Устройство для восстановления герметичности резьбовых соединений колонн в скважине Советский патент 1985 года по МПК E21B29/00 

Изобретение относится к устройствам для восстановления герметичности резьбовых соединений колонн в скважинах. Цель изобретения - повышение качества герметизации резьбовых соединений путем обеспечения одновременного контроля приемистости резьбового соединения. На фиг. 1 изображено устройство для восстановления герметичности резьбовых соединений колонн в скважине, общий вид; на фиг. 2 и 3 нижняя часть устройства с полостью, в которой установлены два глубинньгх регистрирующих манометра. Устройство Для восстановления герметичности резьбовых соединений колонн в скважинах содержит размещенный в корпусе 1 узел привода, состоящий из дифференциального поршня 2, образующего с корпусом 1 кольцевую полость 3, а также узел управления, выполненный в виде камеры 4, гидравлически связанной каналами 5 со скважинным пространством и через подпружиненный клапан 6 с надпоршневой полостью 7 узла привода. Дифференциальный поршень 2 в верхней и нижней частях имеет уплотнения 8 и 9. Корпус 1 имеет камеру 10, заполненную рабочим агентом для пакеров 11 и 12, и камеру 13 для герметизирующего состава. Камеры 10 и 13 разделены перегородкой 14. Корпус 1 выполнен из нескольких частей, между которыми для обеспечения герметичности их соединения установлены уплотнения 15. Для сообщения камеры 10 с рабочим агентом с полостями пакеров 11 и 12 и камеры 13 с герметизирукицим составом с выходным отверстием 16 вьшолне ны осевые 17 и 18 и радиальные 19 ка налы. Выходное отверстие 16 перекрыто мембраной 20. В нижней части уст ройства имеется наконечник 21. Между пакерами 11 и 12 установлен локатор 22. Для спуска устройства применяют канат 23. В нижней части корпуса 1 устройст ва выполнена полость 24, в которой установлен узел регистрации давления в межпакерной полости, выполненньй в виде двух глубинных регистрирующих манометров 25 и 26, один из которых (25) измерительной полостью 27 соеди нен с каналам 28, сообщающим пакер86ные полости 29 и 30,- а другой (26) измерительной, полостью 31 соединен с каналом 32, сообщающимся с межпакерной полостью 33. В измерительных полостях 27 и 31 манометров 25 и 26 оборудованы сильфоны 34, гидравлически связанные с внутренней полостью геликоидальных пружин 35, на осях 36 которых закреплены перья 37, касакидиеся своими остриями барабанов 38. Пружина 35, ось 36, перо 37 и барабан 38 расположены в регистрационной полости 39, заполненной воздухом с некоторым давлением. Привод манометров 25 и 26 выполнен в виде цилиндра с поршнем 40, который механически связан с барабаном 38 и изолирует от регистрационной полости 39 полость 41, гидравлически связанную с пакерными полостями 29 и 30 через калиброваные отверстия 42. Нижняя часть устройст ва снабжена обратным клапаном 43с отверстием 44 для заправки, закрытым пробкой 45. Устройство работает следующим образом. После определения известными способами интервала негерметичности проводят исследовательские работы предлагаемым устройством в режиме для исследования. Для зтого перед каждым спуском устройства в скважину камеру 13 и каналы 18 и 19 заполняют жидкостью необходимой плотности и вязкости до тех пор, пока последняя не начнет выпиваться через отверстие 16 наружу. Тогда отверстие закрьшают хрупким элементом - мембраной 20, камеру 13 перекрывают перегородкой 14. Затем через отверстие 44 и обратный клапан 43 под давлением, не превышающим давления газа в полости 39, нагнетают рабочий агент для пакеров 11 и 12 до полного заполнения полости 10, вставляют дифференциальный поршень 2 и вворачивают узел управления. Подготовленное к работе устройство спускают в скважину на канате 23 немного ниже предполагаемого места нарушения. Затем устройство приподнимают до упора локатора 22 в муфтовое соединение обсадной колонны, натяжением каната преодолевая усилие подпружиненного клапана 6, и сообщают полость 7 со скважинным пространством. При этом скважинная жидкость через каналы 5, камеру 4 и отверстие клапана 6 попадает в по лость и начинает давить на дифферен циальньй поршень 2, приводя последний в движение. При движении дифференциальный поршень 2 проталкивает рабочий агент находящийся в полости 10 пакерной жидкости, через радиальные 19 и осевые 17 и 18 каналы в пакерные по лости 29 и 30. В результате движе:ния дифференциального поршня 2 давление в пакерах 11 и 12 становит ся значительно большим давления в скважине, вследствие.