Патент на изобретение №2315170

(54) СПОСОБ УСТАНОВКИ ПРОФИЛЬНОГО ПЕРЕКРЫВАТЕЛЯ В СКВАЖИНЕ

(57) Реферат:

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способам изоляции зон осложнений при бурении скважин и ремонте обсадных колонн. Способ включает последовательное герметичное соединение секций профильных труб между собой по профильной образующей при помощи замкового соединения, спуск в скважину с размещением в устойчивых породах верхнего и нижнего цилиндрических участков, оснащенных соответственно герметично установленными внутрь с возможностью отсоединения переводником с проходным каналом и башмаком, обратного клапана, выправление давлением и механическое расширение цилиндрических участков до прижатия к стенкам скважины. По наружным поверхностям цилиндрических участков устанавливают цилиндрические манжеты. Механическое расширение цилиндрических участков производят: верхнего за счет перемещения переводника, выполненного в виде дорнирующей головки с основным и дополнительным расширяющими конусами, ниже которых расположена кольцевая выборка для фиксации обжатием в верхнем цилиндрическом участке профильного перекрывателя, а нижнего – за счет перемещения вверх башмака, выполненного в виде дополнительной дорнирующей головки с основным и дополнительным расширяющими конусами, выше которых расположена кольцевая выборка для фиксации обжатием в нижнем цилиндрическом участке профильного перекрывателя. После механического расширения верхнего участка, но перед расширением нижнего участка, переводник опускают по профильному перекрывателю до захвата башмака для его перемещения вверх. Повышается надежность работы, снижаются затраты времени и средств. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способам изоляции зон осложнений при бурении скважин и ремонте обсадных колонн перекрывателями из профильных труб.

Известен способ установки профильных перекрывателей в скважине (патент РФ №907220, Е21В 33/12, опубл. Бюл. №7 от 23.02.82 г.), включающий спуск в скважину соединенных секций профильных труб, имеющих цилиндрические участки, выправление давлением профильной части, и механическое расширение цилиндрических участков до прижатия к стенкам скважины с помощью развальцевателей.

Недостатком способа является то, что не обеспечивается герметичность соединения после его расширения. Если учесть, что в устанавливаемом в скважине профильном перекрывателе значительное количество таких соединений, то снижается надежность работы всей системы.

Известен также способ установки профильного перекрывателя в скважине (стр.26-28, журнал «Нефтяное хозяйство», 1982 г., №4, стр.48), включающий соединение секций профильных труб между собой сваркой по профильной части перед спуском, спуск их в скважину таким образом, чтобы верхний и нижний концы перекрывателя, имеющие цилиндрические участки, находились в устойчивых породах, выправление давлением и механическое расширение цилиндрических участков до прижатия к стенкам скважины.

Недостатком этого способа является то, что проведение сварочных работ над устьем скважины во многих случаях недопустимо из-за высокой пожароопасности, а также то, что на сварное соединение каждого стыка затрачивается не менее трех часов времени.

Задачей заявляемого технического решения является повышение надежности работы и снижение затрат времени и средств при использовании профильных перекрывателей.

Поставленная задача решается описываемым способом, включающим последовательное герметичное соединение секций профильных труб между собой по профильной образующей и спуск в скважину таким образом, что размещают в устойчивых породах верхний и нижний цилиндрические концы профильного перекрывателя, оснащенные соответственно герметично установленными внутрь с возможностью отсоединения переводником с проходным каналом и башмаком, обратный клапан, выправление давлением и механическое расширение цилиндрических участков до прижатия к стенкам скважины.

Новым является то, что соединение секций профильных труб производят при помощи замкового соединения, а механическое расширение цилиндрических участков, по наружным поверхностям которых предварительно устанавливают эластичные манжеты, происходит: верхнего за счет перемещения переводника, выполненного в виде дорнирующей головки с основным и дополнительным расширяющими конусами, ниже которых расположена кольцевая выборка для фиксации обжатием в верхнем цилиндрическом конце профильного перекрывателя, а нижнего – за счет перемещения вверх башмака, выполненного в виде дополнительной дорнирующей головки с основным и дополнительным расширяющими конусами, выше которых расположена кольцевая выборка для фиксации обжатием в нижнем цилиндрическом конце профильного перекрывателя, причем после механического расширения верхнего цилиндрического конца, но перед механическим расширением нижнего цилиндрического конца, переводник опускают по профильному перекрывателю до захвата башмака для перемещения его вверх.

Новым является также и то, что для захвата башмака, предварительно сверху оснащенного ловильной головкой, переводник оснащают ловильным инструментом, расположенным снизу.

Новым является также то, что на сопрягающие поверхности замкового соединения перед соединением наносят герметизирующий состав.

На фиг.1 приведена схема профильного перекрывателя в транспортном положении.

На фиг.2 – схема выправления профильной части труб давлением и расширения пуансоном верхнего цилиндрического участка до прижатия к стенкам скважины.

На фиг.3 – конструктивная схема замкового соединения, выноска 1 по фиг.1.

На фиг.4 – конструктивная схема замкового соединения, выноска 1 по фиг.1 (вариант).

