СПОСОБ РЕМОНТА ДЕФЕКТНОЙ (НЕГЕРМЕТИЧНОЙ) ТЕРМОМЕТРИЧЕСКОЙ СКВАЖИНЫ Российский патент 2015 года по МПК E21B29/10 E21B33/10 

Изобретение относится к области геотехнического мониторинга, при котором определяется температура грунта в соответствии с ГОСТ 25358-2012 «Грунты. Метод полевого определения температуры».

Согласно ГОСТ 25358-2012, для полевого определения температуры грунта используются термометрические скважины с защитными трубами (стальными или пластмассовыми) на всю глубину скважины. Данное условие необходимо для выполнения пункта 6.1 ГОСТ 25358-2012: «Использовать для измерения температуры грунтов скважины, заполненные водой, рассолом или другой жидкостью, не допускается». В ОАО «Газпром» в соответствии с локальным нормативным актом СТО Газпром 2-3.1-072-2006 «Регламент на проведение геотехнического мониторинга объектов газового комплекса в криолитозоне» в термометрических скважинах используются только стальные защитные трубы. При потере герметичности стальной защитной трубы (из-за коррозии) термометрическая скважина бракуется.

Из «Уровня техники» известными являются способы восстановления герметичности стальных защитных труб, использующиеся, преимущественно, в нефтегазодобывающей промышленности. К ним относятся:

- установка моста (из цемента, либо гелеобразующего состава из цемента и крошки мягкого металла) в интервале нарушения герметичности стальной трубы, с последующим его отверждением и разбуриванием по внутреннему диаметру трубы (Патент РФ №2354804, опубл. 2009.05.10; Патент РФ №2124112, опубл. 1998.12.27);

- установка внутреннего пластыря из металлической трубы с последующим его поджатием к дефектной стальной трубе за счет создания высокого давления (Авторское свидетельство №1601330, СССР, опубл. 1990.10.29-прототип);

- перекрытие интервала нарушения герметичности стальной трубы внутренним пластырем из деформируемой трубы (например, полиэтиленовой), заполненным саморазогревающимся и саморасширяющимся материалом (например, СИГБ - смесью известковой для горных и буровых работ) с последующим его разбуриванием (Патент РФ №2105128, опубл. 1998.02.20).

Все перечисленные способы ремонта имеют недостатки, затрудняющие их использование для ремонта термометрических скважин с защитными стальными трубами. К основным недостаткам указанных способов относятся:

- высокая себестоимость ремонта защитных труб способом установки различного вида мостов, громоздкость оборудования для данного вида ремонта, низкая надежность ремонта труб из обычного металлопроката, используемых в термометрических скважинах, необходимость точной локализации дефектного участка защитной трубы;

- появление на защитных стальных трубах локальных участков с уменьшенным внутренним диаметром из-за вставки металлического пластыря, низкая вероятность получения положительного результата при ремонте вследствие необходимости создания высоких давлений в обычных трубах, в том числе и шовных, необходимость точной локализации дефектного участка защитной трубы;

- появление на защитных стальных трубах локальных участков с неравномерным внутренним сечением при ремонте пластырем из деформируемой трубы, образующихся вследствие разбуривания пластыря, необходимость точной локализации дефектного участка защитной трубы.

При инженерно-геологических изысканиях в зоне распространения многолетнемерзлых грунтов в скважинах проводятся температурные измерения, выполнение которых регламентируется ГОСТ 25358-2012. Диаметр изыскательских скважин чаще всего составляет 108- 146 мм. Поскольку п. 6.2 ГОСТ 25358-2012 допускает использовать в термометрических скважинах пластмассовые защитные трубы, то на практике для температурных измерений используют полиэтиленовые трубы с наружным диаметром 63-75 мм, поставляемые в бухтах. При помощи источника тепла (фен либо факел, в зависимости от запрета на огневые работы) начало полиэтиленовой трубы выправляется на участке 1,5-2,0 м, конец трубы герметично заплавляется и труба, постепенно раскручиваясь из бухты, погружается в необсаженную скважину, в том числе и обводненную. Погружение трубы происходит вручную, силами буровой бригады (два-три человека). Далее труба обрезается на высоте 0,3-0,5 м от поверхности земли, выступающая часть в соответствии с ГОСТ 25358-2012 теплоизолируется подсобным материалом (обычно - дорнитом) и в скважине проводятся температурные измерения. После проведения измерений инженерно-геологическая скважина вместе с полиэтиленовой трубой ликвидируется.

Вышеуказанный способ установки в инженерно-геологическую скважину защитной полиэтиленовой трубы для проведения температурных измерений, несмотря на выполнение пункта 6.1 ГОСТ 25358-2012, также имеет недостатки:

первый - недолговечность сохранности полиэтиленовой трубы ввиду отсутствия у нее защитного кондуктора;

второй - необходимость теплоизоляции полиэтиленовой трубы подсобным материалов, ввиду отсутствия у нее теплоизолирующего чехла и крышки.

Указанные недостатки являются следствием того, что данный способ рассчитан на проведение кратковременных температурных измерений при инженерно-геологических изысканиях и поэтому он неприменим для проведения длительных режимных измерений температуры грунта при геотехническом мониторинге.

Задачей настоящего изобретения является восстановление технического состояния (герметичности) защитных стальных труб дефектных термометрических скважин и продление срока их эксплуатации.

