УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСТАНОВКИ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ПЛАСТЫРЯ В ОБСАДНОЙ КОЛОННЕ Российский патент 1995 года по МПК E21B29/10 

Изобретение относится к технике и технологии капитального ремонта скважин и предназначено для восстановления герметичности обсадных колонн стальными гофрированными пластырями нефтяных, газовых и водяных скважин.

Известно устройство для установки пластыря в обсадной колонне, содержащее полый ствол с радиальными каналами, установленный на стволе корпус с якорем, образующим со стволом камеру, связанную радиальными каналами с полостью ствола, гидродомкрат со штангой, дорнирующую головку, упор, установленный с возможностью взаимодействия с дорнирующей головкой и расположенный на штанге гофрированный пластырь.

Однако это устройство не рассчитано на проведение запрессовки начально расширенного участка пластыря повторными проходами дорнирующей головки под давлением, а также не исключает смещения пластыря при продолжении его расширения, который удерживается за счет начально расширенного участка. Кроме того, указанные устройства предназначены для расширения пластыря в скважине по схеме снизу вверх, что сужает область применения устройства, так как связано с опасностью заклинивания дорнирующей головки в пластыре.

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства за счет обеспечения возможности многократной запрессовки верхнего концевого участка пластыря и исключения опасности заклинивания дорнирующей головки в пластыре за счет установки его сверху вниз.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено подпружиненными относительно упора рычагами, связанными нижними торцами с наружной поверхностью упора и закрепленной на упоре направляющей втулкой со ступами, размещенной под упором, во впадинах гофр выполнены отверстия. Верхние торцы рычагов размещены в отверстиях пластыря, а выступы направляющей втулки - в выступах гофр пластыря. На внутренней поверхности корпуса над якорем выполнена замкнутая проточка, а на наружной поверхности ствола - продольные канавки. Корпус якоря установлен с возможностью отсоединения от ствола и осевого перемещения относительно него, а в крайнем нижнем положении - с возможностью сообщения через продольные канавки - камеры между стволом и якорем с пространством скважины и размещения при этом радиальных каналов ствола в месте выполнения замкнутой проточки корпуса якоря.

Конструктивные особенности упора: складывающиеся подпружиненные рычаги, входящие в соответствующие отверстия, выполненные во впадинах гофр пластыря, а также закрепленная на штанге и размещенная под упором направляющая втулка с выступами, соответствующими выступам гофр пластыря, обеспечивают надежное закрепление на штанге пластыря верхней его частью, что позволит при необходимости извлекать устройство вместе с упором после расширения начального участка пластыря с помощью проворота инструмента.

Возможность отсоединения якоря и его осевого перемещения относительно корпуса позволяют отключить якорь от гидросистемы после расширения пластыря и обеспечить запрессовку пластыря повторными проходами дорнирующей головкой под давлением.

На фиг. 1 изображена схема устройства при спуске в скважину; на фиг. 2 - схема дорнирующей головки, штанги и упора на втором этапе расширения пластыря, после закрепления начального участка в обсадной колонне; на фиг. 3 - схема якоря в отключенном положении.

Устройство для установки пластыря содержит дорнирующую головку 1 с выдвижными кулачками 2 и жестким корпусом 3, гидродомкрата 4, цилиндр которого соединен с корпусом дорнирующей головки и штангу 5. В нижней части штанги 5 на расстоянии хода l гидродомкрата 4 от верхнего торца пластыря установлен упор А, содержащий рычаги 6, шарнирно закрепленные в углублениях 7 на поверхности корпуса 8 упора и подпружиненные 9. Верхние торцы рычагов 6 размещены в отверстиях 10, выполненные во впадинах гофр пластыря 11. Ниже рычагов 6 на упоре закреплена направляющая втулка 12, выступы 13 которой входят в выступы гофр пластыря. Над гидродомкратом 4 установлен якорь 5, содержащий полый ствол 14 с радиальными канавками и переводником 15. В верхней части ствола 14 имеется бурт 16, размещенный в переводнике 16, соединенном с трубами 18. В нижней части переводника 17 размещен сальник 19, перекрывающий зазор со стволом 14 и левое резьбовое соединение 20 с корпусом якоря 21. В окнах корпуса установлены выдвижные плашки 22, опирающиеся на манжету 23 камеры 24, которая связана радиальным каналом 25 в стволе якоря с нагнетательной линией. В верхней части корпуса выполнена замкнутая проточка 26, отделенная стволом 14 и уплотнениями 27. На наружной поверхности ствола 14, над переводником 15 выполнены продольные пазы 28. Устройство с пластырем в собранном виде на трубах 18 опускается в скважину с обсадной колонной 29, подлежащей ремонту.

Устройство работает следующим образом. После установки пластыря в интервале дефекта обсадной колонны создается избыточное давление. При этом ствол 14 якоря Б, штанга 5 и упор А с пластырем 11 остаются неподвижными, плашки 22 якоря упираются в обсадную колонну 29, а цилиндр гидродомкрата и соединенная с ним дорнирующая головка 1 опускаются вниз, расширяя верхнюю часть пластыря.