Предлагаемый способ осуществляют в следующей последовательности. Перед соединением секций профильных труб 1 (фиг.1) внутрь верхнего цилиндрического участка 2 устанавливают переводник 3 в виде дорнирующей головки с основным 4 и дополнительным 5 расширяющими конусами, ниже которых выполнена кольцевая выборка 6 для их герметичной фиксации путем наружного обжатия. Переводник 3 снабжен уплотнителем 7 и проходным каналом 8 с резьбами для соединения с колонной подъемных труб 9 и ловильным инструментом 10. На обжатый цилиндрический участок 2 снаружи наносят эластичный материал 11. Внутрь нижнего цилиндрического участка 12 устанавливают башмак 13 в виде дополнительной дорнирующей головки с основным 14 и дополнительным 15 расширяющими конусами, выше которых выполнена кольцевая выборка 16 для их герметичной фиксации путем наружного обжатия. Башмак снабжен уплотнителем 17 и проходным каналом 18 с резьбами для соединения с клапанным узлом 19 и ловильной головкой 20. На обжатый цилиндрический участок 12 снаружи наносят эластичный материал 21. Клапанный узел 19 может располагаться в колонне подъемных труб 9. В этом случае проходной канал 18 заглушают заглушкой (не показана). В переводнике 3 и башмаке 13 расстояния между расширяющими конусами 4, 5 и 14, 15 выбраны большими, чем длины расширяемых цилиндрических участков 2 и 12, а их диаметры – по возрастанию. В профильных концах труб 1 выполняют элементы замкового соединения 22 (фиг.3, 4) типа шип 23 и паз 24 с взаимно зацепляющими насечками 25 и 26, причем шип 23 выполнен с одного конца трубы, а паз 24 – с другого. Элементы замкового соединения могут изготавливаться отдельно на профильных патрубках (не показаны), которые затем приваривают к концам секций профильных труб 1 в цеховых условиях.

Устанавливают профильный перекрыватель в скважине 27 следующим способом. Нижнюю (первую) трубу устанавливают на специальный элеватор (не показан) и созданием осевой нагрузки вниз вводят в ее паз 24 (фиг.3, 4) шип 23 следующей (второй) профильной трубы до взаимного зацепления насечек 25 и 26 в каждом сопряжении и спускают их в скважину 27 (фиг.1), наращивая их таким образом до необходимой длины. На элементы замкового соединения (фиг.3, 4) можно наносить герметизирующий состав, припаивая или приклеевая их между собой. После присоединения верхней (последней) секции профильной трубы 1 (фиг.1) перекрыватель на колонне подъемных труб 9 доставляют до места установки в скважине 27. Создаваемым насосом (не показан) давлением жидкости выправляют профильную часть перекрывателя до прижатия к стенкам скважины 27 (фиг.2). После выключения насоса, прикладывая осевую нагрузку вниз от веса колонны подъемных труб 9 на верхний переводник 3 основным 4 и дополнительным 5 расширяющими конусами, расширяют верхний цилиндрический участок 2 с эластичным материалом 11 трубы 1 до герметичного прижатия к стенкам скважины 27, причем сначала участок 2 расширяют до промежуточного диаметра основным конусом 4, а затем – дополнительным 5. При дальнейшем движении вниз ловильным инструментом 10 переводника 3 захватывают ловильную головку 20 башмака 13 и осевой нагрузкой вверх аналогичным образом расширяют нижний цилиндрический участок 12, герметично прижимая его к стенкам скважины 27, и поднимают переводник 3 с ловильным инструментом 10 и башмак 13 с ловильной головкой 20 на поверхность.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет надежно и с небольшими затратами времени и средств устанавливать профильный перекрыватель в скважине. Соединение профильных труб между собой замковым соединением занимает несколько минут. Расширение двух небольших цилиндрических участков (не более диаметра скважины) несколькими расширяющими конусами, работающими последовательно и в условиях сжатия материала расширяемых участков, уменьшает осевые нагрузки почти в два раза, а наличие эластичного материала на этих участках обеспечивает герметичность сопряжения. Изготовление элементов замкового соединения на профильных патрубках с дальнейшим привариванием их к концам профильных труб в цеховых условиях упрощает и удешевляет производство. Надежность работы замкового соединения повышает припаивание, приклеевание его элементов друг к другу или нанесение на них герметизирующего состава. Кроме этого, переводник с ловильным инструментом и башмак с ловильной головкой можно использовать многократно.

Формула изобретения

1. Способ установки профильного перекрывателя в скважине, включающий последовательное герметичное соединение секций профильных труб между собой по профильной образующей и спуск в скважину таким образом, что размещают в устойчивых породах верхний и нижний цилиндрические участки профильного перекрывателя, оснащенные соответственно герметично установленными внутрь с возможностью отсоединения переводником с проходным каналом и башмаком, обратный клапан, выправляют давлением и механически расширяют цилиндрические участки до прижатия к стенкам скважины, отличающийся тем, что соединение секций профильных труб производят при помощи замкового соединения, а механическое расширение цилиндрических участков, по наружным поверхностям которых предварительно устанавливают эластичные манжеты, производят следующим образом: верхнего за счет перемещения переводника, выполненного в виде дорнирующей головки с основным и дополнительным расширяющими конусами, ниже которых расположена кольцевая выборка для фиксации обжатием в верхнем цилиндрическом конце профильного перекрывателя, а нижнего – за счет перемещения вверх башмака, выполненного в виде дополнительной дорнирующей головки с основным и дополнительным расширяющими конусами, выше которых расположена кольцевая выборка для фиксации обжатием в нижнем цилиндрическом участке профильного перекрывателя, причем после механического расширения верхнего цилиндрического участка, но перед механическим расширением нижнего цилиндрического участка переводник опускают по профильному перекрывателю до захвата башмака для его перемещения вверх.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для захвата башмака, предварительно сверху оснащенного ловильной головкой, переводник оснащают ловильным инструментом, расположенным снизу.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что на сопрягающие поверхности замкового соединения перед соединением наносят герметизирующий состав.

РИСУНКИ