Технический результат обеспечивается установкой в негерметичную (из-за коррозии) защитную стальную трубу термометрической скважины полиэтиленовой трубы, герметично заплавленной с нижнего конца, без учета точной локализации дефектного участка стальной защитной трубы.

Сущность изобретения поясняется чертежами и подробным описанием.

На фиг. 1 представлена дефектная (негерметичная) термометрическая скважина, состоящая из следующих элементов:

1 - стальная защитная труба (негерметичная из-за коррозии);

2 - крышка, закрывающая стальную защитную трубу от атмосферных осадков;

3 - защитный кондуктор, заполненный утепляющим материалом, предохраняющим стальную защитную трубу и теплоизолирующую скважину от механических повреждений.

На фиг. 2 представлена отремонтированная термометрическая скважина, состоящая из следующих элементов:

1 - стальная защитная труба (негерметичная из-за коррозии);

2 - крышка, закрывающая стальную защитную трубу от атмосферных осадков;

3 - защитный кондуктор, заполненный утепляющим материалом, предохраняющим стальную защитную трубу и теплоизолирующую скважину от механических повреждений;

4 - полиэтиленовая труба, вставленная в стальную защитную трубу;

5 - стальное фиксирующее кольцо, навинченное снаружи на стальную защитную трубу и препятствующее извлечению полиэтиленовой трубы.

Предложенный способ ремонта дефектной (негерметичной) термометрической скважины осуществляется следующим образом:

Производится проверка минимального внутреннего диаметра стальной защитной трубы (1) путем опускания в нее цилиндрического шаблона диаметром 50 мм. На верхнем конце стальной защитной трубы (1) необходимо нарезать резьбу (используя клупп) высотой около 10 мм для установки фиксирующего кольца (5), стальную защитную трубу по возможности максимально осушить (с помощью насоса, либо иным способом). В стальную защитную трубу (1) по описанной выше технологии поместить полиэтиленовую трубу (4) диаметром 50 мм, герметично заплавленную с нижнего конца. Выступающий конец полиэтиленовой трубы (4) обрезать на уровне верхнего торца стальной защитной трубы (1), на верхний конец стальной защитной трубы (1) навинтить стальное кольцо (5), фиксирующее полиэтиленовую трубу (4). На отремонтированную стальную защитную трубу (1) надеть штатную крышку (2), либо крышку увеличенного диаметра.

Следует учесть, что диаметры термометрических датчиков измерительных регистрирующих систем (термометрических кос) различны и чаще всего неспособны обеспечить требования п. 6.2 ГОСТ 25358-2012 к защитной трубе: «диаметр...должен обеспечивать свободный спуск и подъем гирлянды», т.к. в подавляющем большинстве случаев диаметр защитной трубы составляет 57 мм. Служба геотехнического мониторинга Инженерно-технического центра ООО «Газпром добыча Уренгой» имела возможность ознакомиться с термометрическими косами производства ОАО НПП «Эталон» (г.Омск) и ОАО «Фундаментпроект» (г.Москва). Больший диаметр термометрических датчиков - 15 мм, имеют термометрические косы производства ОАО «Фундаментпроект». У термометрических кос производства ОАО НЛП «Эталон» диаметр термометрических датчиков еще меньше. Согласно СТО Газпром 2-3.1-072-2006 диаметр стальной защитной трубы термометрической скважины должен составлять 57-89 мм.

Однако, для достижения указанного выше технического результата и соблюдения требования пункта 6.2 ГОСТ 25358-2012 к защитной трубе: «диаметр… должен обеспечивать свободный спуск и подъем гирлянды», применяемый в настоящем изобретении диаметр в 50 мм полиэтиленовой трубы позволяет обеспечить восстановление технического состояния (герметичности) термометрической скважины в целом.

Таким образом, предложенный способ позволяет решить проблему восстановления технического состояния (герметичности) защитных стальных труб дефектных термометрических скважин, а также обеспечить требование пункта 6.2 ГОСТ 25358-2012 к защитной трубе: «диаметр… должен обеспечивать свободный спуск и подъем гирлянды» и несет в себе ряд положительных экономических эффектов:

- отсутствие необходимости применения сложных способов ремонта стальных защитных труб, применяющихся в нефтегазодобывающей промышленности, требующих точной локализации дефектных участков стальных защитных труб;

- отсутствие необходимости проведения буровых и строительно-монтажных работ для строительства новых термометрических скважин взамен дефектных, поскольку проведение данных работ не всегда возможно на действующих предприятиях.

Изобретение относится к области геотехнического мониторинга, при котором определяется температура грунта, в частности к ремонту скважин. При осуществлении способа производят установку в негерметичную защитную стальную трубу термометрической скважины полиэтиленовой трубы, герметично заплавленной с нижнего конца, фиксируемой стальным кольцом, навинчивающимся на дефектную стальную защитную трубу, без учета локализации дефектного участка стальной защитной трубы. Упрощается технология ремонта, повышается надежность и эффективность. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ ремонта дефектной - негерметичной термометрической скважины, отличающийся тем, что с целью восстановления герметичности стальной защитной трубы в нее помещается полиэтиленовая труба, герметично заплавленная с нижнего конца, фиксируемая стальным кольцом, навинчивающимся на дефектную стальную защитную трубу.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для его применения точная локализация дефектного участка стальной защитной трубы не учитывается.