ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ РЕМОНТА ОБСАДНЫХ КОЛОНН И ЛИКВИДАЦИИ ВОДОПРИТОКОВ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ НАКЛОННО НАПРАВЛЕННЫХ И ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ ГАЗОНЕФТЯНЫХ СКВАЖИН Российский патент 2024 года по МПК E21B29/10 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для ремонта обсадных колонн нефтегазовых скважин и ликвидации водопритоков в эксплуатационную колонну. Известен способ герметизации участка эксплуатационной колонны (патент RU №2576538, МПК Е21В 29/10 (2006.1), опубл. 10.03.2016, Бюлл. №7) и содержащееся в описании к нему устройство, включающее пластырь (перекрыватель) в виде металлической трубы или группы последовательно соединенных труб, диаметр которых меньше, чем проходной диаметр колонны. На концах пластыря имеются наружные кольцевые проточки, в которые крепится слой материала со свойствам холодной сварки, выступающий за пределы наружного диаметра пластыря. Перед спуском пластыря в эксплуатационную колонну (ЭК) место его установки очищают скважинным скребком. После спуска пластыря развальцовывают те его участки на концах, где расположены проточки с уложенным материалом, тем самым активируя холодную сварку и обеспечивая сцепление пластыря к стенке ЭК.

К недостаткам данной конструкции следует отнести необходимость дополнительной спуско-подъемной операции (СПО) для осуществления очистки стенок ЭК от парафинов, ржавчины и других загрязнений. Кроме того, при достижении эффекта холодной сварки пластырь становится неизвлекаемым. И в довершение, единичные кольцеобразные уплотнения на концах пластыря менее надежны, чем множество таких же уплотнений, рассредоточенных по всей длине, а пластырь не защищен от коррозии в агрессивной среде скважинных жидкостей.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту решением (прототипом) является оборудование для герметизации обсадной колонны по технологии "MaxWell" фирмы "Mohawk Energy" (США), включающее спускаемые в интервал установки в скважине последовательно свинчиваемые между собой при помощи специальной резьбы тонкостенные трубы (пластыри) из вязко-пластичных сталей (журнал "Бурение и нефть" №10 за 2015 г., стр. 40…44; журнал "Вестник Ассоциации буровых подрядчиков" №3 за 2015 г., стр. 27…32), при этом каждый из пластырей имеет снаружи эластичные уплотнительные кольца, а нижний пластырь, помимо этого, предварительно расширен с торца и герметично заглушен разбуриваемым башмаком, в котором установлен обратный клапан. Кроме того, в состав указанного оборудования входят узел расширения, включающий насаженной на трубчатую тягу (мандрель) оправку в виде усеченного конуса, и продавочная (сбрасываемая) пробка. При запуске процесса расширения пластырей указанная пробка сбрасывается сверху в седло разбуриваемого башмака и перекрывает доступ нагнетаемой жидкости к обратному клапану башмака, перенаправляя жидкость в полость между узлом расширения и башмаком, в результате чего активируется процесс расширения пластыря за счет отрыва узла расширения от башмака и движения вверх.

Недостатки данного технического решения - это необходимость создания большого механического усилия при установке данного оборудования в скважине. Недостатком также является невозможность использования данного оборудования в газовых скважинах, так как якорные элементы оборудования выполнены из резинового материала, который не обеспечивает должного газогерметичного контакта с предыдущей обсадной колонной.

Технической задачей является разработка оборудования, обеспечивающего полноценный ремонт изношенных участков обсадной колонны, что позволяет ликвидировать водопритоки в обсаженную часть скважин, при этом оборудование будет обеспечивать надежный газогерметичный контакт с предыдущей обсадной колонной, что позволяет использовать его в газовых скважинах.

Поставленная задача решается описываемым оборудованием, в котором предусмотрены специальные гидравлические отверстия, позволяющие уменьшить механическое усилие при установке оборудования за счет использования гидравлических портов активации, а также в описываемом оборудовании предусмотрены дополнительные якорные элементы, выполненные из металла с медным напылением, что позволяет обеспечить необходимый газогерметичный контакт при установке оборудования в скважину.

Фиг. 1 - общий вид оборудования внутри обсадной колонны.

