсадной колонны включает пластырь, посадочный инструмент и расширяющую оправку, при этом по концам пластыря размещены жестко зафиксированные кольца, выполненные из более пластичного металла, чем материал пластыря. Пластырь выполнен с возможностью установки в предварительно выполненную кольцевую выборку обсадной колонны без плотного взаимодействия со стенками этой выборки. Между кольцами пластырь может быть снабжен продольными гофрами, а расширяющая оправка выполнена в виде вальцующего инструмента. Предлагаемое устройство является простым в изготовлении, дешевым и надежным, не теряющим своих герметизирующих свойств со временем, которое позволяет восстановить герметичность обсадной колонны без уменьшения внутреннего сечения и значительно увеличить ресурс работы расширяющей оправки. 2 илл. на 1 л.

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:

- значительное сужение проходного сечения обсадной колонны;

- эластичные уплотнители, наружная поверхность которых выполнена размером не более поперечных габаритов пластыря, при ослаблении прижатия пластыря относительно обсадной колонны приводят 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, позволяющей восстановить герметичность обсадной колонны без уменьшения внутреннего сечения и значительно увеличить ресурс расширяющей оправки.

Техническая задача решается устройством для восстановления герметичности обсадной колонны, включающим пластырь, 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 пластырь выполнен с возможностью установки в предварительно выполненную кольцевую выборку обсадной колонны без плотного взаимодействия со стенками этой выборки.

Новым является также то, что между кольцами пластырь снабжен продольными гофрами, а 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 восстановления герметичности обсадной колонны 1 включает пластырь 2 (см. Фиг.1 и 2), посадочный инструмент (на фиг. не показан) и расширяющую оправку (на Фиг. не показана), при этом по концам пластыря 1 размещены кольцевые уплотнители 3. При этом уплотнители 3 выполнены в виде зафиксированных на наружной поверхности пластыря 2 колец, выполненных из более пластичного металла, чем материал пластыря 2. Пластырь 2 выполнен с возможностью установки в предварительно выполненную кольцевую выборку 4 обсадной колонны 1 без плотного взаимодействия со стенками этой выборки 4. Между кольцами 3 пластырь 2 снабжен

продольными гофрами (на Фиг. не показаны), а расширяющая оправка выполнена в виде вальцующего инструмента.

Устройство работает следующим образом.

Вариант 1. Без продольных гофр на пластыре 2.

Пластырь 2 (см. Фиг.1) с посадочным инструментом и расширяющей оправкой спускают в интервал нарушения, где в обсадной колонне 1 предварительно выполнена кольцевая выборка 4. Затем при помощи посадочного инструмента расширяющей оправкой пластырь 2 (см. Фиг.2) устанавливают в кольцевую выборку 4 с зазором 5. При этом кольца 3, зафиксированные на пластыре 2 по концам и выполненные из более пластичного металла, чем материал пластыря 2, герметично перекрывают внутреннее пространство обсадной колонны 2 от зазора 5, расположенного напротив нарушения этой колонны 2.

Вариант 2. С продольными гофрами на пластыре 2.

Пластырь 2 (см. Фиг.1) с посадочным инструментом и расширяющей оправкой спускают в интервал нарушения, где в обсадной колонне 1 предварительно выполнена кольцевая выборка 4. Далее внутри пластыря 2 создают избыточное давление, выправляя гофры, которые своими вершинами (на Фиг. не показаны) взаимодействуют со стенками кольцевой выборки 4 и фиксирует пластырь 2 относительно обсадной колоны 1. Затем при помощи вальцующего инструмента пластырь 2 (см. Фиг.2) устанавливают заподлицо в кольцевую выборку 4 с зазором 5. При этом кольца 3, зафиксированные на пластыре 2 по концам и выполненные из более пластичного металла, чем материал пластыря 2, герметично перекрывают внутреннее пространство обсадной колонны 2 от зазора 5, расположенного напротив нарушения этой колонны 2.

В обоих вариантах внутреннее остаточное напряжение материала пластыря 2 после установки со временем незначительно уменьшит его наружный диаметр, но это нивелируется кольцами 3, которые в процессе установки сжимаются, и остаточное напряжение их материала стремиться расшириться. При этом пластырь 2, установленный в кольцевую выборку 4 обсадной колонны 1, гарантирован от продольного смещения. А так как пластырь 2 установлен с зазором 5, то на расширяющей оправке не требуется создания очень больших усилий для плотного прижатия к стенкам осадной колонны 1, что увеличивает ее 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

восстановить герметичность обсадной колонны без уменьшения внутреннего сечения и значительно увеличить ресурс работы расширяющей оправки.

1. Устройство для восстановления герметичности обсадной колонны, включающее пластырь, посадочный инструмент и расширяющую оправку, при этом по концам пластыря размещены кольцевые уплотнители, отличающееся тем, что уплотнители выполнены в виде зафиксированных на наружной поверхности пластыря колец, выполненных из более пластичного металла, чем материал пластыря, а пластырь выполнен с возможностью установки в предварительно выполненную кольцевую выборку обсадной колонны без плотного взаимодействия со стенками этой выборки.

2. Устройство для восстановления герметичности обсадной колонны по п.1, отличающееся тем, что между кольцами пластырь снабжен продольными гофрами, а расширяющая оправка выполнена в виде вальцующего инструмента.