Устройство для ремонта эксплуатационной колонны или селективной изоляции пластов

Полезная модель относится к оборудованию для селективной изоляции пластов, а также для ремонта эксплуатационных колонн скважин. Решаемая задача и ожидаемый технический результат заключаются в повышении эффективности и технологичности устройства для ремонта эксплуатационной колонны или селективной изоляции пластов за счет возможности надежного контроля момента разъединения колонны-летучки и механической подвески после спуска устройства в скважину, равномерного распределения цементного камня по окружности в кольцевом пространстве между эксплуатационной колонной и стеклопластиковой колонной-летучкой, и минимизации трудностей при прохождении инструмента на забой путем центровки верхней части колонны-летучки в эксплуатационной колонне, повышения адгезии цементного камня к наружной поверхности стеклопластиковой трубы.

Устройство для ремонта эксплуатационной колонны или селективной изоляции пластов включает стеклопластиковую колонну-летучку, спускаемую на механической подвеске, элемент, расцепляющий колонну-летучку и механическую подвеску. В качестве элемента, расцепляющего колонну-летучку и механическую подвеску, а также центрирущего и фиксирующего колонну-летучку в эксплуатационной колонне, в верхней части колонны-летучки установлен расширяемый патрубок с переменным внутренним диаметром, с возможностью взаимодействия изнутри с расширяющим пуансоном инструмента посадочного гидравлического, установленного снизу механической подвески, причем расширяемый патрубок сверху оснащен направляющей воронкой, а с внешней стороны-фрикционными элементами, при этом труба стеклопластиковая имеет проточенные по наружной поверхности пояски. Устройство оснащено цементировочным узлом, представляющим собой герметизирующую втулку в составе верхней части колонны-летучки и имеющую с ней равнопроходной диаметр, и ниппель с уплотнительными элементами, устанавливаемый в герметизирующей втулке отдельным спуском на НКТ, причем на ниппеле снизу может быть установлен хвостовик, располагаемый внутри колонны-летучки. В нижней части колонна-летучка оснащена разбуриваемым заливочным клапаном, предотвращающим перетекание цементного раствора из кольцевого пространства между эксплуатационной колонной и колонной-летучкой во внутреннюю полость колонны-летучки. Под разбуриваемым заливочным клапаном колонна-летучка оснащена направляющей воронкой, выполненной из легко разбуриваемого или фрезеруемого материала.

Полезная модель относится к оборудованию для селективной изоляции пластов, например, многопластового нефтяного, газоконденсатного или нефтегазового месторождения, а также к оборудованию для ремонта эксплуатационных колонн скважин, включая водозаборные.

Известно устройство для селективной изоляции пластов многопластового нефтяного месторождения, а также для ремонта эксплуатационной колонны (Патент РФ на полезную модель 79930, оп. 20.01.2009), включающее стеклопластиковую колонну-летучку, спускаемую на механической подвеске, и элемент, расцепляющий колонну-летучку и механическую подвеску. Колонна-летучка спускается в интервал изоляции на механической подвеске - бурильной или насосно-компрессорной трубе, гибкой насосно-компрессорной трубе, геофизическом кабеле или иной канатной технике, причем колонна-летучка и механическая подвеска сцеплены с помощью пары переводников с левой резьбой или соединенных при помощи срезных штифтов. После спуска устройства в интервал изоляции, заполнения цементным раствором кольцевого пространства между эксплуатационной колонной и стеклопластиковой колонной-летучкой и расцепления стеклопластиковой колонны-летучки и механической подвески последняя поднимается на поверхность, а стеклопластиковая колонна-летучка остается в интервале изоляции.

Известное устройство недостаточно эффективно и технологично по трем причинам: первая - после спуска устройства в скважину ввиду малого веса колонны-летучки отсутствует возможность надежного контроля момента разъединения колонны-летучки и механической подвески, определяемому по уменьшению показаний индикатора веса при срезании штифтов или раскручивании пары переводников; вторая - в процессе крепления устройства в скважине отсутствует центровка верхней части колонны-летучки, как следствие, происходит прилегание ее к эксплуатационной колонне, что приводит к отсутствию в данном месте цементного камня после цементирования, а также к трудностям при вхождении и прохождении инструмента на забой, третья - недостаточная адгезия цементного камня к наружной поверхности колонны-летучки, что может сказаться на успешности крепления колонны-летучки в скважине и эффективности изоляции.

