Устройство для ремонта обсадных колонн в скважинах Советский патент 1992 года по МПК E21B33/13 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к строительству и ремонту скважин цементированием с мелью охраны недр в случае, когда отдельные верхние пластины, вскрытые скважиной, оказались неизолированными за эксплуатационной колонной из-за недоподнятия до устья цементного раствора.

Известна технология для ремонта обсадной колонны в скважине путем наращивания цементного кольца за обсадной

колонной, закачивая цементный раствор через цементировочные отверстия, созданные в стенке обсадной трубы простре- ливанием пулевым, кумулятивным или гидропескоструйным перфораторам. При этом цементный раствор продавливают цементировочной пробкой с эластичными манжетами.

Недостатком указанной цементировочной пробки является то, что в завершающей стадии продавливания. достигая до цементировочных отверстий она лишь временно

VJ

О 00

VI

&

перекрывает их, После разбуривания цементировочной пробки и цементного моста в скважине из-за необходимости ввода ее в эксплуатацию, цементировочные отверстия оказываются вскрытыми, а цементный камень, находящийся в них при знакопеременных нагрузках, создаваемых внутри скважины при различных технологических операциях, постепенно разрушается, сводя на нет ремонтные работы.

В таких случаях повторный ремонт по восстановлению герметичности скважины требует дополнительных работ, связанных с затратами труда и времени.

Известна также цементировочная пробка с эластичными манжетами типа ПВЦ. Пробка ПВЦ состоит из трех литых самоуплотняющихся эластичных элементов, при- гуммированных к чугунному сердечнику и изготавливают по отраслевым техническим условиям ТУ 26-02-351-71 на ремонтно-ме- ханических заводах Министерства нефтяной промышленности.

Указанная цементировочная пробка по технической сущности более близка к предлагаемому и может быть указана в качестве прототипа.

Упомянутой цементировочной пробкой также продавливают цементный раствор при ремонтных работах обсадной колонны цементированием. Например, сначала отсоединяют незацементированную часть обсадной колонны от зацементированной, затем незацементированную часть немного приподнимают и через образовавшийся зазор за обсадную колонну закачивают цементный раствор с последующим продавливанием его цементировочной пробкой пока последняя не окажется напротив указанного зазора. Далее вновь зацементированную часть обсадной колонны подают вниз до упора о верхний торец нижней части обсадной колонны до начала затвердевания цемента (ОЗЦ).

При такой технологии ремонта обсадной колонны при подаче вниз вновь зацементированной части трудно совместить ее нижний торец с верхним торцом нижней части обсадной колонны из-за отхода от центральной оси колонны обсадных труб при подъеме, кроме того разъем труб остается негерметизированной, а цементировочная пробка лишь временно, только на время ОЗЦ обеспечивает герметизацию со стороны ствола скважины, как об этом было выше отмечено в критике аналога. После удаления цементировочной пробки разбу- риванием место разъема является источником поступления воды из пласта в скважину,

что потребует дополнительных ремонтных работ.

Все это удорожает ремонт обсадных колонн в скважине и не обеспечивает необходимую надежность цементирования из-за отсутствия уплотнения в разъеме труб. Целью изобретения является повышение надежности ремонта обсадных колонн за счет возможности центрирования отсоединяемой незацементированной верхней части обсадной колонны относительно ее нижней части и дополнительной герметизации колонны в ее разъеме.

Поставленная цель достигается описываемым устройством для ремонта обсадных колонн в скважине, включающем цементировочную пробку с эластичными манжетами.

Устройство снабжено герметизирующей пробкой, жестко связанной с нижней частью цементировочной пробки и выполненной в виде полого упругодеформирую- щегося по наружной поверхности корпуса диаметром, превышающим диаметр обсадной колонны, и центрирующего конуса в нижней части корпуса, выполненного меньше диаметра обсадной колонны, при этом по торцам корпуса выполнены кольцевые проточки под верхнюю и нижнюю части обсадной колонны.

На фиг. 1 изображена ремонтируемая обсадная колонна в скважине после отсоединения незацементированной части ее от зацементированной с помощью труборезки

и приподнятия ее на 10-15 см вверх, в продольном разрезе; на фиг.2 - то же. что и на фиг.1, после закачки необходимого объема цементного раствора в заколонное пространство через зазор между торцами разъединенных труб обсадной колонны, процесс продавки цементного раствора цементировочной пробкой, снабженной герметизирующей пробкой; на фиг.З - то же, что и на фиг.2, после посадки герметизирующей

пробки на верхний торец нижней зацементированной части обсадной колонны; на фиг,4 - то же, что и на фиг.З, после подачи верхней разъединенной части обсадной колонны вниз до захода ее нижнего торца в

кольцевую проточку герметизирующей пробки и после разбуривания цементировочной пробки, выступающей части герметизирующей пробки в скважине и цементного моста после ОЗЦ.

Устройство для ремонта обсадной колонны в скважине включает цементировочную пробку с чугунным сердечником 1 (см. фиг.2), к которому пригуммированы эластичные манжеты 2 из резины, и герметизирующую пробку, жестко связанную с нижней

частью цементировочной пробки. Корпус 3 герметизирующей пробки выполнен полым из упругодеформирующегося материала, например, из полиурэтана, и с диаметром, превышающим диаметр обсадной колонны 4. По торцам корпуса 3 герметизирующей пробки выполнены кольцевые проточки 5 и 6 под верхнюю и нижнюю части 7 и 8 обсадной колонны 4 соответственно. В нижней части корпуса выполнен центрирующий конус 9 с диаметром меньшим, чем внутренний диаметр обсадной колонны.

