СПОСОБ РАЗОБЩЕНИЯ ПЛАСТОВ В СКВАЖИНЕ ПРОФИЛЬНЫМ ПЕРЕКРЫВАТЕЛЕМ Российский патент 1997 года по МПК E21B33/12 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к технологии изоляции зон осложнения бурения скважин с помощью профильных перекрывателей.

Известен способ разобщения пластов в скважине профильным перекрывателем, включающий профилирование составляющих его обсадных труб с образованием продольных гофр (складок) и цилиндрических концов, заполнение впадин гор герметиков, свинчивание спрофилированных труб, спуск перекрывателя в необходимый интервал скважины, радиальное расширение его до диаметра скважины и развальцовывание (1).

Недостатком этого способа является то, что при расширении перекрывателя давлением изнутри выпуклые части гофр при упирании в стенку скважины препятствуют распространению герметика вокруг перекрывателя, вследствие чего он выдавливается в продольных направлениях по впадинам гофр, оставляя разгерметизированные участки, в результате чего не обеспечиваются герметичность и надежность разобщения пластов.

Известна попытка устранить этот недостаток путем установки на концах перекрывателя цилиндрических пакеров, в которых уплотнительный элемент размещен в наружной кольцевой проточке патрубка (патент США n 5083608 от 28.01.92 г. кл. 166-55).

Однако при развальцовывании пакеров до плотного прижатия их стенок к стенке скважины нарушалась целостность патрубков и уплотнительных элементов из-за чрезмерной деформации их, что также не обеспечивало необходимых надежности и герметичности разобщения пластов.

Наиболее близким к предлагаемому по количеству совпадающих существенных признаков является способ разобщения пластов в скважине профильным перекрывателем, включающий профилирование составляющих его труб с образованием продольных гофр (складок) и цилиндрических концов, осаждение этих концов труб до диметра описанной окружности их профильной части, заполнение впадин гофр (складок) герметиком, свинчивание труб и спуск перекрывателя в необходимый интервал скважины, радиальное расширение перекрывателя до диаметра скважины в интервале его установки и развальцовывания (2).

Этот способ имеет те же недостатки, которые отмечены при критике аналога (1), поскольку вопрос герметизации затрубного пространства в обоих случаях решается закладкой герметика в складки гофр.

Цель изобретения повышение надежности и герметичности разобщения пластов.

Указанная цель достигается тем, что в описываемом способе, включающем профилирование составляющих его труб с образованием продольных гофр (складок) и цилиндрических концов, осаживание этих концов труб до диаметра описанной окружности их профильной части, заполнение складок гофр герметиком, свинчивание труб и спуск перекрывателя в необходимый интервал скважины, радиальное расширение перекрывателя внутренним давлением до диаметра скважины в интервале его установки и развальцовывания, согласно изобретению, участки профильных частей концевых труб перекрывателя, прилегающие к их цилиндрическим концам, перед свинчиванием труб осаживают до диаметра описанной вокруг них окружности на 2-3% меньшего по сравнению с диаметром окружности, описанной вокруг их средней части, и по периметру осаженных профильных участков выполняют замкнутые ободья (рубцы) с высотой, при которой диаметр окружности, описанной вокруг этих ободьев (рубцов), приблизительно равен диаметру окружности, описанной вокруг средней профильной части труб.

При проведении патентного поиска не обнаружены способы изоляции пластов профильными перекрывателями с указанной совокупностью признаков. Следовательно, данное техническое решение соответствует критерию патентоспособности "Новизна", а "промышленная применимость" его очевидна.

Проверка изобретательского уровня не выявила технических решений, содержащих указанные отличительные признаки. Следовательно, данное изобретение соответствует и третьему критерию патентоспособности "Изобретательский уровень".

На фиг. 1 показан профильный перекрыватель, позиционированный в интервале его установки в скважине; на фиг. 2 профильный перекрыватель, установленный в скважине; на фиг. 3 сечение по А-А на фиг. 1; на фиг. 4 процесс профилирования трубы с одновременным осаживанием ее цилиндрических концов и калиброванием профильной части; на фиг. 5 осаживание концевых участков профильной части концевых труб перекрывателя; на фиг. 6 концевая труба перекрывателя с укрепленными на ней ободьями (рубцами).

Способ осуществляют следующим образом. Входящие в компоновку перекрывателя 1 (фиг. 1) трубы 2 (фиг. 4) профилируют известным способом с помощью протяжного механизма ( не показан) и устройства для профилирования 3, оставляя концы 4 цилиндрическими. Одновременно с профилированием с помощью фильеры 5 концы 4 осаживают до диаметра Д₁, равного диаметру Д₂ окружности, описанной вокруг профильной части трубы 2, и спрофилированную часть ее калибруют. В результате профилирования трубы 2 образуются две продольные гофры (складки) 6 с выпуклостями 7 и впадинами 8 (фиг. 3).

