УТАПЛИВАЕМАЯ РЕМОНТНАЯ ГИЛЬЗА Российский патент 2010 года по МПК E21B29/10 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к ремонтным гильзам (трубчатым накладкам), накладываемым посредством расширения, и, более конкретно, утапливаемым, так что внутренний диаметр скважины не уменьшается после установки такой ремонтной гильзы.

Уровень техники

В размещаемых в скважине трубчатых элементах (трубах) иногда возникают течи, и они требуют ремонта. Одним из методов такого проведения ремонта является так называемое цементирование под давлением. В этом методе цемент нагнетается насосом в изолированную зону и предположительно в поврежденную часть и затем ему позволяют застыть. После застывания излишний цемент выбуривается из скважины и нагнетается давление для проверки успешности осуществленного ремонта. Если еще имеется падение давления, процесс повторяется столько раз, сколько необходимо для восстановления целостности соответствующего элемента. Этот процесс может отнимать чрезмерно много времени и средств. Цемент хрупок и может разрушаться со временем. Такого типа заплатки трудно установить только в коротком интервале ствола скважины, и это ведет к прогрессирующим проблемам из-за увеличения этого интервала.

Другой метод ремонта заключается в размещении накладки (пластыря) в месте повреждения трубы и расширении этой накладки для создания уплотнения. Этот хорошо известный метод приводит, однако, к уменьшению диаметра ствола скважины.

В основу настоящего изобретения положена задача обеспечить способ для наложения заплатки на трубу в скважине без уменьшения общего внутреннего диаметра и без обострений проблем, возникающих при наложении заплатки. Детали предлагаемого способа будут более понятны специалистам из следующего описания предпочтительных вариантов осуществления изобретения.

Краткое изложение сущности изобретения

Настоящее изобретение позволяет устранить такие повреждения, как разрыв в обсадной колонне или другом трубчатом элементе без уменьшения его окончательного внутреннего диаметра и дальнейшего распространения повреждения. Ремонтируемый трубчатый элемент сначала расширяют по меньшей мере в зоне выше или ниже поврежденного участка. Это расширение неповрежденного участка блокирует дальнейшее распространение повреждения при последующем расширении поврежденного участка. После расширения поврежденного участка накладка (предпочтительно с закрепленным на внешней стороне уплотнением) размещается в расширенной зоне поврежденного трубчатого элемента и также расширяется. Такая процедура может быть проведена за один спуск в скважину.

Краткое описание чертежей

Ниже изобретение поясняется на примерах его осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых представлено:

на фиг.1 - секция поврежденного трубчатого элемента,

на фиг.2 - вид с фиг.1, показывающий расширение выше поврежденного участка (интервала),

на фиг.3 - вид с фиг.2, показывающий расширение поврежденного участка,

на фиг.4 - вид с фиг.3, показывающий установку накладки по месту,

на фиг.5 - вид с фиг.4, показывающий расширение накладки с внешним уплотнением в положение плотного прилегания к поврежденному участку,

Описание предпочтительных вариантов изобретения

На фиг.1 схематически изображена секция обсадной трубы 10, которая имеет повреждение сама или имеется повреждение в прилегающей перфорации 12. Вокруг обсадной трубы 10 в скважине 16 находится цемент 14. На первом шаге предлагаемого способа расширяют неповрежденный участок 18. Участок 18 может находиться выше поврежденного участка 20 или ниже, или оба этих участка (сверху и снизу) подвергаются расширению. Предпочтительно, когда расширение осуществляется снизу верх, участок 18 находится вверху от поврежденного участка 20. Расширение участка 18 также потребует расширение цемента 14 и породы 22 за ним. Это может быть скальная порода, которая может быть расширена, но потребует для этого высоких порового давления, модуля Юнга (продольной упругости) и коэффициента Пуассона (поперечного сжатия). Соответственно, породы с низкими пластовым давлением, модулем Юнга и коэффициентом Пуассона являются более подходящими для применения этого метода.

Первоначальное расширение неповрежденного участка с краю или с обоих краев поврежденной зоны осуществляется для избежания распространения разрыва или трещины, что может иметь место, если сразу расширять поврежденную зону. Первоначальное расширение неповрежденного участка блокирует распространение трещины. Этот шаг показан на фиг.2.

На фиг.3 показано расширение поврежденного участка после завершения расширения одного или двух неповрежденных участков. В идеале поврежденный участок 20 расширяется до диаметра неповрежденного участка, так что, как показано на фиг.3, оба этих участка образуют единую расширенную зону. В то же время отдельные расширения не обязательно должны выполняться точно на одинаковую величину, это скорее происходит, например, за счет выполнения расширения, начиная на участке 18 и продолжая его на участке 20. Специалистам будет понятно, что расширение участка 18 может походить в одном направлении, а участка 20 в том же или противоположном направлении. Альтернативно, в таких методах расширения, как гидравлическое расширение, может не происходить расширения в определенном направлении, а сразу по всей единой зоне расширения. Одним из путей расширения может быть использование оправки регулируемого диаметра, которой расширяют неповрежденный участок 18 выше и(или) ниже поврежденного участка 20, затем сжимают ее и переставляют на поврежденный участок для окончательного расширения.