После расширения пластыря на длину хода гидродомкрата l давление сбрасывается, трубы 18 и связанные с ней якорь Б, поршни домкрата, штанги 5 с упором А смещаются вниз на длину хода поршня (фиг. 2). Подпружиненные рычаги 6 выходят из отверстия 10 в пластыре и беспрепятственно скользят вниз по внутренней поверхности лучей гофр. Дорнирующая головка 1 и цилиндр гидродомкрата, упертые в нерасширенную часть пластыря, остаются неподвижными. После осадки поршней в цилиндрах гидродомкрата на величину хода, то есть в нижнее положение, устройство готово к следующему шагу расширения пластыря. Вновь создается давление. От осевого смещения пластырь теперь удерживается не упором, а за счет зацепления с обсадной колонной расширенного участка пластыря. Осевое усилие, возникающее в устройстве при расширении пластыря, передается на обсадную колонну прижатыми к ней плашками 22 якоря.

Последовательными шагами, равными длине хода гидродомкрата, осуществляется расширение и запрессовка пластыря по всей длине. После выхода дорнирующей головки на нижней части пластыря производится отключение якоря. Для этого создается давление, после чего производятся вращение и подъем труб 18 до упора корпуса якоря 21 в переводник 15. Под давлением плашки 22 якоря опираются в обсадную колонну 29, удерживая от вращения корпуса 21. Происходит развинчивание резьбового соединения 20 по левой резьбе, причем на ствол 14 и расположенные на нем узлы устройства вращение не передается благодаря провороту переводника 17 на бурте 16 в верхней части ствола 14.

После развинчивания резьбы 20 ствол поднимается с помощью труб 18 до посадки на переводник 15 корпуса якоря 21. Радиальный канал 25 (фиг. 3) в стволе 14 блокирован замкнутой проточкой 26, а камера 24 соединена через продольные каналы 28 со скважиной.

Якорь отключен. Вновь создается давление и осуществляется окончательная запрессовка пластыря путем протягивания дорнирующей головки по всей его длине, обеспечивая высокую надежность работы устройства по схеме установки пластыря сверху вниз.

Область предпочтительного применения: отключение пластов в призабойной зоне, перекрытие верхней части перфорированного участка, работа в скважинах с большим углом кривизны, в скважинах с выносом песка, с загрязненным раствором, в интервалах с повышенной опасностью заклинивания дорнирующей головки (смятие, перфорация и др.).

Использование: для восстановления герметичности обсадных колонн скважин стальными гофрированными пластырями. Для обеспечения возможности многократной запрессовки верхнего концевого участка пластыря и исключения опасности заклинивания дорнирующей головки в пластыре за счет установки его сверху вниз устройство снабжено подпружиненными относительно упора рычагами, связанными нижними торцами с наружной поверхностью упора и закрепленной на упоре и размещенной под ним направляющей втулкой с выступами. Во впадинах гофр пластыря выполнены отверстия. Верхние торцы рычагов размещены в отверстиях гофр пластыря, а выступы направляющей втулки - в выступах гофр пластыря. На внутренней поверхности корпуса над якорем выполнена замкнутая проточка, а на наружной поверхности ствола - продольные канавки. Корпус якоря установлен с возможностью отсоединения от ствола и осевого перемещения относительно него, а в крайнем нижнем положении - с возможностью сообщения через продольные канавки ствола камеры между стволом и якорем с пространством скважины и размещения при этом радиальных каналов ствола в месте выполнения замкнутой проточки корпуса якоря. 3 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСТАНОВКИ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ПЛАСТЫРЯ В ОБСАДНОЙ КОЛОННЕ, содержащее полый ствол с радиальными каналами, установленный на стволе корпус с якорем, образующим со стволом камеру, связанную радиальными каналами с полостью ствола, гидродомкрат со штангой, дорнирующую головку, упор, установленный с возможностью взаимодействия с дорнирующей головкой, и гофрированный пластырь, установленный на штанге, отличающееся тем, что оно снабжено подпружиненными относительно упора рычагами, связанными нижними торцами с наружной поверхностью упора, и закрепленной на упоре и размещенной под ним направляющей втулкой с выступами, во впадинах гофр пластыря выполнены отверстия, верхние торцы рычагов размещены в отверстиях гофр пластыря, а выступы направляющей втулки - в выступах гофр пластыря, на внутренней поверхности корпуса над якорем выполнена замкнутая проточка, а на наружной поверхности ствола - продольные канавки, при этом корпус якоря установлен с возможностью отсоединения от ствола и осевого перемещения относительно него, а в крайнем нижнем положении - с возможностью сообщения через продольные канавки ствола камеры между стволом и якорем с пространством скважины и размещения при этом радиальных каналов ствола в месте выполнения замкнутой проточки корпуса якоря.