Затем прилегающие к цилиндрическим концам 4 участки 9 профильных труб 2, предназначенных для установки на концах перекрывателя 1, с помощью фильеры 10 (фиг. 5) дополнительно осаживают до диаметра Д₃ описанной вокруг этих участков 9 окружности на 2-3% меньшего по сравнению с диаметром Д₂ - окружности, описанной вокруг их средней части после ее калибрования. Протяженность участков 9 определяют с учетом общей длины перекрывателя, диаметра скважины и состояния стенок в интервале его установки. На практике она варьируется в пределах 1-2 м. Пределы дополнительного осаживания участков 9 труб 2 обосновываются тем, что осадка менее 2% не даст желательного результата, а при осадке более 3% произойдет чрезмерное уменьшение радиуса изгиба впадин 8 гофр 6, вследствие чего в местах изгиба стенок труб будет происходить перенапряжение металла с образованием микротрещин, что при последующем радиальном расширении перекрывателя может привести к нарушению целостности его стенки.

Далее по периметру участков 9 с интервалом примерно 200-300 мм выполняют замкнутые рубцы (ободья) 11 ( фиг. 1, 3, 6), например, при варной проволоки, шин и т.п. При этом высота рубцов (ободьев) 11 принимается такой, при которой диаметр Д₄ описанной вокруг них окружности приблизительно равен диаметру Д₂ окружности, описанной вокруг средней профильной части труб 2 после их калибрования. Таким образом, после выполнения указанных выше операций диаметры Д₁ цилиндрических концов труб 2 и диаметры Д₂ и Д₄ описанных окружностей вокруг средней профильной части труб 2 и рубцов (ободьев) 11 приблизительно равны.

Затем подготовленные указанным образом трубы 2 свинчивают между собой, располагая при этом трубы с ободьями (рубцами) 11 по концам перекрывателя 1, который потом на колонне бурильных труб спускают в необходимый интервал скважины (фиг. 1). При этом в складки (впадины) 8 гофр 6 закладывают герметик 12, например, мастику ЛТ-1 и т.п. (фиг. 2). В позиционированном в зоне установки перекрывателе 1 закачкой жидкости создают давление, необходимое для его радиального расширения до прижатия его стенки к стенке скважины. При этом нижний конец перекрывателя снабжают башмаком 13 с клапаном ( не показан). Далее колонну бурильных труб отсоединяют от перекрывателя и, подняв ее из скважины и присоединив к ней развальцеватель, снова спускают в скважину. Затем вращением колонны развальцовывают перекрыватель 1, прижимая его стенки еще более плотнее к стенке скважины с одновременным калиброванием его проходного канала 14 (фиг. 2). При этом рубцы (ободья) 11, врезаясь частично в стенку скважину, образуют замкнутые полости 15, которые при раздаче осаженных участков 9 перекрывателя 1 заполняются герметиком 12 по всей окружности, образуя уплотнения в виде колец. В свою очередь рубцы (ободья) 11, упираясь в стенку скважины, дополнительно уплотняют затрубное пространство скважины на участках 9 перекрывателя 1. В целом обеспечивается надежное разобщение пластов в скважине.

Использование: в нефтегазодобывающей промышленности, в частности в технологии изоляции зон осложнения при бурении скважин с помощью профильных перекрывателей. Обеспечивает повышение надежности и герметичности разобщения пластов. Сущность изобретения: по способу осуществляют профилирование труб, для этого на трубах образуют продольные гофры. Концы труб оставляют с цилиндрическими концами. Участки профильных частей, прилегающих к цилиндрическим концам ,осаживают до диаметра описанной вокруг них окружности на 2-3% меньшего диаметра окружности, описанной вокруг средней части труб. По периметру осаженных участков выполняют замкнутые ободья. Они имеют высоту, при которой диаметр описанной вокруг них окружности приближен к диаметру окружности, описанной вокруг средней части труб. Затем гофры заполняют герметиком. Трубы свинчивают и осуществляют спуск перекрывателя в необходимый интервал скважины. 6 ил.

Способ разобщения пластов в скважине профильным перекрывателем, включающий профилирование составляющих его труб с образованием продольных гофр и цилиндрических концов, осаживание этих концов труб до диаметра описанной окружности их профильной части, заполнение впадин гофр герметиком, свинчивание труб и спуск перекрывателя в необходимый интервал скважины, радиальное расширение перекрывателя до диаметра скважины в интервале его установки и развальцовывание, отличающийся тем, что участки профильных частей концевых труб перекрывателя, прилегающие к цилиндрическим их концам, перед свинчиванием труб осаживают до диаметра описанной вокруг них окружности, на 2 3% меньшего по сравнению с диаметром окружности, описанной вокруг их средней части, и по периметру осаженных профильных участков выполняют замкнутые ободья с высотой, при которой диаметр описанной вокруг них окружности приближен к диаметру окружности, описанной вокруг средней профильной части труб.