Устройство для проведения водоизоляционных работ в скважине
Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности, к устройствам для проведения водоизоляционных работ в скважине. Устройство для проведения водоизоляционных работ в скважине состоит из спущенной в скважину колонны труб с башмаком на конце. Устройство для проведения водоизоляционных работ в скважине состоит из спущенной в скважину колонны труб с башмаком на конце. Башмак выполнен в виде полой втулки с конусной поверхностью. Полая втулка выполнена с возможностью ограниченного осевого перемещения на длину L относительно верхнего и нижнего кольцевых упоров колонны труб. Полая втулка сверху снаружи оснащена самоуплотняющейся манжетой, пропускающей снизу вверх. Снизу полая втулка оснащена технологическим пазом на наружной поверхности. Напротив технологического паза на наружной поверхности полой втулки установлен якорный узел, выполненный в виде стакана, имеющего возможность осевого перемещения относительно полого хвостовика. Стакан оснащен центраторами с плашками и штифтом, взаимодействующим с технологическим пазом. Технологический паз выполнен в виде длинного и короткого продольных пазов, соединенных фигурным пазом так, что при возвратно-поступательном перемещении стакана относительно полой втулки штифт последовательно располагается то в коротком продольном пазу - транспортное положение, то в длинном продольном пазу - рабочее положение. Центраторы подпружинены наружу посредством пружин, а плашки поджаты во внутрь и снабжены изнутри наклонной к оси колонны труб направляющей, выполненной с возможностью взаимодействия с конусной поверхностью полой втулки в рабочем положении. Колонна труб внутри снабжена перемычкой, выше и ниже которой выполнены соответственно верхние и нижние радиальные каналы. Нижние радиальные каналы выполнены с возможностью их герметичного перекрытия полой втулкой при ее перемещении вверх. Предлагаемое устройство позволяет исключить использование осреднительной емкости, в связи чем упрощается технология приготовления водоизоляционного состава, а продавка водоизоляционного состава в изолируемый водоносный пласт осуществляется после стабилизации химических показателей водоизоляционного состава, что позволяет повысить качество изоляционных работ и исключить вероятность повторных работ. 2 ил. на 1 л.
Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности, к устройствам для проведения водоизоляционных работ в скважине.
Известно устройство для проведения водоизоляционных работ в скважине, осуществляющее способ (см. патент RU №2188929 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.
Наиболее близким является устройство для ликвидации негерметичности обсадных колонн и заколонного пространства скважины тампонированием под давлением, осуществляющее способ (см. «Повторное цементирование при строительстве и эксплуатации скважин» авторы И.А.Серенко, Н.А.Сидоров, А.Т.Кошелев Москва, Москва «Недра», 1988 г., стр.111), состоящее из колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) с башмаком на конце.
Как аналогу, так и прототипу присущи общие недостатки:
во-первых, невозможно использовать колонное пространство скважины в качестве осреднительной емкости при приготовлении водоизоляционного состава;
во-вторых, нестабильные химические показатели 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.
Задачей полезной модели является исключение осреднительной емкости из технологического процесса приготовления водоизоляционного состава, а также повышение качества водоизоляционных работ.
Поставленная задача решается устройством для проведения водоизоляционных работ в скважине, состоящее из спущенной в скважину колонны труб с башмаком на конце.
Новым является то, что башмак выполнен в виде полой втулки с конусной поверхностью, при этом полая втулка выполнена с возможностью ограниченного осевого перемещения относительно верхнего и нижнего кольцевых упоров колонны труб, причем сверху полая втулка снаружи оснащена самоуплотняющейся манжетой, пропускающей снизу вверх, а снизу полая втулка оснащена технологическим пазом на наружной поверхности
и якорным узлом, выполненным в виде стакана, выполненного с возможностью осевого перемещения относительно полой втулки и оснащенного центраторами с плашками и штифта, взаимодействующего с технологическим пазом, выполненного в виде длинного и короткого продольных пазов, соединенных фигурным пазом так, что при возвратно-поступательном перемещении стакана относительно полой втулки штифт последовательно располагается то в коротком продольном пазу - транспортное положение, то в длинном продольном пазу - рабочее положение, при этом центраторы подпружинены наружу, а плашки поджаты во внутрь и снабжены изнутри наклонной к оси колонны труб направляющей, выполненной с возможностью взаимодействия с конусной поверхностью полой втулки в рабочем положении, причем ниже верхнего кольцевого упора в колонне труб жестко установлена перемычка, выше и ниже которой выполнены соответственно верхние и нижние радиальные каналы, нижние из которых выполнены с возможностью герметичного перекрытия полой втулкой при ее перемещении вверх.
