Шаблон Советский патент 1992 года по МПК E21B47/08 

. Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию и предназначено для контроля состояния ствола обсадной (эксплуатационной) и другой колонны труб с целью определения возможности спуска подземного эксплуатационного и др. оборудования.

Известен шаблон, применяемый для проверки состояния ствола обсадной колонны, состоящий из полого корпуса с приваренными к нему двумя группами пластин, обрабатываемых после сварки по всей длине и расположенными одна относительно другой под углом 60°.

Однако необходимо изготовление индивидуальных шаблонов в зависимости от наружного диаметра и толщины обсадных труб.

Так, для проверки обсадных колонн, составленных из труб с условными диаметрами 140; 146; 168 и 178 мм с различной

толщиной необходимо изготавливать в среднем 12 шаблонов. При этом их использование затрудняется и с экономической точки зрения становится нецелесообразным, так как требуется специальное помещение и стеллажи для их хранения. А при оснащении скважин обсадными трубами различного диаметра и толщины, которые широко распространены практике бурения и эксплуатации скважин с большими аномальными давлениями и глубинами, становится необходимым транспортировать к одной скважине несколько типоразмеров шаблона.

Приваренные к корпусу шаблона под определенным углом пластины образуют с ним жесткое неразборное соединение. Вследствие этого попадание между пластинами и стенками обсадных груб твердых частиц приводит к обязательному прихвату шаблона в скважине, освобождение котороXIсл со

Ю Ю

о

го требует сложных трудоемких работ, часто заканчивающихся заталкиванием шаблона на забой или его разбуриванием.

Из-за отсутствия возможности настройки шаблона на необходимый наружный диаметр, эту конструкцию шаблона необходимо изготавливать индивидуально с учетом каждого конкретного внутреннего диаметра обсадных труб.

С целью исключения кривизны по длине шаблона после приварки к корпусу пластины, необходимо обработать шаблон по всей длине, но это очень трудоемкая работа из-за большой длины и веса и ее невозможно осуществить на каждом токарном станке.

В настоящее время на промыслах часто используют патрубок с муфтой одного размера труб для проверки прохода следующего размера труб. Например, патрубок с муфтой, изготовленные из 2 трубы по ГОСТ 633-80, используются для шаблонировки прохода 3 труб по ГОСТ 633-86. Патрубок с муфтой, изготовленные из 3м труб по ГОСТ 633-80, используются для проверки прохода 4м трубы по ГОСТ 633-80 и т.д

Длины таких самодельных констр укци й шаблонов не превышает 0,5 м Поэтому даже при нормальном проходе таких шаблонов еще не гарантируется спуск через трубы инструментов тросовой техники для управ- ления скважинным оборудованием, длина которых иногда превышает 2 м, или при спуске глубинных устройств часто наблюдается прихват последних, устранение чего заканчивается глушением скважины и подъемом скважинного оборудования в целом

Количество типоразмеров шаблона можно уменьшить путем настройки наружного диаметра

Наиболее близким к предлагаемому является универсальное устройство для проверки состояния ствола обсадных колонн, содержащее корпус, гайку-фиксатор, конус, закрепленную с ними планку-направляющую с возможностью настройки на проверяемый диаметр

Однако настройка диаметра шаблона основана на раздвижении секторов по конусу.

Поскольку при определенном внутреннем и наружном диаметре корпуса длина конуса будет ограничена изготовлением одного шаблона, то по данной конструкции невозможно даже обеспечить все внутренние проходы одной обсадной трубы Поэтому данная конструкция уменьшает количество типоразмеров шаблона для одной обсадной трубы

Известен шаблон, содержащий корпус с приваренными к нему несколькими рядами втулок.

Эта конструкция шаблона имеет все те

недостатки, которые изложены для упомянутых конструкций шаблонов.

Целью изобретения является повышение надежности шаблонов за счет увеличения жесткостичконструкции.

0 Для достижения этой цели шаблон, содержащий полный корпус и установленные подвижно в радиальном направлении калибрующие элементы с фиксаторами, снабжен держателем и секционным

5 сердечником, последовательно соединенными между собой и расположенными в полости корпуса, держатель размещен в верхней части корпуса и соединен с ним посредством срезных штифтов, причем кор0 пус выполнен с радиальными окнами для установки калибрующих элементов, а каждая секция сердечника - со ступенчатой наружной калиброванной поверхностью для взаимодействия с калибрующими элемента5 ми.