чего устройст- во надежно пакеруется в колонне. . При дальнейшем движении дифферен циальный поршень 2 перекрывает радиальный канал 19, чем достигается изоляция пакерньи поло.стей 29 и 30, после чего давление в полости 10 |резко повьш1ается, перегородка 14 и |мембрана 20 разрушаются и жидкость из камеры 13 вьщавливается в межпакерную полость 33 и далее в муфтовое соединение. Дифференциальный поршень 2 продолжает двигаться до крайнего Нижнего положения, в котором проточка дифференциального поршня совмешается с радиальным каналом 19 полости 10. При этом каналы пакерной жидкости сообщаются с кольцевой полостью 3 и давление в верхнем и ниж нем пакерных узлах резко падает, чем достигается распакеровка. начала движения дифференци ального поршня 2, когда давление в полостях 29 и 30 пакеров 11 и 12 начинает расти, до полного подъема устройства на поверхность глубинные .манометры 25 и 26 непрерывно регист рируют давления как в пакерных полостях 29 и 30, так и в межпакерной полости 33 на картограммах, установ ленных на барабанах: 38. Изменение давления, в каналах 19, 17, 28 и 32, гидравлически связанны соответственно с полостями 29 и 30 пакеров 11 и 12 и полостью 24, а та же после разрушения мембраны с межпакерной полостью 33, через сильфон 34 передается геликоидальной пружине 35, на свободном конце которой закреплено перо 37, острием касающееся уста1 овленного на барабане 38 бланка картограммы. При повьш1ении давления геликоидальная 35 разворачивается и перо 37, проворачиваясь, наносит на картограмму коор динату давления. Координата времени наносится следующим образом. Повьш1ение давления рабочего агента выше давления газа в полости 24 вызывает переток рабочего агента через калиброванное отверстие 42 и полость 41, расход которого зависит от размеров и формы калиброванного отверстия 42 и от превышения давлениями в полостях 29 и 30 пакеров 11 и 12 давления в полости 39. Наполнение полости 41 проникающим черезотверстие 42агентом вызывает перемещение поршня 40, а вместе с ним ибарабама 38 вверх по оси. Скорость перемещения поршня 40, а следовательно, и интенсивность изменения временной координаты находятся в прямо пропорциональной зависимости от расхода агента через калиброванное отверстие 42. Таким образом, на картограммы наносятся графики изменения давлений соответственно в полостях 29 и 30 пакеров 11 и 12и межпакернойполости 33в течение всего процессазапакеровки ипрокачки жидкости через резьбовое соединение. После срыва локатора муфт устройство на канате 23 поднимают на поверхность. Совместной обработкой полученных картограмм проводятся определение приемистости резьбового соединения, по которой задается наиболее рациональный состав герметика для проводимьк работ по заявке герметика в определенное место негерметичности, которые отличаются от описанных тем, что предварительно полость 13 заполняют герметизирующим составом. После проведения цикла контрольных определений проводят цикл задавки герметика в негерметичные резьбовые соединения, а после выдержки:; времени затвердевания герметика повторный цикл-контрольных проверок и, при необходимости, осуществляют повторную задавку герметика в соединения, в которых по каким-либо причинам первой задавкой не достигнута герметичность. Повьштение эффективности устройства путем контроля приемистости резьбового соединения и качества ведения процесса позволяет сократить временные затраты на повторные рабоТы по задавке герметика и ожидание eru затвердевания.

В

X

/7,

М

./«5

3

45

фиг.4

Фиг. 2

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ КОЛОНН В СКВАЖИНЕ по авт.св. №. 832050, отличающееся тем, что, с целью повышения качества герметизации резьбовых соединений путем обеспечения одновременного контроля приемистости резьбового соединения, оно снабжено узлом регистрации давления в межпакерной полости, выполненным в виде двух глубинных манометров, измерительная часть одного из которых связана с полостями пакеров, а другого с межпакерной полостью, причем привод манометров вьшолнен в виде цилиндра с поршнем, подпоршневая полость которого Соединена калиброванными отверстиями с пакерной (Л полостью.