устройство для ремонта обсаженных скважин

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕМОНТА ОБСАЖЕННЫХ СКВАЖИН, состоящее из корпуса с продольно гофрированным и нижним цилиндрическим участками, заглушки и узла установки, отличающееся тем, что заглушка имеет сферическую поверхность и закреплена встык с нижним цилиндрическим участком корпуса.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что толщина заглушки увеличивается от краев к центру.

3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что для проведения работ над устройством после его установки на поверхности заглушки выполнены радиальные ребра жесткости.

4. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что для проведения работ под устройством после его установки на поверхности заглушки выполнены радиальные канавки.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено сферическим вкладышем, размещенным в заглушке и связанным с ней штифтами, при этом сферический вкладыш выполнен из легкоразбуриваемого материала, например алюминия.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для перекрытия центрального проходного сечения скважины и одновременно восстановления герметичности обсадных колонн.

Известно устройство для ремонта скважин, включающее трубчатый корпус из ковкого материала с заглушенным сферическим нижним и открытым верхним торцами, расширяющийся посредством взрывного заряда [1]

Известно устройство для установки моста в скважине, состоящее из полого металлического корпуса с продольно-гофрированной и цилиндрической частями, имеющее верхний открытый торец и съемную заглушку на нижнем торце, выполненную в виде усеченного конуса, и соединенное разрывной тягой с узлом установки типа "Дорн" [2]

В первом случае использование взрывных зарядов при установке ремонтных пластырей нерентабельно, так как не обеспечивает контроль за давлением и не гарантирует необходимое условие для обеспечения качественного и надежного его прижатия к обсадной колонне.

Во втором случае при аномально высоких давлениях в скважине над зоной установки моста герметичность моста может быть нарушена, а после сбрасывания конического дна оно может перекрыть ствол в суженной его части, создав аварийную ситуацию в скважине.

Задачей изобретения является повышение надежности работы устройства, в том числе при АНПД и АВПД, и одновременном расширении области его применения в условиях знакопеременных движений узла установки.

Сущность изобретения заключается в том, что заглушка имеет сферическую поверхность и толщину, увеличивающуюся от периферии к оси устройства, причем в условиях проведения работ после его установки на вышележащих горизонтах на поверхности заглушки выполнены радиальные ребра жесткости; в условиях проведения работ после его установки на нижележащих горизонтах на поверхности заглушки выполнены радиальные канавки.

Устройство дополнительно снабжено сферическим вкладышем, размещенным в заглушке и связанным с ней штифтами, причем сферический вкладыш выполнен из легкоразбуриваемого материала, например алюминия.

Сочетание продольно-гофрированного пластыря с цилиндрическим концевым участком и сферической заглушки, закрепленной на нижнем концевом участке корпуса, обеспечивает расширение области применения пластыря, позволяет одновременно решать задачу ремонта нарушенной колонны и перекрытия центрального проходного сечения колонны, то есть при всех случаях, когда проявляющая или поглощающая способность пласта в скважине мешает проведению ремонтно-изоляционных работ.

Увеличение толщины донной части заглушки от периферии к оси устройства, а также снабжение дополнительным вкладышем из легкоразбуриваемого материала, размещенным в заглушке и связанным с ней штифтами, повышает надежность обеспечения работ по капитальному ремонту скважины, так как избыточные гидравлические и механические давления, создаваемые узлом установки пластыря, могут подвергнуть дно перекрывателя нежелательному разрушению.

В случае перехода эксплуатационных работ после установки устройства на вышележащие горизонты донную часть заглушки необходимо усилить с тем, чтобы она не оказалась разорванной в результате последующих работ. Для этого на поверхности донной части корпуса выполняются радиальные ребра жесткости.

В случае перехода на нижележащие горизонты, после того, как пластырь будет установлен, для облегчения разрыва заглушенного дна корпуса на его поверхности выполнены радиальные канавки.

На фиг. 1 изображено устройство для ремонта обсаженных скважин с цилиндрическим нижним участком, сферической заглушкой и вкладышем; на фиг. 2 и 3 разрезы по А-А и Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 общий вид установки в сборе в интервале ремонтируемой обсадной трубы; на фиг. 5 устройство после установки в обсадной трубе; на фиг. 6 заглушка с ребрами; на фиг. 7 заглушка с канавками; на фиг. 8 заглушка переменного сечения.

Устройство состоит из корпуса с продольной-гофрированным 1 и цилиндрическим 2 участками, сферической заглушки 3, вкладыша 4, штифта 5, ребер заглушки 6, канавок 7, заглушки, донная часть которой увеличивается от периферии к оси устройства 8. Устройство 9 спускается на насосно-компрессорных трубах (НКТ) 10 в сборе с головкой 11 и гидравлическим узлом 12 установки типа "Дорн" к месту дефекта 13 обсадной трубы 14. В зависимости от требований к устройству и нагрузок, возникающих в процессе эксплуатации, заглушка 3 может иметь различные исполнения, то есть в ней может быть размещен сферический вкладыш 4 или выполнены ребра 6 или канавки 7, или комбинация этих элементов.

Устройство работает следующим образом. В цилиндрическую часть пластыря-моста вводится головка 11, которая собирается с гидравлическим узлом 12 на НКТ 10. Затем производится крепление заглушки с переменной толщиной 3, например, сваркой к цилиндрической части 2 пластыря.

Устройство 9 в сборе с гидравлическим узлом 12 спускается к месту дефекта 13 обсадной трубы 14. Установка устройства в скважине производится по известной технологии установки пластырей с помощью Дорна, то есть по НКТ 10 дается давление, которое приводит в действие механизм гидравлического узла 12. При этом производится протягивание головки 11 и расширение и прижатие цилиндрической 2 и гофрированной 1 части к стенкам обсадной трубы 14. После расширения корпуса устройства происходит перекрытие дефекта 13 обсадной трубы 14 и одновременно ее центрального канала.

Известно, что после установки устройства в скважине на него будут действовать высокие давления, то заглушка может быть усилена ребрами и сферическим вкладышем. В этом случае ковкий материал, например, алюминий, будет подвержен деформированию, а заглушка за счет более низкой разрушающей способности стали 10 или стали 20, из которой изготавливается и корпус и заглушка, усиленная ребрами жесткости, сохраняются целыми. Последняя обеспечивает герметичность перекрываемого центрального канала скважины.

В случае если после ремонта колонны необходимо перевести работы на горизонты, перекрытые устройством, то дно может быть выполнено с канавками. Канавки облегчат раскрытие заглушки при подаче более высокого давления. По канавкам она разрывается на остроугольные доли, которые вместе с разорванными частями сферического вкладыша из легкоразрушаемого материала прижимаются дорнирующей головкой к обсадной колонне, освобождая центральный канал для дальнейшей работы в скважине.

При необходимости внутренняя полость устройства может быть заполнена тампонажным материалом.

Предлагаемое устройство может быть использовано для выполнения различных технологических операций при строительстве и ремонте скважин. Оно может быть использовано как для перекрытия только проходного сечения обсаженной скважины, так и для одновременного перекрытия дефекта в стенке обсадной трубы и проходного сечения.

В сравнении с традиционно применяемыми тампонажными материалами предлагаемое устройство более надежно и долговечно.