Устройство аварийного соединения и цементирования раскрепленной обсадной колонны Российский патент 2023 года по МПК E21B29/10 E21B33/14 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к строительству и ремонту скважин центрированием для ремонта и центровки раскрепления обсадных колонн в скважинах при цементировании со смещением концов разрыва по вертикали. Обеспечивает создание устройства для ремонта разрыва обсадных колонн со значительным смещением концов разрыва по горизонтали и по вертикали.

Известно устройство для ремонта обсадных колонн в скважинах, включающее средство для цементирования (цементировочную пробку с эластичными манжетами), герметизирующую пробку, жестко связанную с нижней частью цементировочной пробки, и средство для центрирования в виде центрирующего конуса в нижней части корпуса (aвт. свид-во № 1768759, МПК E 21 B 33/13).

Данное устройство для ремонта разрыва обсадных колонн в скважинах, не позволяет производить ремонт обсадных колонн с разрывом 0,5 м и более или при значительном смещении низа верхней части колонны и верха нижней части, а также не позволяет производить качественный ремонт при незначительном разрыве 10-15 см, при отсутствии ровных поверхностей торцов низа верхней части колонны и верха нижней части колонны.

Наиболее близким является устройство для ремонта разрыва обсадных колонн центрированием и цементированием (патент RU № 2166062, МПК Е21В 29/00, 33/13, опубл. 27.04.2001), включающее направляющий наконечник (цементировочный конус), центраторы из разбуриваемого алюминиевого сплава Д16Т, размещенные на трубных секциях, корпус муфты для цементирования, включающий срезные штифты, каналы для цементирования и втулки с возможностью перемещения в осевом направлении коронки, армированной твердым сплавом, с внутренним кольцевым выступом, опорное кольцо и приемную трубу, шар, перфорационные отверстия. Устройство дополнительно содержит средство для обуривания цементного камня и лопастей центратора, выполненное в виде обурочной коронки, армированной твердым сплавом, и соединенное с приемной трубой, а средство для центрирования выполнено в виде центрирующих элементов из легко разбуриваемого сплава, закрепленных на трубных секциях, и соединенного со средством для цементирования, выполненного в виде муфты, в корпусе которой выполнены боковые промывочные каналы и размещена муфта с возможностью перемещения втулкой, закрепленной в корпусе муфты срезными штифтами. Корпус муфты в верхней части снабжен опорным кольцом, посредством которого закреплен к внутренней части приемной трубы.

Недостатками вышеуказанного устройства являются:

- невозможность соединения колонн, раскрепленных по резьбовой части;

- наличие участка между трубами, состоящего только из цемента, нет целостности металла в интервале раскрепления обсадной колонны, что может привести к негерметичности в случае неудачного цементирования.

Технической задачей является создание устройства для ремонта раскрепленных обсадных колонн со смещением концов раскрепления по вертикали, позволяющего производить соединение смещенных резьбовых концов обсадной колонны, цементирование затрубного интервала выше интервала раскрепления, а также герметичное соединение новой секции обсадной колонны с находящейся частью обсадной колонны в скважине сразу после цементирования.

Поставленная техническая задача решается устройством аварийного соединения и цементирования раскрепленной обсадной колонны, включающим средство для цементирования.

Новым является то, что оно выполнено с возможностью соединения раскрепленной колонны по резьбе и содержит переводник с внутренней и наружной трапецеидальными резьбами, выполненный с возможностью его посадки в муфту нижней части обсадной трубы и с возможностью его установки на ниппельную часть верхней обсадной трубы, с установленным внутри переводника обратным клапаном из легко разбуриваемого материала и с внутренней метрической резьбой, посредством которой переводник соединен со средством для цементирования, выполненным в виде цементировочного конуса, имеющего ответную наружную метрическую резьбу и изготовленного из легко разбуриваемого материала, длиной как

минимум 2 м, при этом в цементировочном конусе выполнены центральный канал и как минимум четыре радиальных циркуляционных канала.

На фиг.1 изображено устройство до стыковки.

На фиг.2 изображено устройство в момент цементирования.

Устройство аварийного соединения и цементирования раскрепленной обсадной колонны (далее - устройство) спускаемое на обсадной трубе (на фиг. 1, 2 не показано) включает цементировочный конус 1 (фиг. 1), который изготавливается из легко разбуриваемого материала, например дюралюминия. Устройство дополнительно содержит переводник 2 с установленным внутри переводника обратным клапаном 3, изготовленным из легко разбуриваемого материала, например, дюралюминия, а также с внутренней трапецеидальной резьбой 4 и наружной трапецеидальной резьбой 5, выполненными по ГОСТ 632-80, и внутренней метрической резьбой 6 (фиг. 2), посредством которой переводник 2 соединен с цементировочным конусом 1, имеющим ответную наружную метрическую резьбу (на фиг. 1, 2 не показана). Цементировочный конус 1 (фиг. 1) выполнен длиной как минимум 2 м, при этом в цементировочном конусе 1 выполнены центральный сквозной канал 7 и как минимум четыре радиальных циркуляционных канала 8.

