Устройство для установки пластыря в обсадной трубе Советский патент 1992 года по МПК E21B29/10 

Изобретение относится к технике подземного ремонта, а именно к устройствам дляустановки металлических пластырей для восстановления герметичности обсадных труб нефтяных, водяных и газовых скважин.

Известно устройство, включающее штангу, на нижнем конце которой размещена дорнирующая головка, на верхнем конце - якорь, а между ними на штанге расположен пластырь.

Однако дорнирующая головка при расширении пластыря до сопряжения с обсадной трубой протягивается через пластырь снизу вверх путем осевой нагрузки на инструмент (насосно-компрессорные трубы). В этом случае НКТ подвергаются двойной нагрузке: гидравлическому давлению и осевому растяжению, что не исключает порыв труб в процессе их натяжения при установке пластыря на больших глубинах (более 3000 м).

XI

Ь

Ч

СА

Известно устройство, включающее сиовой гидравлический толкатель, дорниру- щую головку, полый шток, штангу с асположенными на ней цанговыми упораи пластыря, который размещен на этой 5 танге.

Это устройство.шомоздко и металлоемко за счет Hf лич8||й силовых цилиндров, неуобно в эксплуатации и обслуживании.

Цель изобретения - упрощение конст- 10 рукции устройства, снижение его массы.

Это достигается тем, что расширение пластыря до сопряжения с обсадной трубой обеспечивается путем создания расчетной осевой нагрузки на дорнирующую головку 15 за счет веса инструмента, опускаемого в скважину.

При этом полый шток жестко связан с полой штангой, зафиксирован на корпусе в исходном положении и имеет фиксатор ко- 20 печного положения, при этом на внутренней поверхности транспортной колонны труб выполнена кольцевая проточка под фиксатор конечного положения, а полый шток имеет на наружной поверхности огра- 25 ничитель, причем длина хода корпуса гидравлической дорнирующей головки до ограничителя равна расстоянию между фиксатором конечного положения и кольцевой проточкойтранспортной колонны труб. Кро- 30 ме того, гидравлический якорь устройства, выполняющий функцию упора пластыря, расположен на конце полости штанги под пластырем. Такое техническое решение позволяет отказаться от применения в устрой- 35 стве силового толкателя. При этом технология установки пластыря путем расширения его до сопряжения с обсадной трубой при протягивании дорнирующей головки сверху вниз обеспечивается весом 40 инструмента, расчетная нагрузка которого регулируется и контролируется по гидравлическому измерителю веса (ГИВу).

Такая компоновка устройства и использование массы инструмента для создания 45 осевой нагрузки на дорнирующую головку при расширении пластыря позволяет

-упростить технологию установки пластыря при отсутствии возможного попадания посторонних твердых предметов между колонной труб и пластырем в процессе его 50 расширения;

-обеспечить установку пластыря практически на любой глубине, не создавая дополнительной растягивающей осевой нагрузки на инструмент (НКТ), при этом на небольших 55 глубинах с целью увеличения веса инструмента используются утяжеленные бурильные тру бы;

-упростить конструкцию устройства, снизить массу с сохранением его прочностных свойств, обеспечить удобство обслуживания и эксплуатации.

Изобретение обеспечивает в момент захода дорнирующей головки в пластырь синхронность подачи жидкости на подвижные секторы с взаимодействием хода головки до ее нижнего ограничителя и кольцевой канавки со стопорным кольцом.

На фиг.1 изображено устройство в сборе с пластырем, спущенное в скважину к месту дефекта обсадной колонны; на фиг.2

-дорнирующая головка, разрез,

Устройство содержит гидравлический якорь 1 с подвижными плашками 2, который посредством полой штанги 3 соединен с гидравлической головкой 4, состоящей из нижнего упора 5, корпуса 6 с отверстием 7, манжеты 8, подвижных секторов 9, обойм 10, конусного пуансона 11, штока 12, уплот- нительных колец 13, стопорного кольца 14 и верхнего патрубка 15 с кольцевой проточкой 16, над головкой размещен циркуляционный клапан 17, а между якорем и головкой

-пластырь 18, спускаемый на инструменте (НКТ) 19 в обсадную трубу 20 к месту дефекта 21. Для npeflof вращения преждевременного захода в пластырь дорнирующей головки она снабжена срезным штифтом 22.

