способ установки пластыря в обсадной колонне труб

Формула изобретения

Способ установки пластыря в обсадной колонне труб, включающий спуск устройства в сборе с пластырем на инструменте в скважину, ориентацию пластыря на дефект, создание избыточного гидравлического давления в системе и расширение пластыря дорнирующей головкой сверху вниз, обеспечиваемое силовым толкателем, применяя устьевой упор, которым компенсируют противовес инструмента силовому толкателю, жестко связывают спускаемый инструмент с фланцем устья скважины и осуществляют поступательное движение дорнирующей головки и инструмента, отличающийся тем, что устьевой упор закрепляют на фланец устья с возможностью вращения, а инструменту придают вращательное движение с вальцующей головкой, расположенной выше дорнирующей головки, с которой соединена вальцующая головка с возможностью вращения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике и технологии капитального ремонта скважин, а именно к способам для установки металлических гофрированных и круглых пластырей для восстановления герметичности обсадных труб нефтяных, водяных и газовых скважин.

Известен способ установки пластыря в обсадной колонне труб (патент СССР №1747673 А1, Е21В 29/10, опубл. бюл. №26 от 15.07.1992 г.), включающий спуск устройства в сборе с пластырем на инструменте в скважину, ориентацию пластыря на дефект, создание избыточного гидравлического давления в системе и расширение пластыря дорнирующей головкой сверху вниз силовым толкателем устройства до сопряжения с обсадной колонной.

Недостатком данного способа является невозможность ремонта скважин с дефектами обсадных колонн выше 1500 м, особенно близко к устью скважины, из-за того, что недостаточен вес инструмента для проталкивания дорнирующей головки сверху вниз. Кроме того, устройство снабжено якорем в нижней его части, что усложняет конструкцию устройства и не исключает вероятность заклинивания якоря в колонне при подъеме инструмента на поверхность.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ установки пластыря в обсадной колонне труб (патент RU №2150570, C1 E21B 29/10, опубл. бюл. №16 от 10.06.2000 г.), включающий спуск устройства в сборе с пластырем на инструменте в скважину, ориентацию пластыря на дефект, создание избыточного гидравлического давления в системе и расширение пластыря дорнирующей головкой сверху вниз силовым толкателем устройства до сопряжения с обсадной колонной. Расширение пластыря дорнирующей головкой обеспечивают силовым толкателем, применяя устьевой упор, которым компенсируют противовес инструмента силовому толкателю, жестко связывают спускаемый инструмент с фланцем устья скважины и осуществляют возвратно-поступательное движение дорнирующей головки и инструмента в скважине.

Недостатком данного способа является недостаточность сопряжения пластыря с обсадной трубой вследствие только возвратно-поступательного движения инструмента в скважине.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение качества герметизации обсадной колонны при ремонте скважины, экономия материальных, энергетических и финансовых затрат и обеспечение расширения диапазона ремонта скважин по всей длине колонны обсадных труб, начиная от устья, при этом отпадает необходимость иметь различные устройства для установки пластырей в колонне обсадных труб при соответствующих глубинах ремонта скважин.

Поставленная техническая задача решается способом установки пластыря в обсадной колонне труб, включающим спуск устройства в сборе с пластырем на инструменте в скважину, ориентацию пластыря на дефект, создание избыточного гидравлического давления в системе и расширение пластыря дорнирующей головкой сверху вниз, обеспечиваемое силовым толкателем, применяя устьевой упор, которым компенсируют противовес инструмента силовому толкателю, жестко связывают спускаемый инструмент с фланцем устья скважины и осуществляют поступательное движение дорнирующей головки и инструмента.

Новым является то, что устьевой упор закрепляют на фланец устья с возможностью вращения, а инструменту придают вращательное движение с вальцующей головкой, расположенной выше дорнирующей головки, с которой соединена вальцующая головка с возможностью вращения.