На фигуре 1 изображено предлагаемое устройство в продольном разрезе.
На фигуре 2 изображена развертка технологического паза.
Устройство для проведения водоизоляционных работ в скважине состоит из спущенной в скважину 1 (см. фиг.1) колонны труб 2 с башмаком 3 на конце.
Башмак 3 выполнен в виде полой втулки 4 с конусной поверхностью 5. Полая втулка 4 выполнена с возможностью ограниченного осевого перемещения на длину L относительно верхнего 6 и нижнего 7 кольцевых упоров колонны труб 2.
Полая втулка 4 сверху снаружи оснащена самоуплотняющейся манжетой 8, пропускающей снизу вверх. Снизу полая втулка 4 оснащена технологическим пазом 9 на наружной поверхности.
Напротив технологического паза 9 на наружной поверхности полой втулки 4 установлен якорный узел 10, выполненный в виде стакана 11, имеющего возможность осевого перемещения относительно полой втулки 4. Стакан 11 оснащен центраторами 12 с плашками 13 и штифтом 14, взаимодействующим с технологическим пазом 9.
Технологический паз 9 (см. фиг.2) выполнен в виде длинного 15 и короткого 16 продольных пазов, соединенных фигурным пазом 17 так, что при возвратно-поступательном перемещении стакана 11 относительно полой втулки 4 штифт 14 последовательно располагается то в коротком продольном пазу 16 - транспортное положение, то в длинном продольном пазу 17 - рабочее положение.
Центраторы 12 (см. фиг.1) подпружинены наружу посредством пружин 18, а плашки 13 поджаты во внутрь и снабжены изнутри наклонной к оси колонны труб направляющей 19, выполненной с возможностью взаимодействия с конусной поверхностью
5 полой втулки 4 в рабочем положении. Ниже верхнего кольцевого упора 6 в колонне труб 2 жестко установлена перемычка 20, выше и ниже которой выполнены соответственно верхние 21 и нижние 22 радиальные каналы. Нижние радиальные каналы 22 выполнены с возможностью герметичного перекрытия посредством уплотнительного кольца 23 полой втулкой 4 при ее перемещении вверх.
Устройство для проведения водоизоляционных работ в скважине работает следующим образом.
Перед началом водоизоляционных работ в скважине 1 производят компоновку устройства, которое по мере сборки постепенно спускают.
С этой целью на колонну труб 2 устанавливают в сборе башмак 3 (см. фиг.1), при этом напротив технологического паза 9 полой втулки 4 башмака 3, посредством штифта 14, устанавливают якорный узел 10, причем штифт 14 (см. фиг.2) располагают в верхней части короткого продольного паза 16 технологического паза 9 - в транспортное положение. Далее спускают колонну труб 2 в скважину 1 до тех пор, пока нижний конец колонны труб 2 не окажется напротив изолируемого интервала, например, перфорационных отверстий 24 изолируемого водоносного пласта 25.
В процессе спуска устройства башмак 3, находящийся на наружной поверхности колонны труб 2 между верхней 6 и нижней 7 кольцевыми упорами, верхним концом полой втулки 4 уперт в верхний кольцевой упор 6 колонны труб 2, в следствии плотного контакта самоуплотняющейся манжеты 6 с внутренними стенками скважины 1.
Кроме того, в процессе спуска колонны труб 2 в скважину 1 находящаяся в ней жидкость свободно перетекает снизу вверх через самоуплотняющуюся манжету 8, пропускающую снизу вверх, благодаря чему исключается излив жидкости из скважины 1 на устье, а само устройство в процесс спуска в скважину 1 центрируется относительно оси скважины 1 посредством центраторов 12 якорного узла 10.