Задача заявляемого технического решения заключаются в повышении эффективности и технологичности устройства для ремонта эксплуатационной колонны или селективной изоляции пластов за счет обеспечения возможности надежного контроля момента разъединения колонны-летучки и механической подвески после спуска устройства в скважину, равномерного распределения цементного камня по окружности в кольцевом пространстве между эксплуатационной колонной и стеклопластиковой колонной-летучкой и минимизации трудностей при прохождении инструмента на забой путем центровки верхней части колонны-летучки, препятствующей одностороннему прилеганию колонны-летучки к эксплуатационной колонне, повышения адгезии цементного камня к наружной поверхности стеклопластиковой трубы.

Поставленная задача решается устройством для ремонта эксплуатационной колонны или селективной изоляции пластов, включающее стеклопластиковую изолирующую колонну-летучку, спускаемую на механической подвеске, и элемент, расцепляющий колонну-летучку и механическую подвеску,

Новым является то, что в качестве элемента, расцепляющего колонну-летучку и механическую подвеску, а также центрирущего и фиксирующего колонну-летучку в эксплуатационной колонне, в верхней части колонны-летучки установлен расширяемый патрубок с переменным внутренним диаметром, с возможностью взаимодействия изнутри с расширяющим пуансоном инструмента посадочного гидравлического, установленного снизу механической подвески, причем расширяемый патрубок оснащен с внешней стороны фрикционными элементами, а сверху - направляющей воронкой, при этом труба стеклопластиковая имеет проточенные по наружной поверхности пояски. Устройство оснащено цементировочным узлом, представляющим собой герметизирующую втулку в составе верхней части колонны-летучки и имеющую с ней равнопроходной диаметр, и ниппель с уплотнительными элементами, устанавливаемый в герметизирующей втулке отдельным спуском на НКТ, причем на ниппеле снизу может быть установлен хвостовик, располагаемый внутри колонны-летучки. В нижней части колонна-летучка оснащена разбуриваемым заливочным клапаном, предотвращающим перетекание цементного раствора из кольцевого пространства между эксплуатационной колонной и колонной-летучкой во внутреннюю полость колонны-летучки. Под разбуриваемым заливочным клапаном колонна-летучка оснащена направляющей воронкой, выполненной из легко разбуриваемого или фрезеруемого материала.

На фиг.1 представлена схема заявляемого устройства в транспортном положении. Здесь:

1 - эксплуатационная колонна;

2 - инструмент посадочный гидравлический на механической подвеске;.

3 - шток посадочного инструмента;

4 - расширяющий пуансон;

5 - расширяемый патрубок;

6 - фрикционные элементы;

7 - герметизирующая втулка;

8 - стеклопластиковая колонна;

9 - разбуриваемый заливочный клапан;

10 - направляющая воронка.

На фиг.2 представлена схема заявляемого устройства при цементирлвании колонны-летучки. Здесь:

11 - колонна НКТ;

12 - ниппель;

13 - хвостовик.

Расширяющий пуансон 4, установленный на штоку 3 посадочного инструмента 2 расположен в расширяемом патрубке ниже его суженной части, при этом имеет внешний диаметр больше внутреннего диаметра расширяемого патрубка 5 в его суженной части. Благодаря этому колонна-летучка в транспортном положении подвешена на посадочном инструменте.