На фиг 1 и 2 показана конструкция шаблона, общий вид: на фиг 3-6 - соответственно разрезы А-А, Б-Б, В-В и Г-Г на фиг, 1 (в качестве примера приведено расположение

0 вкладышей), на фиг. 7 - схема установки вкладышей на ступени сердечников; на фиг. 8 - схема установки винтов 5 (показаны пазы л дяя винтов 9).

Шаблон состоит ид корпуса 1, держате5 ля 2 к которому присоединены шесть одина- ковых сердечников 3, предварительно соединенных друг с другом, каждый из которых имеет семь ступеней а, б, в, г, д, е и ж (фиг. 7)

0 Снизу к корпусу 1 присоединен опорный регулировочный переводник 4. Кроме того, верхний конец корпуса 1 имеет восемь рядов резьбовых отверстий з под срезные винты 5, их количество в одном ряду, мате5 риал и диаметр выбираются на максимально допустимые усилия при натяжении труб или канатов, на которых опускается шаблон в скважину.

Два ряда (I и II сверху) предназначены

0 для установки срезных винтов 5, которые служат для подъема корпуса 1 с регулировочной гайкой 4 после среза винтов 5. установленных на других рядах.

Винты, установленные сверху в первых

5 двух рядах, срезаются только в случае прихвата шаблона в скважине.

Расстояние между рядами срезных винтов 5 (фиг 7) равно расстоянию между центрами любых двух ступеней сердечников 3 (фиг 8)

Последняя ступень сердечников 3 предназначена для утапливания вкладышей 6 до наружного диаметра корпус 1 при извлече- нии шаблона самого меньшего диаметра (см. таблицу) из скважины.

В одном из других шести рядов устанавливаются такие же срезные винты, но рассчитанные на значительно меньшее усилие, достаточное для их среза и обеспечения перемещения держателя 2 совместно с сер- дечниками 3 до захвата срезных винтов 5, установленных на втором сверху ряду и подъеме корпуса 1. При этом вкладыши б попадают на следующие ступени сердечников 3 и шаблон в целом легко поднимается на поверхность. В случае прихвата корпуса

1в скважине путем создания обратной циркуляции вкладыши б могут выталкиваться вовнутрь корпуса 1, а именно до упора их о ступени ж сердечника 3, при котором де- ржатель 1 с сердечниками 3 будут извлекаться на поверхность, а корпус с регулировочным переводником А останутся

в скважине.

На корпусе 1 кроме отверстий под срез- ные винты 5 профрезировано еще шесть рядов окон под вкладыши б (фиг. 1) по три в каждом ряду. Окна сверху расположены относительно друг друга таким образом, что вкладыши, установленные сверху в трех ря- дах, полностью обхватывают всю внутреннюю поверхность трубы при спуске и подъеме шаблона.

В трех других рядах такое расположение повторяется, а именно сверху первый и четвертый, второй и пятый, третий и шестой ряды имеют одинаковое расположение вкладышей. Пример расположения вкладышей 6 показан на фиг. 1 (не попадающие в разрез вкладыши б не показаны).

Перемещение вкладышей вовнутрь корпуса 1 ограничивается одной из ступеней сердечников 3, а их максимальный размер выступающей части снаружи корпуса 1 ограничивается полукольцами 7, закреплен- ными с корпусом 1 винтами 8. На держатель

2навинчены два винта 9 друг против друга, которые выступающими частями заходят вовнутрь пазов л корпуса 1 и в случае необходимости через них передают крутящие моменты..

Держатель 2 на наружной поверхности имеет четыре канавки и для ограничения свинчивания винтов 5 (фиг. 3).

Бурты канавок и предназначены для среза (в случае необходимости) винтов 5 при извлечении шаблона из скважины.

В практике нефтегазодобывающей промышленности наружный диаметр 3 мм, а длина шаблона на 30% больше, чем максимальный диаметр и длина скважинндго обо рудования. Например, если в состав сква- жинного оборудования входит пакерующее устройство, то диаметр шаблона в основном принимается на 3 мм больше диаметра па- кера, а если просто производится шаблони- ровка эксплуатационной колонны или любой другой трубы, то диаметр шаблона выбирается в основном на 3 мм меньше, чем внутренний диаметр трубы.

В таблице приведены самые распространенные размеры эксплуатационных колонн в нефтегазодобывающей промышленности и рекомендуемые к ним пакера. Здесь же приводятся размеры шаблонов, которые легко получаются путем ус- тановки в соответствующие ступени сердечников 3 вкладышей 6 и свинчивания регулировочного проводника 4 до упора в нижний торец сердечника 3.

Держатель 2 сверху имеет резьбу для соединения с колонной труб или для соединения переводника (ропсокет) для спуска его ни канате.