1 - обсадная колонна;

2 - оборудование для ремонта обсадных колонн;

3 - узел расширения;

4 - бурильная труба

5 - металлические манжеты с медным напылением

Фиг. 2 - якорный узел для установки оборудования в обсадной колонне

1 - резиновые и тефлоновые уплотнения;

2 - металлические манжеты с медным напылением;

3 - гидравлические порты активации;

Оборудование для ремонта эксплуатационных колонн включает якорный узел в виде тонкостенной трубы из стали, имеющей вязко-пластичные характеристики. В случае большой протяженности зоны негерметичности обсадной колонны (1, фиг. 1), пластырь (2, фиг. 1) может быть выполнен в виде последовательно свинченных между собой отдельных секций (не показаны), имеющих на концах специальную трапецеидальную резьбу (на рисунках не показана), сохраняющую свои прочностные и герметичные свойства при радиальном расширении всего секционного оборудования. Якорный узел (2, фиг. 1) имеет снаружи ряд эластичных резиновый уплотнительных колец в чередовании с тефлоновыми вставками (1, фиг. 2). Помимо этого, якорный узел (2, фиг. 1) имеет металлические манжеты с медным напылением (2, фиг. 2), расположенными по обе стороны от резиновых уплотнительных колец, расширенный воронкообразный участок, наружный диаметр которого обеспечивает гарантированный зазор между ним и стенкой обсадной колонны (1, фиг. 1). В этом расширении герметично закреплена разбуриваемая оснастка (башмак с обратным клапаном и седлом). Тело якоря в месте установки металлических манжет имеет специальные гидравлические отверстия, которые служат для гидравлической активации якоря и его расширения. Таким образом расширение и установка оборудования производится механо-гидравлическим способом: с одной стороны механически посредством движения расширяющего конуса, с другой стороны гидравлически через порты активации в теле якоря.

Оборудование для ремонта обсадных колонн и ликвидации водопритоков работает следующим образом.

Перед сборкой оборудования на скважине проводят подготовку обсадной колонны, определяют места изношенности для проведения ремонта. После анализа исследований обсадной колонны проводят расчет количества якорных узлов и определяют места их установки. Затем приступают к спуску оборудования в скважину к месту установки. После спуска оборудования на необходимую глубину начинают нагнетание раствора для создания давления для создания движения конуса, который расширяет якорные узлы. В местах установки металлических манжет срабатывают гидравлические порты активации, которые создают дополнительную возможность расширения якорных узлов, что снижает требуемое механическое усилие при перемещении конуса. После выхода расширяющего конуса из якорных узлов производят опрессовку колонны давлением 150 атмосфер в течение 10 минут. После этого разбуривают оснастку (башмак с обратным клапаном). В результате расширенные якорные узлы оказываются прижатыми к стенке обсадной колонны через резино-тефлоновые уплотнения и металлические манжеты с медным напылением, которые обеспечивают газогерметичность и обеспечивает дополнительное сопротивление страгиванию установленного оборудования.

Сравнение заявленных технических решений с прототипом позволяет установить соответствие их критерию "новизна". При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены, и потому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию "существенные отличия".

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет получить оборудование для ремонта эксплуатационных колонн газонефтяных скважин, в котором достигается газогерметичность обсадной колонны, полная ликвидация водопритока через поврежденные участки обсадной колонны, а также за счет гидравлических портов активации установка оборудования происходит с меньшими усилиями.

Изобретение относится к способам ремонта обсадных колонн наклонно направленных и горизонтальных газовых и нефтяных скважин. Оборудование включает один или несколько якорных узлов в виде труб, выполненных с возможностью их радиального расширения, сочленяемых последовательно при помощи резьбовых соединений. На наружной поверхности труб установлены эластичные резиновые уплотнительные кольца в чередовании с тефлоновыми вставками и металлические манжеты с медным напылением, расположенные по обе стороны от эластичных резиновых уплотнительных колец. Обеспечивается газогерметичность ремонтируемой обсадной колонны и ликвидация водопритоков в местах повреждения обсадных колонн. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Оборудование для ремонта обсадных колонн и ликвидации водопритоков при эксплуатации наклонно направленных и горизонтальных газонефтяных скважин, включающее один или несколько якорных узлов в виде труб, выполненных с возможностью их радиального расширения, сочленяемых последовательно при помощи резьбовых соединений, отличающееся тем, что на наружной поверхности труб установлены эластичные резиновые уплотнительные кольца в чередовании с тефлоновыми вставками и металлические манжеты с медным напылением, расположенные по обе стороны от эластичных резиновых уплотнительных колец.

2. Оборудование по п. 1, отличающееся тем, что на якорных узлах расположены гидравлические порты активации.