Устройство работает следующим образом. Колонна-летучка в сборе (фиг.1) спускается в интервал изоляции на механической подвеске с инструментом посадочным гидравлическим 2. После спуска устройства его устанавливают, на искусственный забой, представляющий собой текущий забой скважины (либо песчаную отсыпку на текущий забой, либо цементный мост, либо разбуриваемый пакер). Создают давление в колонне НКТ, благодаря чему срабатывает посадочный инструмент. При этом происходит движение вверх штока 3 и расширение патрубка 5 расширяющим пуансоном 4. По мере расширения патрубка 5 происходит закрепление колонны-летучки на заданной глубине с помощью фрикционных элементов 6 расширяемого патрубка, а также центровка верхней части колонны-летучки в эксплуатационной колонне 1. После полного прохождения расширяющего пуансона 4 через патрубок 5 посадочный инструмент 2 освобождается от колонны-летучки и механическую подвеска с инструментом посадочным извлекается из скважины. Отсутствие изменений в показаниях индикатора веса при движении механической подвески с инструментом посадочным 2 вверх позволяет надежно определить полное разъединение его с колонной-летучкой. На колонне НКТ 11 в скважину спускают ниппель 12 с хвостовиком 13 и устанавливают в герметизирующей втулке 7, после чего закачивают через колонну НКТ цементный раствор для заполнения кольцевого пространства между эксплуатационной колонной 1 и колонной-летучкой 8. Закачку цементного раствора производят до момента достижения его верхним фронтом разбуриваемого заливочного клапана 9, который предотвращает перетекание цементного раствора из кольцевого пространства между эксплуатационной колонной 1 и колонной-летучкой 8 во внутреннюю полость колонны-летучки. Движением колонны НКТ вверх выводят ниппель 12 из герметизирующей втулки 7 и путем обратной промывки через хвостовик и колонну НКТ удаляют цементный раствор из внутренней полости колонны-летучки 8, после чего поднимают ниппель 12 на колонне НКТ из скважины. После затвердевания цементного раствора разбуривают разбуриваемый заливочный клапан 8 и цементный мост и запускают скважину в эксплуатацию. В процессе эксплуатации проточенные пояски на наружной поверхности стеклопластиковых труб обеспечивают увеличение адгезии цементного камня к колонне-летучке за счет повышения шероховатости и числа выступов на поверхности последней.

Заявляемое устройство для ремонта эксплуатационной колонны или селективной изоляции пластов эффективнее и технологичнее прототипа за счет обеспечения надежного контроля момента разъединения колонны-летучки и механической подвески после спуска устройства в скважину, центровки верхней части колонны-летучки, препятствующей одностороннему прилеганию колонны-летучки к эксплуатационной колонне и обеспечивающей равномерное распределение цементного камня по окружности в кольцевом пространстве между эксплуатационной колонной и колонной-летучкой, центровки направляющей верхней воронки для прохождения инструмента на забой, повышения адгезии цементного камня к наружной поверхности стеклопластиковой трубы путем протачивания поясков на наружной поверхности стеклопластиковых труб.

1. Устройство для ремонта эксплуатационной колонны или селективной изоляции пластов, включающее изолирующую колонну-летучку, в качестве которой использована спускаемая на механической подвеске труба стеклопластиковая, элемент, расцепляющий колонну-летучку и механическую подвеску, отличающееся тем, что в качестве элемента, расцепляющего колонну-летучку и механическую подвеску, а также центрирущего и фиксирующего колонну-летучку в эксплуатационной колонне, в верхней части колонны-летучки установлен расширяемый патрубок с переменным внутренним диаметром с возможностью взаимодействия изнутри с расширяющим пуансоном инструмента посадочного гидравлического, установленного снизу механической подвески, причем расширяемый патрубок снаружи оснащен фрикционными элементами, а сверху - направляющей воронкой, при этом труба стеклопластиковая имеет проточенные по наружной поверхности пояски.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно оснащено цементировочным узлом, представляющим собой герметизирующую втулку в составе верхней части колонны-летучки и имеющую с ней равнопроходной диаметр и ниппель с уплотнительными элементами, устанавливаемый в герметизирующей втулке отдельным спуском на НКТ, причем на ниппеле снизу может быть установлен хвостовик, располагаемый внутри колонны-летучки.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в нижней части колонна-летучка оснащена разбуриваемым заливочным клапаном, предотвращающим перетекание цементного раствора из кольцевого пространства между эксплуатационной колонной и колонной-летучкой во внутреннюю полость колонны-летучки.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что под разбуриваемым заливочным клапаном колонна-летучка оснащена направляющей воронкой, выполненной из легко разбуриваемого или фрезеруемого материала.