Устройство работает следующим образом.

В скважине (см. фиг.1) после определения местоположения головы цементного кольца 10 за обсадной колонной 4, например, методом акустической цементометрии, выше фильтра обсадной колонны скважины устанавливают цементный мост 11 с целью защиты его от загрязнения и закупоривания. Далее отступив на 10-15 см от головы цементного кольца выше незацементированную часть 7 обсадной колонны разъединяют от зацементированной части 8 с помощью труборезки, получающей вращение от винтового двигателя. Затем промывают заколонное пространство, предварительно приподняв незацементированную часть 4 обсадной колонны на 10- 15 см, образуя зазор 12. После окончания вышеуказанных подготовительных работ через указанный зазор 12 между торцами разъединенных частей обсадной колонны осуществляют наращивание цементного кольца за незацементированной частью 7 обсадной колонны способом прямого цементирования с использованием цементировочных агрегатов, например, типа ЦА-320М, После закачки расчетного объема цементного раствора в заколонное пространство скважины его продавливают устройством для ремонта обсадной колонны (см.фиг.2), у которого эластичные манжеты 2 и герметизирующая пробка находится при этом в сжатом состоянии. Герметизирующая пробка, достигнув зацементированной части 8 обсадной колонны, заходит в нее своей центрирующей конической частью 9, устраняя при этом несоосность разъединенных частей 7 и 8. При этом корпус 3 герметизирующей пробки оказавшись напротив зазора 12 за счет упругих свойств расширителя, занимая пространство между торцами труб частей 7 и 8 обсадной колонны, а при дальнейшем перемещении вниз она садится нижней кольцевой проточкой 6 на верхний торец зацементированной части 8 обсадной колонны, как это изображено на фиг.З. Момент посадки ее сопровождается резким повышением давления на мзнометре, установленном на устье скважины. Затем верхнюю колонну труб 7 подают вниз под собственным весом, при котором она нижним торцом заходит в верхнюю кольцевую проточку 5 корпуса герметизирующей

пробки и садится на нее. Таким образом, происходит полная герметизация зазора 12 между торцами разъединенных частей 7 и 8 обсадной колонны, скважину на сутки оставляют в покое на ожидание затвердевания

цемента (ОЗЦ). По окончании ОЗЦ цементировочную пробку, часть герметизирующей пробки, находящейся внутри скважины и цементный мост разбуривают (см. фиг. 4), используя винтовой двигатель. После этого

ремонт считается законченным и скважину далее вводят в эксплуатацию.

Технико-экономическое преимущество предложения заключается в следующем. При использовании предлагаемого устройства отпадает необходимость извлечения на поверхность разъединенной части колонны труб для последующего спуска с центратором и уплотняющим торцы элементом разъединенных частей обсадной колонны, что исключает дополнительные спуско-подъемные операции, связанные с затратами труда и времени. При этом упрощается технология ремонта, следовательно, и осложнения. Повышается надежность герметизации колонны в ее разъеме, экономится цемент.

Формула изобретения Устройство для ремонта обсадных колонн в скважинах, включающее цементировочную пробку с эластичными манжетами, отличающееся тем, что. с целью повышения надежности ремонта обсадных колонн за счет возможности центрирования отсоединяемой незацементированной верхней части обсадной колонны относительно ее нижней части и дополнительной герметизации колонны в ее разъеме, оно снабжено герметизирующей пробкой, жестко связанной с нижней частью цементировочной

пробки и выполненной в виде полого упругодеформирующегося по наружной поверхности корпуса с возможностью превышения им диаметра обсадной колонны, и центрирующего конуса в нижней части корпуса,

при этом по торцам корпуса выполнены кольцевые проточки под верхнюю и нижнюю части обсадной колонны.

использование: при ремонте обсадных колонн в скважинах, незацементированных в верхней их части. Обеспечивает возможность центрирования отсоединяемой незацементированной верхней части обсадной колонны относительно ее нижней части, а также возможность дополнительной герметизации колонны в ее разъеме. Сущность изобретения: устройство включает цементировочную пробку с эластичными манжетами. С нижней ее частью жестко связана герметизирующая пробка. Последняя выполнена в виде полого корпуса. Он выполнен с возможностью упругой деформации по наружной поверхности. Поторцгм корпуса выполнены кольцевые проточки под обсадную колонну Наружный диаметр герметизирующей пробки превышает диаметр обсадной колонны. В нижней части полого корпуса помещен центрирующий конус. Его диаметр меньше диаметра обсадной колонны за счет центрирующего конуса обеспечивается центрирование верхней части колонны относительно ее нижней части. Кольцевые проточки корпуса обеспечивают фиксацию цементировочной и герметизирующей пробок в месте разъема обсадной колонны. После окончания цементирования и посадки герметизирующей пробки в разъем обсадной колонны, последнюю герметизируют. Это осуществляют за счет посадки верхней части колонны на герме /1зирую- щую пробку. 4 ил.

Фиг. I

Фиг. 2

Фиг.З

Фиг. 4