Регулировочная гайка имеет на нижнем конце наружную резьбу для соединения с ней скребка или другого технологического забойного оборудования в случае необходимости.

Шаблон работает следующим образом. Для проверки прохода эксплуатационных или других труб шаблон подготавливается к спуску в скважину, для чего, если онутренний проход эксплуатационных или других труб или наружный диаметр пакера находятся в диапазоне, приведенном в таблице, то производится установка вкладышей б на соответствующие ступени (фиг. 7) сердечников 3 и винты 5 завинчиваются в соответствующие ряды корпуса 1 и проверяется габаритный диаметр шаблона (фиг. 7 и 8). После этого регулировочный переводник 4 наворачивается до упора в торец сердечника 3. Потом через пазы л в держатель 2 ввинчиваются винты 9.

Спуск шаблона в скважину производится или при помбщи колонны труб, или при помощи манатов. В последнем случае на держатель 2 необходимо предварительно навернуть переводник (ропсокет) для закрепления каната. При нормальном спуске шаблона на установленную глубину (обычно шаблон спускается на глубину 30- 50 м ниже глубины установки пакера или до верхнего интервала перфорации) он нормально и поднимается.

При натяжении колонны труб или каната для извлечения шаблона он может подниматься в таком же состоянии, как спущен, а именно без среза винтов 5, установленных

в одном из 111, IV, V, VI, VII или VIII рядов в зависимости от размера шаблона. При этом корпус 1 с регулировочным переводником 4 остаются неподвижными, а держатель 2 с сердечниками 3 перемещаются наверх, способствуя попаданию вкладышей 6 ниже на следующую ступень, после чего бурты к держателя 2 захватывают винты 5, установленные во II ряду и поднимают корпус 1 с регулировочным переводником 4, тем самым шаблон легко извлекается.

Но при прихвате шаблона винты 5, установленные во II ряду, тоже срезаются и корпус 1 буртом к захватывает винты 5, установленные в I ряду. Если опять шаблон в целом не извлекается, то последний раз срезаются срезные винты 5, установленные в I ряду корпуса 1, При этом держатель 2 с сердечниками 3 извлекаются, вкладыши б выпадают вовнутрь корпуса 1, залавливаются регулировочным переводником 4 и остаются Ё скважине.

Этот случай скорее всего возможен при спуске и подъеме шаблона канатом из-за его низкой прочности относительно колонны труб, погсопьку в данном случае усилие среза винтов 5 ограничивается.

Оставшаяся часть шаблона потом извлекается спуском ловильного инструмента (внутренним труболовом), спускаемым на более прочных трубах.

Нижний сердечник 3 на последней ступени имеет отверстие м для создания циркуляции (в случае спуска шаблона на трубах)

с целью промывки места его остановки перед подъемом, причем циркулирующий поток заставляет выпадать вкладыши 6 до упора в ступень ж, а именно ниже размера

верхней ступени а (фиг. 7).

Таким образом, применение в нефтегазодобывающей промышленности шаблона по предлагаемому изобретению позволяет отказаться от различных конструкций шаблонов, почти исключает прихват их в скважине, а в случае прихвата исключается необходимость отворота колонны и обрез каната в забое, поскольку в любых случаях прихвата в скважине вся внутренняя начинка шаблона извлекается, а оставшаяся часть в скважине легко залавливается. Формула изобретения Шаблон1, содержащий полый корпус и установленные подвижно в радиальном направлении калибрующие элементы с фиксаторами, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности его работы за счет увеличения жесткости конструкции, шаблон снабжен держателем и секционным

сердечником последовательно соединенными между собой и расположенными в полости корпуса, держатель размещен в верхней части корпуса и соединен с ним посредством срезных штифтов, причем корпус выполнен с радиальными окнами для установки калибрующих элементов, а каждая секция сердечника - со ступенчатой наруж- ной калиброванной поверхностью для взаимодействия с калибрующими элементами.

ЈrЈ

Фиг.6

Использование: контроль состояния ствола обсадных, эксплуатационных и других колонн труб с целью определения врзможности спуска через них подземного оборудования. Сущность изобретения: шаблон содержит полый корпус с радиальными окнами, в которых установлены с возможностью радиального перемещения калибрующие элементы с фиксаторами, В полости корпуса расположены последовательно соединенные между собой держатель и сердечник. Держатель размещен в верхней части корпуса и соединен с ним посредством срезных штифтов. Сердечник включает несколько секций, каждая из которых выполнена со ступенчатой наружной ка- либрованной поверхностью для взаимодействия с калибрующими элементами. 8 ил. 1 табл

Фиг.З

фи&8