Устройство для восстановления герметич-НОСТи РЕзьбОВыХ СОЕдиНЕНий КОлОНН B СКВАжиНЕ Советский патент 1981 года по МПК E21B29/00 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а имен но к устройствам для восстановления герметичности резьбовых соединений колонн в скважинйх. Известно устройство для восстано ления герметичности колонн в скважи не, включающее полость с тампонирую щей смесью,- перегородку и взрывчатое вещество, взрывом разрушается р зобщающая перегородка, чем достигается .сообщение тампонирующей смеси местом нарушения герметичности эксплуатационной колонны 1. Однако применение взрывных тампонажных желонок связано с использованием взрывчатого вещества, что представляет определенную опасность при проведении работ и расходовании больших объемов дорогостоящих тампонирующих составов, требующихся, цля герметизации резьбовых соедин«иий. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для ликвидации утечки в резьбЪвых соединениях насосно-компрессорных и обсадных труб в скважине, включающее корпус с размещенным в нем управляющим узлом, клапанным узлом привода, пакерные узлы, расположенные на расстоянии друг от друга, камеру, содержащую газ под высоким давлением для привода пакеров в рабочее положение, камеру, содержащую состав для изоляции оезьбы, перегородку между этими камерами, корпус имеет радиальные и осевые соединяющие пакер-ные узлы с камерой, содержащий газ и камеру с герметизирующим составом с отверстием в корпусе, закрытое хрупким диском 2J. Однако указанное техническое решенйе применимо в сквйжинахс определенным давлением, а именно: стем давлением, с которым газ находится в камере, границы применения устройства, ограничены давлением в камере. Кроме того, известное устройство не может быть применимо в глубоких скважинах с аномально-высоким давлением из-за больших затруднений, возникающих при заполнении камеры газом, ввиду необходимости обеспечения скважины мощными компрессорами для нагнетания газа высокого давления , а также связанных с нарушением герметичности газовой камеры вследствие быстрого выхода из строя уплотнений.

разрушающихся под высоким давлением газа в камере.

Цель изобретения - повышение надежности работы при высоких давлениях.

Поставленная цель достигается тем что в устройстве для восстановления герметичности резьбовых соединений колонн в скважине, камера с рабочим агентом для пакера расположена над камерой с герметизирующим составом, а узел привода выполнен в виде дифференциального поршня, образующего с корпусом кольцевую полость, сообщающуюся в крайнемнижнем положении с полостью пакеров через радиальный и осевые каналы корпуса.

Кроме того, узел управления выполнен в виде камеры, гидравлически связанной со скважинным пространство и через подпружиненный клапан - с надпоршневой полостыд узла привода.

Устройство для восстановления герметичности разьбовых соединений колонн в скважине содержит размещенный в корпусе 1 узел привода, состоящий из дифференциального поршня 2, образующего с корпусом 1 кольцеву полость 3, узел управления, выполненный в виде камеры 4, гидравлически связанной каналами 5 со скважинным пространством и через подпружиненный клапан 6 с надпоршневой полостью 7 узла привода. Дифференциальный поршень 2 в верхней и нижней части имеет уплотнения 8 и 9. Корпус 1 имеет камеру 10 заполненную рабочим, агентом для пакеров 11, 12 и камеру 13 для герметизирующего состава камеры 10 и 13 разделены перегородкой 14. Корпус 1 выполнен из нескольких частей, между которыми для обеспечения герметичности их соединения установлены уплотнения 15 и 16. №я сообщения камеры с рабочим агентом с полостью пакеров 12 и полости с герметизирующим составом с выходным отверстием 17, выполнены осевые 18 и радиальные 19 кангшы. Выходное отверстие 17 перекрыто мембраной 20. В нижней части устройства имеется наконечник, 21. Между пакерами 11 и 12 установлен локатор 22. Для спуска устройства применяется канат 23. Устройство работает следующим образом.

Перед спуском устройства в скважи ну камеру 13 гермет.изирующего состава и каналы корпуса 18 и 19 заполняют герметиком до тех пор, пока последний не начнет выливаться через отверстие 17 наружу. Тогда отверстие 17 закрывают хрупким элементом - мембраной 20. Камеру 13 сверху перекрывают перегородкой 14. Камеру 10 заполняют рабочим агентом - паркерной жидкостью, вставляют дифференциальный поршень 2 и вворачивают узел управления.

Подготовленное к работе устройство спускают в скважину на канате 23 немного ниже предполагаемого места нарушения. Затем устройство приподнимаю до упора локатора 22 в муфтовое соединение обсадной колонны. После упора локатора 22 з муфтовое соединение, обсадной колонны натяжением каната 23,преодолевая усилие подпружиненного клапана 6 сообщают полость 7 со скважинным пространством. При этом скважинная жидкость через каналы 5, камеру 4 и отверстие клапана попадает в полость 7 и начинает давить на дифференциальный, поршень 2, приводя последний в движение. При движении дифференциальный поршень 2 проталкивает пакерную жидкость, находящуюся в полости пакерной жидкости 10, через радиальные каналы 19 и 18 в полости пакеров 11 и 12. Благодаря дифференциальному поршню 2 давление в пакерах 11 и 12 становится больше, чем давление в скважине, в результате чего устройство надежно пакеруется в колонне. .

Лод давлением дифференциальный поршень 2 движется вниз и перекрывает радиальный канал 19 полости 10, чем достигается изоляция пакерных полостей, далее доходит до перегородки 14, разрывает ее и продолжает свое движение. При этом мембрана 20 разрушается и герметик выдавливается в поврежденное муфтовое соединение.

Дифференциальный поршень 2 продолжает двигаться до крайнего нижнего положения, в котором проточка дифференциального поршня 2 совместится с радиальным каналом 19 полости 11. При этом каналы пакерной жидкости сообщаются с кольцевой полостью 3 и давление, в верхнем и нижнем пакерных узлах резко падает, чем достигается распакеровка.

После срыва локатора муфт устройство на канате 23 поднимают на дневную поверхность.

Технико-экономическая эффективность заключается в обеспечении надежности работы устройства в широком диапазоне давлений нефтяных и газовых скважин.

Формула изобретения

1. Устройство для восстановления герметичности резьбовых соединений колонн в скважине, содержащее узел управления, узел привода, пакеры, камеру с рабочим агентом для пакера, камеру с герметизирующим составом, перегородку между камерами, корпус с осевыми и радиальными каналами для рабочего агента пакера и герметизирующего состава,о тличающеес я тем, что, с целью повьпиения наНежности работы при высоких давленийх, камера с рабочим агентом для пакерарасположена над камерой с герметизирующим составом, а узел привЬда выполнен в виде дифференциапь, ного поршня, образующего с корпусом кольцевую полость, сообщающуюся в крайнем нижнем положении с полостью пакеров через радиальный и осевые к аналы корпуса.

2. Устройство по п. 1, отличающее ся тем, что узел управления выполнен в виде камеры, гидравлически связанной со скважинным пространством и через подпружиненный клапан - с надпоршневой полостью узла привода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Клвев A.M. и др. Новые методы повьииения качества разобщения пластов при .бурении нефтяных скважин. Бугульма, 1975, с. 112-118. 0 2, Патент США № 2715943,

кл. 166-63, опублик. 1955 (прототип).

W

-тг

19

i-/