Устройство для ремонта обсадной колонны Советский патент 1988 года по МПК E21B29/10 

наружные винтовые канавки 5, в которых размещены цилиндрические винтовые пружины 6. Под действием внешнего осевого усилия, создаваемого приводом, К 1 перемещаются внутри П 3 и взаимодействуют с утолщениями 4. При этом П 3 взаимодействует с втулкой 2, препятствуницей его перемещению вдоль оси вместе с К 1, увеличивается в диаметре и прижимается к стенкам обсадной колонны 7. Пружины 6 разворачиваются, прижимаются к

стенкам колонны 7 и деформируют их до образования винтовой канавки. После прохождения К 1 утолщений 4 их выводят из зацепления с П 3 и вместе с приводом извлекают на поверхность. Посредством образования замкового соединения П 3 скрепляют с колонной 7 и перекрывают имеющиеся в ней отверстия. Спускают в скважину дополнительную колонну труб меньшего диаметра, вводят в зацепление с ПЗ и вращением их вывинчивают П 3„ 1 ил.

Изобретение относится к нефте- добьшающей пром-сти и позволяет повысить надежность установки патрубка (П) в обсадной колонне и обеспечивает возможность его извлечения. Устр-во включает привод, опорную в тулку 2, расширяющиеся конусы (К) 1, установленные во внутренней полости П 3. Последний выполнен с внутренними утолщениями 4 по концам, имеющими Z (Л 4 00 J

1

Изобретение относится к нефтедобывающей промьшшенности, а именно к средствам ремонта обсадной колонны в скважине.

Цель изобретения - повышение надежности установки патрубка в обсадной колонне и обеспечение возможности его извлечения.

На чертеже приведена схема устройства для ремонта обсадной колонны. Устройство для ремонта обсадной колонны содержит привод (на чертеже не показан), расширяющие конусы 1 (на чертеже показаны частично) и опорную втулку 2 с расположенным между ними патрубком 3, выполненным с внутренними утолщениями 4 по концам. Утолщения 4 патрубка 3 выполнены с наружными винтовыми канавками 5, в которых размещены цилиндрические винтовые пружины 6. Устройство установлено внутри обсадной колонны 7.

Устройство работает следующим образом.

Под действием внешнего осевого усилия, создаваемого приводом устройства, расширякяцие конусы 1 перемещаются внутри патрубка 3 и взаимодействуют с его внутренними утолщениями 4i Пуи этом патрубок 3 взаимодействует с опорной втулкой 2, препятствующей его перемещению вдоль оси совмес но с расширяющими конусами, увеличивается в диаметре и прижимается к стенкам обсадной колонны 7. Винтовые цилиндрические пружины 6, размещенные в винтовых канавках 5 на наружной поверхности деформируемого патрубка, упруго разворачиваются и совместно с ним также прижимаются к стенкам обсадной трубы, деформируя их до образования рельефной поверхности в виде ответной винтовой канавки. Созданию рельефной поверхности в стенке обсадной трубы способствует относительно малая площадь контактной

поверхности в соединении труб и, следовательно, высокая концентрация напряжений и деформаций в материале деталей. Кроме того, величину шага винтовых кайавок и цилиндрических

винтовых пружин выполняют исходя из. условия минимального взаимодействия зон деформации, развивающихся в стен- ках обсадных труб. После прохождения расширяющимися коиусами внутренних

утолщений их выводят из зацепления с патрубком и совместно с приводом извлекают на поверхность. Патрубок посредством замкового соединения, образовавшегося в результате взаимодействия сдеформированных стенок обсадных труб, винтовых канавок и цилиндрических винтовых пружин, проч- но скрепляют с обсадной колонной и герметично перекрывают имеющиеся в ней отверстия. При необходимости восстановления внутреннего диаметра обсадной колонны в скважину спускают дополнительную колонну труб меньшего диаметра, вводят в зацепление (на чертеже не показано) с установленньм

в ней патрубком 3. Вращением дополнительной колонны труб по направле

нию навивки цилиндрических винтовых пружин патрубок 3 вывинчивают из замкового соединения и выводят из зацепления с обсадной колонной. При этом винтовые цилиндрические пружины упруго уменьшаются в диаметре, улавливаются и извлекаются на поверхност вместе с деформируемым патрубком.

При радиальной деформации цилиндрических труб, установленных первоначально с технологическим зазором между сопрягаемыми поверхностями и изготовленных из материалов с сопоставлением физико-механических свойств, прочного соединения с гарантированным натягом между ними не образуется.

Условием для ориентировочной оценки вероятности образования соединени труб деформированием является

п

бт

тт

где „ , -г - модули упругости материалов охватываемой (патрубок) и охватывающей (обсадные трубы) деталей соединения; пределы текучести ма-

териалов.

При „ e jG rn- тт трубы между собой не соединяются.

Установка патрубка с винтовой пружиной на наружной поверхности утол- щений, имеющей твердость, большую твердости материала патрубка, позволяет получить соединение с повьшенно прочностью при любом сочетании физико-механических свойств материалов патрубка и обсадной трубы.

П р и м е р. В нагнетательную скважину с обсадной колонной диаметром 146 мм на глубину 1500 м спустили с целью ее защиты на колонне насосно-компрессорных труб диаметром 73 мм в качестве пакера устройство для ремонта обсадной колонны, содержащее привод, расширяющий конус диа- метром 114 мм, опорную втулку с ус- тановленным между ними деформируемым патрубком диаметром 118 мм, толщиной стенки 6 мм, длиной 0,7 м с внутренним утолщением, равным 10 мм, изготовленным из стали Ст. 10. Утолще- ние деформируемого патрубка выполнили с наружной винтовой канавкой, шириной 5 мм и глубиной 4 мм, в кото0

5

0

5

0

5 0

5 ;

рой разместили Ц11линдрическуй винтовую пружину диаметром 118 мм с левым направлением навивки в-итков диаметром 8 мм, изготовленную из стали 65Г. Число витков равнялось 5. Шаг винтовых канавок и пружины составлял ориентировочно 1/6 диаметра обсадной колонны и равнялся 25 мм. Подачей гидравлического давления привели в действие привод устройства для ремонта обсадной колонны. При этом расширяющий конус перемещался относительно деформируемого патрубка и взаимодействовал с его внутренним утолщением. Деформируемый патрубок совместно с цилиндрической вивтовой пружиной увеличился в диаметре и плотно прижался к стенкам обсадной колонны, В результате взаимодействия стенок труб, винтовых канавок и цилиндрической пружины образовалось прочное замковое соединение деформируемого патрубка с обсадной колонной. Межтрубное пространство дополнительно герметизировали деформируемыми эластичными элементами (на чертеже не показаны). Извлекли деформируемый патрубок из скважины натяжением до 5 тс и вращением вправо с усилием 350 кгс.м колонны насосно-компрессорных труб до появления циркуляции закачиваемой в них технологической жидкости с последующим подъемом труб по типовым технологическим регламентам.

Качество ремонта обсадной колонны, осуществленного с применением предлагаемого устройства, проверяли путем наблюдения за эксплуатационными параметрами действующей нагнетательной скважины в течение 6 мес. Отклонений, свидетельствующих о разгерметизации межтрубного пространства в скважине, не отмечено.

Формула изобретения

Устройство для ремонта обсадной колонны, включающее патрубок с внутренними утолщениями по концам и установленные в его внутренней полости расширяющие конусы, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности установки патрубка в обсадной колонне и обеспечения возможности его извлечения, оно снаб- жено винтовой пружиной, а патрубок для размещения последней имеет на наружной поверхности утолщений винтовую канавку.