На фиг.3 показаны два расширенных участка трубчатого элемента 10, уже подготовленных для введения ремонтной накладки (гильзы) 22 с внешними уплотнениям 24 и 26. На заключительном шаге накладка расширяется до внутреннего диаметра 28, который предпочтительно по меньшей мере больше начального диаметра 30 ствола скважины. Накладка 22, как показано, представляет собой единую деталь, но может состоять и из нескольких секций. Процедура ремонта описана в отношении одного места в скважине, но может быть применена и во множестве положений внутри скважины. Хотя показана зацементированная колонна, предлагаемый способ применим и в отношении незацементированных труб.

Описанный способ может быть также осуществлен за один проход с использованием одной или нескольких оправок. Накладка просто опускается в скважину и временно закрепляется. Регулируемая оправка и соответствующие закрепляющие и ударные приспособления опускаются на спусковой колонне. Осуществляется первоначальное расширение участков 18 и 20, как было описано выше. Оправка затем переставляется смежно расширенной области, показанной на фиг.3. Временная опора накладки освобождается, позволяя ей спуститься вниз к оправке и закрепиться защелкой на спусковой колонне, пока первоначально расширение не закрепит ее, после чего защелка может быть переломлена или открыта, позволяя оправке пройти через накладку, и вся сборка может быть вынута на поверхность. Альтернативно, может использоваться несколько оправок с несколькими закрепляющими и ударными приспособлениями, приводя в действие отдельно каждую оправку. Изначально поврежденный трубчатый элемент может подвергаться расширению, как описано выше, используя гидравлическое давление, не задействуя другие закрепляющее и ударное приспособления. После расширения поврежденного трубчатого элемента, как описано выше, накладка (гильза) располагается по месту в предварительно расширенной зоне и бросается шар для приведения в действие вторых закрепляющего и ударного приспособлений, изолируя при этом первые. Накладка затем расширяется и весь узел удаляется из скважины. В любом случае способ осуществляется за одну спуско-подъемную операцию.

Изобретение было описано выше на примере его предпочтительных вариантов осуществления, однако специалисты смогут вести в них различные изменения в пределах объема правовой охраны изобретения, определяемого прилагаемой формулой изобретения.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к ремонту трубчатых элементов в скважине. При осуществлении способа уплотнения расположенного в скважине трубчатого элемента без уменьшения его первоначального диаметра производят первоначальное расширение расположенного в скважине трубчатого элемента и последующее расширение накладки в предварительно расширенный расположенный в скважине трубчатый элемент. Оба расширения осуществляют за одну спуско-подъемную операцию в скважине. Повышается эффективность установки ремонтной накладки. 15 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ уплотнения расположенного в скважине трубчатого элемента без уменьшения его внутреннего диаметра, в котором осуществляют:
первоначальное расширение расположенного в скважине трубчатого элемента и
последующее расширение накладки в предварительно расширенный расположенный в скважине трубчатый элемент.

2. Способ по п.1, в котором оба упомянутых расширения осуществляют за одну спуско-подъемную операцию в скважине.

3. Способ по п.1, в котором первоначальное расширение расположенного в скважине трубчатого элемента осуществляют на неповрежденном участке.

4. Способ по п.3, в котором осуществляют последующее расширение расположенного в скважине трубчатого элемента на поврежденном участке.

5. Способ по п.4, в котором первоначальное расширение трубчатого элемента осуществляют на, по меньшей мере, одном неповрежденном участке выше или ниже поврежденного участка.

6. Способ по п.5, в котором указанные первоначальное и последующее расширения осуществляют в одном направлении.

7. Способ по п.5, в котором указанные первоначальное и последующее расширения осуществляют в разных направлениях.

8. Способ по п.4, в котором указанные неповрежденный и поврежденный участки соединяют впритык и перекрывают их накладкой.

9. Способ по п.8, в котором размещают на накладке, по меньшей мере, одно внешнее упругое уплотнение.

10. Способ по п.1, в котором осуществляют расширение накладки до увеличения ее внутреннего диаметра, по меньшей мере, до уровня нерасширенной части трубчатого элемента, расположенной выше или ниже в скважине.

11. Способ по п.2, в котором осуществляют расширение посредством, по меньшей мере, одной оправки.

12. Способ по п.11, в котором
доставляют оправку и накладку на спусковой колонне,
переставляют накладку после упомянутого первоначального расширения, используют указанную оправку для последующего расширения накладки после указанной перестановки.

13. Способ по п.12, в котором используют более одной оправки для упомянутых первоначального и последующего расширений.

14. Способ по п.11, в котором используют оправку регулируемого диаметра.

15. Способ по п.1, в котором предотвращают увеличение повреждения расположенного в скважине трубчатого элемента до его расширения.

16. Способ по п.15, в котором блокируют распространение трещины в расположенном в скважине трубчатом элементе посредством его первоначального расширения на неповрежденном участке.