На фиг.1 изображен общий вид устройства и пластыря, которые спущены в скважину к месту дефекта обсадной трубы, сверху устьевой упор; на фиг.2 - сечение А-А фиг.1; на фиг.3 - сечение Б-Б фиг.1.

Устройство для установки пластыря в обсадной колонне труб состоит из корпуса вальцующей головки 1 (фиг.1), в которой установлены радиальные ролики 2. Корпус вальцующей головки 1 с помощью подшипника 3 соединен со стволом 4 дорнирующей головки. Дорнирующая головка состоит из ствола 4, на котором выполнены продольные пазы 5 (фиг.3), выступы 6 и 7 (фиг.1), размещенные соответственно в верхней и нижней частях ствола 4 дорнирующей головки, а между выступами 6 и 7 находится сепаратор 8, в который установлены продольные ролики 9, установленные в перпендикулярном к стволу 4 дорнирующей головки сечении и взаимодействующие с его продольными пазами 5 (фиг.3). В устройстве также имеются силовой толкатель 10 (фиг.1), соединенный с корпусом вальцующей головки 1 с помощью шестигранного ведущего вала 11 (фиг.2), циркуляционный клапан 12 (фиг.1) и пластырь 13. Устройство в сборе с пластырем 13 спускается на бурильных трубах 14 (инструмент) в обсадную колонну 15 и ориентируется на дефект 16. На фланец 17 обсадной трубы на устье крепится устьевой упор 18, на котором фиксируется с возможностью вращения инструмент 14.

Реализация способа

После спуска устройства в сборе с пластырем 13 на инструменте 14 в обсадную колонну 15 и ориентации пластыря 13 на дефект 16 заклинивают от перемещения вверх инструмент 14 устьевым упором 18. Независимо от заклинивания и расклинивания устьевой упор 18 вращается вместе с инструментом 14.

Инструмент 14 начинают вращать, придавая вращение корпусу вальцующей головки 1 через шестигранный ведущий вал 11 (фиг.2). В системе создают расчетное избыточное гидравлическое давление. Жидкость под давлением поступает в полость силового толкателя 10 (фиг.1), при этом обеспечивается проталкивание в пластырь 13 силовым толкателем 10 корпуса вальцующей головки 1 с вращением и расширение его до сопряжения с обсадной трубой 15 на длине рабочего хода ствола 4 дорнирующей головки. Вместе с корпусом вальцующей головки 1 через подшипник 3 проталкивается без вращения ствол 4 дорнирующей головки, имеющий продольные ролики 9, расположенные друг над другом в продольных пазах 5 (фиг.3) и увеличивающиеся диаметрально снизу вверх, что обеспечивает равномерное расширение пластыря 13 (фиг.1) до полного сопряжения с обсадной трубой 15. После сброса давления в системе до нуля расклинивают устьевой упор 18, спускают с вращением инструмент 14 на длину рабочего хода ствола 4 дорнирующей головки. После заклинивания инструмента 14 устьевым упором 18 процесс проталкивания с вращением вальцующей головки 1 и расширение пластыря 13 повторяют.

Таким образом, последовательно спуская инструмент 14 через устьевой упор 18, обеспечивают расширение пластыря 13 до сопряжения с обсадной трубой 15 до полного выхода вальцующей головки 1 из пластыря 13.

После установки пластыря 13 и расклинивания инструмента 14 устройство поднимают на поверхность, а слив жидкости с поднимаемого инструмента 14 обеспечивают через циркуляционный клапан 12.

Предлагаемое техническое решение обеспечивает повышение качества герметизации обсадной колонны при ремонте скважины, экономию материальных, энергетических и финансовых затрат. Также обеспечивает расширение диапазона ремонта скважин по всей длине колонны обсадных труб, начиная от устья, при этом отпадает необходимость иметь различные устройства для установки пластырей в колонне обсадных труб при соответствующих глубинах ремонта скважин.