Устройство для предотвращения смятия обсадных колонн скважин Советский патент 1982 года по МПК E21B43/00 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для предотвращения смятия колонн скважин при обратном промерзании жидкости в затрубном пространстве.

Известно устройство для предотвращения смятия колонн скважин при обратном промерзании, включающее электрический кабель, который располагают на поверхности обсадной трубы. С помощью данного устройства создают канал, по которому отводится избыточная жидкость из затрубья на поверхность fl.

Недостаток известного уст ойства состоит в том, что нагревание кабеля требует больших расходов электрической энергии, постоянного наблюде- ния и обслуживания.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для предотвращения смятия колонн скважин при обратном промерзании, которое содержит металлическую гофрированную трубку, . заполненную незамерзающей жидкостью. Устройство позволяет вдоль колонн скважин в интервале кавернообразования создавать канар для перепускания избыточной жидкости из каверны на поверхность f2j..

Недостаток данного устройства состоит в том, что оно позволяет осуществить предупреждение смятия колонн скважин при умеренных естественных температурах мерзлых пород только от -2 до ..Кроме того, наличие в устройстве незамерзающей

10 жидкости требует высокой степени герметичности, которая может быть нарушена сложными условиями эксплуатации. Перечисленное делает устройство недостаточно надежным.

15

Цель изобретения - повышение надежности устройства в работе

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено цилиндрами с подпружиненными поршнями, мадпорш20невая полость которых гидравлически связана со скважинным пространством, а пойини жестко связаны между собой трубкой,

На чертеже показано предлагаемое

25 устройство, общий вид.

Устройство состоит из трубки 1 с выступом 2. Стержень 1 снабжен поршнями 3, размещенными в цилиндрах 4. Поршни 3 подпираются пружинами 5, раз30мещенными в нижней части цилиндров 4.

Цилиндры 4 в верхней части над поршнями 3 имеют отверстия 6. Для герметизации стержня 1 и поршней 3 имеются уплотнения 7 и 8. Цилиндры 4 крепятся к обсадной колонне 9 хомутами 10.

Устройство работает следующим образом.

Опускают устройство в интервал кавернообразования на обсадной колонне .

Избыточное давление жидкости за. колонной, козникающее в образованных ледяными перемычками 11 замкнутых объемах 12, передается на цилиндры 4 и через отверстия 6 на поршни 3. При достижении определенной величины, которая заведомо меньше допустимого , давления смятия обсадных труб, поршни 3 начинают двигаться в цилиндрах 4 вниз, сжимая пружины 5. При этом трубка 1| с шипами 2, двигаясь вместе с поршнями 3, разрушает ледяную перемычку 11. Образуется канал, по. которому жидкость за колонной, создающая избы.точное давление в замкнутых объемах 12, перепускается из одного замкнутого объема в другой и затем на поверхность. Когда давление в каверне уменьшается до безопасной величины, поршни 3 и трубка 1 за счет энергии сжатой пружины 5 занимают первоначальное положение. При повторном повышении давления в каверне выше заданной величины стрежень вновь движется вниз и создает канал для перепускания избытков жидкости на поверхность.

Количество цилиндров и интервал между ними определяются в соответствии с результатами кавернометрии и зависит от глубины интервала кавернообразования.

При необходимости обсадная колонна в интервале кавернообразования может быть оборудована двумя предлагаемыми устройствами, размещенными на диаметрально расположенных сторонах поверхности обсадной колонны. В этом случае цилиндры устройств располага-.

ются с некоторым смещением относительно друг друга. Это исключает возможность смятия обсадных труб в случае попадания одного из цилиндров в ледяную перемычку. Устраняя причину роста давления в замкнутых объемах,данный способ предотвращает смятие колонн скважин.

Преимущество данного устройствасостоит в том, что оно позволяет

0 осуществлять предупреждение смятия колонн скважин при любых естественных температурах мерзлых пород. Это обстоятельство играет важную роль при эксплуатации скважин в районах с темe пературой мерзлых пород до -10°С.

Как показывают проведенные расчеты, предлагаемое устройство способно разрушать ледяную перемычку толщиной до 2 м. Применение данного устройства не требует дополнительной энергии, постоянного обслуживания и контроля. Надежность устройства в работе увеличивается. Количество капитальных ремонтов скважин, вызванных смятием ко- лонн, существенно уменьшается.

Формула изобретения

Устройство для предотвращения смятия обсадных колонн скважин, включающее установленную параллельно обсадной колонне трубку с выступами, отличающееся тем, что, с целью повышения Нсщежности в работе,оно снабжено цилиндрами с Подпружиненными поршнями, надпоршневая полость которых гидравлически связана со скважинным пространствомj а поршни жестко связаны между собой трубкой.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидете.льство СССР

№ 583286, кл. Е 21 В ,43/00,05.06.74.

2.Авторское свидетельство СССР

по заявке 2594149/03,кл.Е 21 В 43/00, 31.08.78 (прототип).