Далее приподнимают устройство вверх примерно на 2-3 метра и опускают вниз, при этом сначала колонна труб 2 благодаря контакту центраторов 12 с внутренними стенками скважины 1 поднимается вверх относительно башмака 3, который нижним концом полой втулкой 4 упирается в нижний кольцевой упор 7 колонны труб 2, а затем все детали устройства, кроме деталей якорного узла 10 (стакана 11, центраторов 12, плашек 13, штифта 14, пружин 18), также благодаря контакту центраторов 12 с внутренними стенками скважины 1 совершают возвратно-поступательное перемещение относительно выше указанных деталей якорного узла 10.
В результате штифт 14 (см. фиг.2) при подъеме устройства из верхней части короткого продольного паза 16 опускается вниз и попадает в нижнюю часть длинного продольного
паза 15, откуда при последующем спуске перемещается в верхнюю часть длинного продольного паза 15, занимая рабочее положение, при этом направляющая 19 (см. фиг.1) плашек 13 вступает во взаимодействие с конусной поверхностью 5 полой втулки 4. В итоге подпружиненные наружу посредством пружин 18 плашки 13 под действием веса устройства расходятся радиально наружу и прижимаются к внутренним стенкам скважины 1, о чем свидетельствует полная потеря веса устройства на индикаторе веса, установленного на устье скважины 1. Разгрузку колонны труб 2 продолжают, и она опускается вниз относительно находящегося неподвижно полой втулки 4 башмака 3, благодаря фиксации последнего якорным узлом 10 к внутренним стенкам скважины 1, до упора верхнего конца полой втулки 4 башмака 3 в кольцевой упор 6 колонны труб 2, причем нижние радиальные каналы 22 колонны труб 2 герметично посредством уплотнительного кольца 23 перекрыты полой втулкой 4. Далее начинают приготовление водоизоляционного состава.
Для этого закачкой жидкости в колонну труб 2 через верхние радиальные каналы 21 колонны труб 2 и далее вверх по межколонному пространству 26, поскольку самоуплотняющаяся манжета 8 прижата к внутренним стенкам скважины 1 и не пропускает сверху вниз, а затем вновь в колонну труб 2, круговой циркуляцией приготавливают водоизоляционный состав (межколонное пространство 26 между колонной труб 2 и скважиной 1 используется в качестве осреднительной емкости). Таким образом, круговую циркуляцию водоизоляционного состава продолжают до стабилизации его химических показателей водоизоляционного состава.
После этого колонну труб 2 приподнимают вверх относительно полой втулки 4 башмака 3 на длину - L (до появления веса колонны труб 2 на индикаторе веса, установленного на устье скважины), при этом колонна труб 2 своим нижним кольцевым упором 7 вступает во взаимодействие с нижним торцом полой втулки 4 башмака 3, а верхние 21 и нижние 22 радиальные каналы колонны труб 2, разделенные между собой перемычкой 20, сообщаются посредством межколонного пространства 26, при этом конусная поверхность 5 полой втулки 4 продолжает находится во взаимодействии с направляющей 19 плашек 13 якорного узла 10.
Далее герметизируют на устье пространство между скважиной 1 и колонной труб 2. Затем в межколонное пространство 26 с устья скважины 1 закачивают расчетный объем продавочной жидкости, оставив примерно 100 литров водоизоляционного состава в межколонном пространстве 26 с учетом того, чтобы после продавки верхний уровень водоизоляционного состава был выше верхних радиальных каналов 21 колонны труб 2 с целью исключения смешивания продавочной жидкости с водоизоляционным составом, находящимся внутри колонны труб 2. Производят продавку водоизоляционного состава
из межколонного пространства 26 сквозь нижние радиальные каналы 22 колонны труб 2, поскольку самоуплотняющаяся манжета 8 под давлением продавки еще более плотно прижимается к внутренним стенкам скважины 1 и не пропускает водоизоляционный состав сверху вниз, который через внутренние пространства колонны труб 2 сквозь перфорационные отверстия 24 в изолируемый водоносный пласт 25.
