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.

Устройство содержит 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 D₁ меньше внутреннего диаметра обсадной колонны D ₂ в транспортном положении.

Внутри обсадной колонны выше металлического стакана на колонне труб размещен конус, оснащенный снизу расширяющим конусом, изготовленным сборным по диаметру из плашек, которые подпружинены посредством пружины и втулки.

Плашки выполнены с возможностью ограниченного перемещения только по конусу вверх. Плашки выполнены с возможностью прижатия упругодеформирующегося корпуса с металлическим стаканом к обсадной колонне и с диаметром основания D₃, меньшим внутреннего диаметра D₁ металлического стакана в его рабочем положении.

Конус сверху снабжен полым штоком, снабженным рядом сквозных отверстий и жесткосоединенным с колонной труб. Конус сверху снабжен полым штоком, оснащенным сбивным клапаном и жесткосоединенным с колонной труб.

На наружной поверхности колонны труб выше полого штока установлен пакер, выполненный в виде самоуплотняющейся манжеты, пропускающей снизу вверх, при этом в колонне труб выше пакера выполнен ряд радиальных отверстий, сообщающий внутренние пространства колонны труб и обсадной колонны.

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 колонне труб в процессе запакеровки герметизирующей пробки в связи с чем не затягивается продолжительность спуско-подъемных операций и не загрязняется прилежащая к скважине территория.

2 илл. на 1 л.

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 снабжен конусом, на нижнем конце которого размещен расширяющий конус, изготовленный 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 и загрязняется прилежащая к скважине территория, при этом после спуска колонны труб ее необходимо полностью заполнить технологической жидкостью для посадки устройства. Кроме того, при подъеме колонны труб (после посадки устройства) также происходит излив жидкости из колонны труб на устье скважины;

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, на нижнем конце которого размещен расширяющий конус, изготовленный 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 конус сверху снабжен полым штоком, оснащенным сбивным клапаном и жесткосоединенным с колонной труб, при этом на наружной поверхности колонны труб выше полого штока установлен пакер, выполненный в виде самоуплотняющейся манжеты, пропускающей жидкость снизу вверх, при этом в колонне труб выше пакера выполнен ряд радиальных отверстий, сообщающий внутренние пространства колонны труб и обсадной колонны.

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.

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 D₁ меньше внутреннего диаметра обсадной колонны D₂ в транспортном положении.

Внутри обсадной колонны 1 выше металлического стакана 4 на колонне труб 5 размещен конус 6, на нижнем конце которого размещен расширяющий конус 7, изготовленный 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. Плашки 8 выполнены с возможностью прижатия упругодеформирующегося корпуса 3 (см. фиг.1) с металлическим стаканом 4 к обсадной колонне и с диаметром основания D ₃, меньшим внутреннего диаметра D₁ металлического стакана в его рабочем положении.

Конус 6 сверху снабжен полым штоком 11, оснащенным сбивным клапаном 12 и жесткосоединенным с колонной труб 5.

На наружной поверхности колонны труб 5 выше полого штока установлен пакер 13, выполненный в виде самоуплотняющейся манжеты 14, пропускающей жидкость снизу вверх, при этом в колонне труб 5 выше пакера 13 выполнен ряд радиальных отверстий 15, сообщающий внутренние пространства 16 и 17 соответственно колонны труб 5 и обсадной колонны 1.

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 13 и полым штоком 11 соединенным с конусом 6 и с

расширяющим конусом 7, изготовленным сборным по диаметру из плашек 8 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).

При этом в процессе спуска колонны труб 5 (см. фиг.1) в обсадную колонну 1, находящаяся в скважине жидкость не изливается на дневную поверхность, загрязняя ее, и не замедляет скорость спуска колонны труб 5, а заполняет внутренние пространства 16 и 17, соответственно, колонны труб 5 и обсадной колонны 1 через самоуплотняющуюся манжету 14 пакера 13, пропускающую скважинную жидкость снизу вверх и через ряд радиальных отверстий 15.

Далее колонну труб 5 начинают разгружать на герметизирующую пробку 2, при этом 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 внутренние пространства 16 и 17, соответственно, колонны труб 5 и 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 устройство колонне труб 5 герметично перемещаться относительно обсадной колонны 1, жестко закрепленной на устье скважины на опорном фланце обсадной колонны.

Затем в колонне труб 5 и, соответственно, внутри полого штока 11 и конуса 6 посредством насосного агрегата (на фиг.1 и 2 не показано), установленного на устье скважины создают избыточное давление, при этом избыточное давление передается во внутреннем пространстве 16 колонны труб 8 на конус 6, который заглушен снизу, а во внутреннем пространстве 17 обсадной колонны 1 на самоуплотняющуюся манжету 14, которая прижимается к внутренним стенкам обсадной колонны 1 и не пропускает жидкость сверху вниз, при этом в определенный момент по мере увеличения избыточного давление колонна труб 5 вместе с присоединенным к нему снизу 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, о чем свидетельствует резкий

скачок давления вверх на манометре насосного агрегата. После этого давление в нагнетательной линии насосного агрегата сбрасывают, при этом металлический стакан 4 с упругодеформирующимся корпусом 3 оказываются плотно и герметично прижатыми к внутренней стенке кондуктора.

Далее в колонну труб 5 сбрасывают бросовый орган (например, ломик), который разрушает сбивной клапан 12, при этом пространство обсадной колонны 1 под пакером 13 сообщается с внутренним пространством 16 колонны труб 5, кроме того, скважинная жидкость, находящаяся во внутреннем пространстве 17 обсадной колонны 1 перетекает через ряд радиальных отверстий 15 и внутреннее пространство 16 колонны труб 8, сквозь отверстие разрушенного сбивного клапана 12 в пространство обсадной колонны 1 под пакером 13, в следствии чего исключается излив скважинной жидкости на устье скважины при дальнейшем подъеме колонны труб 5, поскольку скважинная жидкость. После чего колонну труб 5 вместе с присоединенным к нему снизу оборудованием извлекают из скважины. После этого 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 колонне труб в процессе запакеровки герметизирующей пробки в связи с чем не затягивается продолжительность спуско-подъемных операций и не загрязняется близлежащая к скважине территория.

Устройство для ремонта обсадной колонны в скважине, 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 размещен конус, на нижнем конце которого размещен расширяющий конус, изготовленный 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, отличающееся тем, что конус сверху снабжен полым штоком, оснащенным сбивным клапаном и жесткосоединенным с колонной труб, при этом на наружной поверхности колонны труб выше полого штока установлен пакер, выполненный в виде самоуплотняющейся манжеты, пропускающей жидкость снизу вверх, при этом в колонне труб выше пакера выполнен ряд радиальных отверстий, сообщающий внутренние пространства колонны труб и обсадной колонны.