Устройство для ремонта обсадных колонн Советский патент 1993 года по МПК E21B29/00 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к устройствам для ремонта обсадных колонн а нефтяных, газовых и др. скважинах.

Цель изобретения - обеспечение надежного перекрытия места разрыва обсадной колонны.

На фиг. 1-3 представлены схемы предлагаемого устройства в транспортном и рабочих положениях. Предлагаемое устройство содержит полый корпус 1 с упором. 2 на внутренней поверхности и радиальными каналами 3, установленный на корпусе перекрывающий элемент 4, сжимаемый пружинами 12. размещенную в корпусе 1 с врзможностью осевого перемещения и взаимодействия с упором втулку 5, связанную срезным элементом б с корпусом, верхний

7 и нижний 8 подвижные в осевом направлении разделительные элементы, полость между которыми заполнена тампонажным раствором 9, центрирующие и приводные шары 10, установленные в окнах корпуса 11. На фиг. 1-3 также представлена зацементированная обсадная колонна 14, имеющая разрыв. Скважина заполнена буровым раствором 13,

Устройство работает следующим образом: на дневной поверхности снаружи корпуса 1 (см. фиг. 1) устанавливают сегменты обсадной колонны 4 и сжимают их с помощью пружин 12 в радиальном направлении. Сверху присоединяют трубы с установленной в них втулкой 5, оборудованной нижним разделительным элементом 8. Готовят тампонажный раствор 9 и заливают во втулку 5. Затем вставляют верхний разделительный элемент 7, перепускной клапан и соединяют с бурильными трубами в обычном порядке. После спуска на нужную глубину, где место разрыва обсадной колонны обработано расширителем, с помощью насосов внутри бурильных труб создают давление бурового раствора 13 достаточное, чтобы втулка 5, преодолев усилие срезного элемента 6, переместилась внутри корпуса 1 до упора 2 на его внутренней поверхности (см. фиг. 2). При этом втулка 5 заставляет шары 10 смещаться наружу. Часть шаров, расположенных за сегментами обсадной колонны 4, отжимает последние от корпуса 1 на расстояние, равное половине разницы между внутренним диаметром ремонтируемой обсадной колонны 14 и наружным диаметром корпуса 1. Другая часть шаров, расположенных выше и ниже сегментов обсадной колонны 4, центрирует все устройство относительно находящейся в скважине обсадной колонны. Работающие на сжатие пружины 12 не позволяют сегментам 4 уйти внутрь зоны раз- рыва. Таким образом, внутренняя ; поверхность сегментов 4 полностью совпадает с внутренней поверхностью выше- и нижерасположенных обсадных труб, не образуя ни впадины, ни выступа. При достижении втулкой 5 нижнего положения (см. фиг. 2) радиальные отверстия в ней совмещаются с радиальными каналами 3 в корпусе 1 для выдавливания тампонажного раствора 9 в зону разрыва, за сегменты 4. Для этого увеличивают давление в трубах с помощью буровых насосов и верхний разделительный элемент 7 перемещается вниз по втулке 5. Резкий рост давления, соответствующий моменту посадки верхнего разделительного элемента 7 на нижний 8, свидетельствует об окончании процесса продащки тампонажного раствора 9. После этого дальнейшим увеличением давления срезают диафрагмы у обоих разделительных элементов и циркуляция бурового раствора 13 идет через втулку в затрубное пространство, вымывая из него излишек тампонажного раствора, как это показано на фиг. 3. После вымывания излишков тампонажного раствора закрывается превентер на устье скважины и под

0 давлением протекает период ожидания затвердевания цемента (ОЗЦ),

По его окончании производится подъем корпуса.

Например, для ремонта обсадной ко5 лонны с внутренним диаметром 0,22 м и толщиной стенки 0,012 м на глубине 7000 м раздвижными расширителями диаметром 0,295, обработан интервал протяженностью 3 м. Из обсадной трубы такой длины выре0 зается два сегмента путем фрезерования шириной 0,024 м. Это позволяет при их закреплении на фиксирующем элементе иметь наружный диаметр в транспортном положении 0,218 м. Для предотвращения

5 вытекания тампонажного состава через две осевые щели, последние перекрываются брезентовыми перегородками, заправленными при транспортировке под сегменты обсадной трубы. Давление среза штифтов,

0 удерживающих втулку, составляет 8 МПа, давление среза диафрагм 20 МПа, Объем цементного раствора, заливаемого в корпус, составляет 0,2 м3.

Для удержания шаров в окнах корпуса

5 при спуске устройства в скважину у наружных окон может быть выполнена кольцевая проточка, куда вставляется разрезное кольцо, внутренний диаметр которого меньше диаметра шаров.

0 Экономический эффект от внедрения предлагаемого устройства обусловлен повышением надежности и долговечности крепи, т.к. на поврежденном участке ёновь стоит обсадная труба исходной толщины, не

5 образуя ни выступа, ни впадины, т.е. исключается опасность задиров, затяжек или посадок.

Формула изобретения

1. Устройство для ремонта обсадных ко0 лонн, содержащее полый корпус с упором на внутренней поверхности и радиальными каналами, установленный на корпусе перекрывающий элемент, размещенную в корпусе с возможностью осевого перемещения и

5 взаимодействия с упором корпуса втулку, связанную срезным элементом с корпусом, верхнюю и нижнюю подвижные в осевом , направлении разделительные элементы, полость между которыми заполнена тампо- нажным раствором и сообщается в крайнем

нижнем положении втулки через радиальные каналы корпуса с полостью за корпусом, отличающееся тем, что, с целью обеспечения надежного перекрытия места разрыва обсадной колонны за счет совпадения внутренних поверхностей перекрывающего элемента и обсадной колонны, оно снабжено центрирующими и приводными шариками, корпус выполнен с окнами, в которых установлены шары с возможностью ограниченного радиального перемещения и взаимодействия в рабочем положении с перекрывающим элементом и втулкой, при

этом верхний и нижний разделительные элементы размещены в полости втулки.

2. Устройство по п. 1, отличающее- с я тем, что перекрывающий элемент вы- полнен в виде сегментов с пружинами для фиксации их на корпусе в исходном положении.

3. Устройство поп. 1, отличающее- с я тем, что, с целью обеспечения удаления излишков тампонажного раствора, разделительные элементы выполнены в виде разрывных диафрагм.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к устройствам для ремонта обсадных колонн в нефтяных, газовых и других скважинах. Цель - обеспечение надежного перекрытия места разрыва обсадной колонны за счет совпадения внутренних поверхностей перекрывающего элемента и обсадной колонны. Устройство содержит полый корпус с упором на внутренней поверхности и радиальными каналами, установленный на корпусе перекрывающий элемент, сжимаемый пружинами, размещенную в корпусе с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с упором втулку, связанную срезным элементом с корпусом, верхний, нижний подвижные разделительные элементы, полость между которыми заполнена тампонажным раствором, центрирующие и приводные шары. После спуска на нужную глубину, создания давления внутри труб, втулка перемещается до упора и заставляет шары смещаться наружу. Часть шаров, рас-, положенных за сегментами обсадной колонны, отжимает последние от корпуса на расстояние, равное половине разницы между внутренним диаметром ремонтируемой колонны и наружным диаметром корпуса., Другая часть шаров, расположенных выше и ниже сегментов обсадной колонны, центрирует устройство. При достижении втулкой нижнего положения ее радиальные отверстия совпадают с радиальными каналами корпуса для выдавливания тампонажного раствора в зону разрыва. 3 п. ф-лы, 3 ил. ел с со о СА) ел ю 4

.ФИГ. i