Устройство работает следующим образом:

При аварийном раскреплении обсадной колонны на две части, верхнюю часть (на фиг. 1, 2 не показана) обсадной колонны извлекают на устье. Оценивают состояние резьбы ниппельной части последней трубы извлеченной на устье верхней части обсадной колонны. При условии целостности резьбового соединения принимается решение о стыковке с оставшейся в скважине нижней частью 9 (фиг. 2) обсадной колонны, спуском верхней части обсадной колонны и соединения их путем наворота. Для этого на ниппельную часть нижней обсадной трубы вновь собираемой верхней части обсадной колонны устанавливают устройство аварийного соединения и цементирования раскрепленной обсадной колонны. Спускают данную компоновку в скважину до посадки переводника 2 (фиг. 2) в муфту 10 нижней части 9 обсадной колонны, оставшейся в скважине. При этом цементировочный конус 1 входит внутрь нижней части 9 обсадной колонны до посадки наружной резьбы 5 (фиг. 1) переводника 2 в муфту 10 (фиг. 2), при этом на поверхности по индикатору веса определяют разгрузку верхней части обсадной колонны по падению веса на 1,5-2 т.

Далее верхнюю часть обсадной колонны вместе с устройством приподнимают на высоту не более 1,5 м, и производят цементирование затрубного пространства выше интервала стыковки обсадных труб прокачкой цементного раствора через центральный сквозной 7 (фиг. 1) и радиальные циркуляционные каналы 8 цементировочного конуса 1 устройства. Расчетное количество (с учетом оставления цементного раствора внутри спускаемой верхней части обсадной колонны на высоту не более 10 м от интервала стыковки) цементного раствора продавливают буровым раствором или водой внутрь обсадной колонны. После остановки цементирования обратный клапан 3 закрывается, предотвращая произвольное поступление цементного раствора обратно внутрь обсадной колонны. За счет вхождения цементировочного конуса 1 внутрь муфты 10 (фиг. 2) обе части обсадной колонны центрируются относительно друг друга. После окончания цементирования верхнюю часть обсадной колонны снова разгружают на муфту 10 до величины, не превышающей 2 тонны, и производят вращение верхней части обсадной колонны вправо до получения максимально разрешенного крутящего момента для имеющегося резьбового соединения, контролируя последний на устьевых приборах.

Зацементированную обсадную колонну оставляют на время ожидания затвердевания цементного раствора (далее ОЗЦ). По окончанию времени ОЗЦ, внутрь обсадной колонны спускают долото на бурильных трубах, разбуривают обратный клапан 3 (фиг. 1) и цементировочный конус 1 с остатками цементного раствора до свободного хождения долота в интервале стыковки, далее извлекают бурильную колонну вместе с долотом на поверхность.

Таким образом, предлагаемое устройство аварийного соединения и цементирования раскрепленной обсадной колонны позволяет надежно и герметично состыковать раскрепленные части обсадной колонны и произвести цементирование затрубного пространства выше интервала раскрепления до устья в кратчайшие сроки, полностью ликвидировав аварийную ситуацию, связанную с раскреплением обсадной колонны по резьбе и падение ее части на забой в процессе цементирования.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к строительству и ремонту скважин при раскреплении обсадных колонн в скважинах со смещением концов разрыва по вертикали и по горизонтали. Устройство выполнено с возможностью соединения раскрепленной колонны по резьбе и содержит переводник с внутренней и наружной трапецеидальными резьбами, выполненный с возможностью его посадки в муфту нижней части обсадной трубы и с возможностью его установки на ниппельную часть верхней обсадной трубы, с установленным внутри переводника обратным клапаном из легко разбуриваемого материала и с внутренней метрической резьбой, посредством которой переводник соединен со средством для цементирования. Средство для цементирования выполнено в виде цементировочного конуса, имеющего ответную наружную метрическую резьбу и изготовленного из легко разбуриваемого материала, длиной как минимум 2 м. В цементировочном конусе выполнены центральный канал и как минимум четыре радиальных циркуляционных канала. Обеспечивается надежность и герметичность состыковки раскрепленных частей обсадной колонны с цементированием в кратчайшие сроки, полностью ликвидируется аварийная ситуация. 2 ил.

Устройство аварийного соединения и цементирования раскрепленной обсадной колонны, включающее средство для цементирования, отличающееся тем, что оно выполнено с возможностью соединения раскрепленной колонны по резьбе и содержит переводник с внутренней и наружной трапецеидальными резьбами, выполненный с возможностью его посадки в муфту нижней части обсадной трубы и с возможностью его установки на ниппельную часть верхней обсадной трубы, с установленным внутри переводника обратным клапаном из легко разбуриваемого материала и с внутренней метрической резьбой, посредством которой переводник соединен со средством для цементирования, выполненным в виде цементировочного конуса, имеющего ответную наружную метрическую резьбу и изготовленного из легко разбуриваемого материала, длиной как минимум 2 м, при этом в цементировочном конусе выполнены центральный канал и как минимум четыре радиальных циркуляционных канала.