Далее герметизируют на устье скважины межколонное пространство 26 и закачивают в колонну труб 2 расчетный объем продавочной жидкости, оставив примерно 100 литров водоизоляционного состава в колонне труб 2 и производят продавку водоизоляционного состава из колонны труб 2 через верхние радиальные каналы 21 колонны труб 2 и далее через межколонное пространство 26 сквозь нижние радиальные каналы 22 колонны труб 2, поскольку самоуплотняющаяся манжета 8 под давлением продавки плотно прижата к внутренним стенкам скважины 1 и не пропускает водоизоляционный состав сверху вниз, поэтому водоизоляционный состав через внутреннее пространство колонны труб 2 сквозь перфорационные отверстия 24 попадает в изолируемый водоносный пласт 25. Вновь опускают колонну труб 2 вниз относительно находящегося неподвижно башмака 3, в следствии фиксации последнего посредством якорного узла 10 к внутренним стенкам скважины 1, до упора верхнего конца полой втулки 4 башмака 3 в верхний упор 6 колонны труб 2, при этом нижние радиальные каналы 22 колонны труб 2 герметично перекрываются полой втулкой 4 посредством уплотнительного элемента 23.
Разгерметизируют на устье скважины межколонное пространство 26. Прямой (подачей промывочной жидкости в колонну труб 2) или обратной промывкой (подачей промывочной жидкости в межколонное пространство 26) вымывают остатки водоизоляционного состава из колонны труб 2 и межколонного пространства 26.
Далее приподнимают устройство вверх на 2-3 метра, а затем опускают, при этом сначала колонна труб 2 поднимается вверх относительно находящегося неподвижно башмака 3, в следствии фиксации последнего посредством якорного узла 10 к внутренним стенкам скважины 1, до упора нижнего конца полой втулки 4 башмака 3 в нижний упор 7 колонны труб 2.
При дальнейшем подъеме все детали устройства, кроме деталей якорного узла 10 (стакана 10, центраторов 12, плашек 13, штифта 14, пружин 18), благодаря контакту плашек 13 с внутренними стенками скважины 1, совершают возвратно-поступательное перемещение относительно выше указанных деталей якорного узла 10.
В результате штифт 14 (см. фиг.2) при подъеме устройства из верхней части длинного продольного паза 15 опускается вниз и попадает в фигурный паз 17, откуда при последующем спуске перемещается в верхнюю часть короткого продольного паза 16, занимая
транспортное положение, при этом направляющая 19 (см. фиг.1) плашек 13 выходит из взаимодействия с конусной поверхностью 5 полой втулки 4, о чем свидетельствует появление полного веса устройства на индикаторе веса, установленного на устье скважины 1. Далее устройство полностью извлекают из скважины 1.
Предлагаемое устройство позволяет исключить использование осреднительной емкости, в связи с чем упрощается технология приготовления водоизоляционного состава, а продавка водоизоляционного состава в изолируемый водоносный пласт осуществляется после стабилизации химических показателей водоизоляционного состава, что позволяет повысить качество изоляционных работ и исключить вероятность повторных работ.
Устройство для проведения водоизоляционных работ в скважине, состоящее из спущенной в скважину колонны труб с башмаком на конце, отличающееся тем, что башмак выполнен в виде полой втулки с конусной поверхностью, при этом полая втулка выполнена с возможностью ограниченного осевого перемещения относительно верхнего и нижнего кольцевых упоров колонны труб, причем сверху полая втулка снаружи оснащена самоуплотняющейся манжетой, пропускающей снизу вверх, а снизу полая втулка оснащена технологическим пазом на наружной поверхности и якорным узлом, выполненным в виде стакана, выполненного с возможностью осевого перемещения относительно полой втулки и оснащенного центраторами с плашками и штифта, взаимодействующего с технологическим пазом, выполненного в виде длинного и короткого продольных пазов, соединенных фигурным пазом так, что при возвратно-поступательном перемещении стакана относительно полой втулки штифт последовательно располагается то в коротком продольном пазу - транспортное положение, то в длинном продольном пазу - рабочее положение, при этом центраторы подпружинены наружу, а плашки поджаты во внутрь и снабжены изнутри наклонной к оси колонны труб направляющей, выполненной с возможностью взаимодействия с конусной поверхностью полой втулки в рабочем положении, причем ниже верхнего кольцевого упора в колонне труб жестко установлена перемычка, выше и ниже которой выполнены соответственно верхние и нижние радиальные каналы, нижние из которых выполнены с возможностью герметичного перекрытия полой втулкой при ее перемещении вверх.