После спуска устройства в сборе с пластырем 18 на инструменте 19 в обсадную трубу 20 и ориентации пластыря на дефект 21 в системе создается избыточное гидравлическое давление. Жидкость под давлением поступает в полость якоря 1, который своими плашками 2 с размещенными на нем зубьями якорится за обсадную трубу 20, обеспечивая упор пластырю. Запрессовка пластыря 18 к внутренней стенке обсадной трубы 20 для перекрытия дефекта 21 осуществляется при протягивании дорнирующей головки 4 через пластырь весом инструмента 19. При этом срезается штифт 22, а избыточное давление в полость манжеты 8 поступает через отверстие 7 и передает радиальную нагрузку на подвижные секторы 9 в момент захода головки в пластырь, т.е. тогда, когда нижний торец А корпуса 6 доходит до упора 5 и стопорное кольцо 14 занимает место в кольцевой проточке 16.

После прохода дорнирующей головки 4 в пластыре на заданную величину (например, 1,5 м), которая обеспечивает контактное сопряжение пластыря 18 с обсадной трубой 20, якорь 1 автоматически отключается от обсадной трубы с сохранением избыточного даЁлениягДОрнирующая головка

4 весил инструмента расширяет пластырь на всей его длине.

Так как дорнирующая головка благодаря нижнему упору 5 и соединению стопорного кольца 14 с кольцевой протолкай 16 после прохода отрезка I не имсет осевого черзмещения, то калибропсу пластыря (повторные проходы) осуществляют под давлением в головке 4 как снизу вверх подъемом инструмента, так и сверху вниз - весом инструмента. При этом нагрузки на инструмент при его подъеме незначительные.

После установки пластыря устройство поднимается на поверхность, слив жидкости с поднимаемого инструмента обеспечивается через циркуляционный клапан 17.

Устройство имеет следующие преимущества:

- для осевого перемещения дорнирующей головки по всей длине пластыря сверху вниз используется вес инструмента без дополнительной осевой нагрузки на него; -упрощается технология установки пластыря практически на любой глубине с отсутствием возможного попадания посторонних твердых предметов между обсадной трубой и пластырем;

- упрощается конструкция, снижается масса без потери прочностных свойств устройства.

Экономический эффект от применения данного технического решения ориентировочно составит 1-2 тыс.руб. на одну операцию.

Формула изобретения

Устройство для установки пластыря в обсадной трубе, включающее установленный на транспортной колонне труб полый корпус с радиальными отверстиями и гидравлической дорнирующей головкой, телескопически установленный в корпусе полый шток, образующей с корпусом гидравлическую камеру, полую штангу с гидравлическим якорем и пластырь, размещенный на полой штанге, отличающееся тем, что,

с целью упрощения конструкции устройства и снижения его массы, полый шток жестко связан с полой штангой, зафиксирован на корпусе в исходном положении и имеет фиксатор конечного положения, при этом на

внутренней поверхности транспортной колонны труб выполнена кольцевая проточка под фиксатор конечного положения, а полый шток имеет на наружной поверхности ограничитель, причем длина хода корпуса

гидравлической дорнирующей головки до ограничителя равна расстоянию между фиксатором конечного положения и кольцевой проточкой транспортной колонны труб.

18

2t

Изобретение относится к технике подземного ремонта, а именно к устройствам для установки Металлических пластырей для восстановления герметичности обсадных труб. Цель изобретения - упрощение конструкции устройства и снижение его массы. Это достигается тем, что полый шток 12, телескопически установленный в корпусе 6, жестко связан с полой-штангой 3, зафиксирован в исходном положении на корпусе 6 и снабжен ограничителем 5 и фиксатором конечного положения в виде Стопорного кольца 14, для которого на внутренней поверхности транспортной колонны 15 выполнена кольцевая проточка 16. При этом расстояние между стопорным кольцом 14 и кольцевой проточкой 16 в исходном положении выбрано равным длине хода дорнирую- щей головки 4, т.е. расстоянию от нижнего торца корпуса 6 до ограничителя 5. После фиксации устройства в обсадной трубе 20 в заданном интервале приступают к запрессовке пластыря 18 посредством продавле- ния дорнирующей головки 4 через пластырь 18 весом НКТ. При этом срезается штифт 22, а жидкость под давлением через отверстие 7 поступает в полость манжеты 8 и выдвигает подвижные секторы 9 в рабочее положение. После этого якорь отключается от обсадной трубы 20 и дальнейшая запрессовка пластыря 18 осуществляется под давлением в головке 4 при возвратно-поступательном перемещении инструмента, 2 ил. сл с

фиг i

риг 2