EA016686B1 - Способ укрепления скважины или трубы при помощи накачиваемой камеры - Google Patents

Способ укрепления скважины или трубы при помощи накачиваемой камеры Download PDF

Info

Publication number
EA016686B1
EA016686B1 EA201000197A EA201000197A EA016686B1 EA 016686 B1 EA016686 B1 EA 016686B1 EA 201000197 A EA201000197 A EA 201000197A EA 201000197 A EA201000197 A EA 201000197A EA 016686 B1 EA016686 B1 EA 016686B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
pipe
chamber
pumped
well
expansion
Prior art date
Application number
EA201000197A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201000197A1 (ru
Inventor
Фредерик Никола
Йоанн Риу
Бенжамен Сальтель
Жан-Луи Сальтель
Original Assignee
Сальтель Индюстри
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сальтель Индюстри filed Critical Сальтель Индюстри
Publication of EA201000197A1 publication Critical patent/EA201000197A1/ru
Publication of EA016686B1 publication Critical patent/EA016686B1/ru

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/02Subsoil filtering
    • E21B43/10Setting of casings, screens, liners or the like in wells
    • E21B43/103Setting of casings, screens, liners or the like in wells of expandable casings, screens, liners, or the like
    • E21B43/105Expanding tools specially adapted therefor
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B29/00Cutting or destroying pipes, packers, plugs or wire lines, located in boreholes or wells, e.g. cutting of damaged pipes, of windows; Deforming of pipes in boreholes or wells; Reconditioning of well casings while in the ground
    • E21B29/10Reconditioning of well casings, e.g. straightening
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/12Packers; Plugs
    • E21B33/127Packers; Plugs with inflatable sleeve
    • E21B33/1277Packers; Plugs with inflatable sleeve characterised by the construction or fixation of the sleeve
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/02Subsoil filtering
    • E21B43/10Setting of casings, screens, liners or the like in wells
    • E21B43/103Setting of casings, screens, liners or the like in wells of expandable casings, screens, liners, or the like

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Pipe Accessories (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Abstract

Способ относится к укреплению скважины или трубы, согласно которому в укрепляемую скважину или трубы (С) вводят цилиндрическую трубу (1), после чего производят частичное или полное радиальное экспандирование трубы при помощи накачиваемой камеры (2) таким образом, чтобы стенка трубы прижалась к стенке скважины или трубы (С). В соответствии с изобретением это экспандирование производят, непрерывно перемещая предварительно накачанную камеру в осевом направлении внутри трубы (1) на расстояние, соответствующее длине расширяемой трубы или зоны этой трубы, подлежащей расширению. Изобретение может быть использовано в области водоснабжения или нефтедобычи.

Description

Изобретение относится к способу укрепления скважины или трубы, например обсадной, содержащей участок, предназначенный для обработки с целью его герметизации, например, для его ремонта и/или закупоривания.
В частности, но неограничительно, изобретение может быть использовано в области водоснабжения или нефтедобычи.
В дальнейшем в качестве примера рассмотрено использование изобретения в области водоснабжения.
Водозаборные скважины бурят в грунте, и, как правило, они содержат сплошную крепь или колонну обсадных труб, выполненную в виде состыкованных стальных цилиндрических труб относительно небольшой длины (например, от 6 до 12 м), соединенных между собой сваркой или завинчиванием.
Эта колонна обсадных труб после ее закрепления цементированием на естественной стенке скважины обеспечивает герметичность по всей высоте скважины для исключения любого загрязнения от различных слоев грунта.
С течением времени возникает необходимость в герметизации участка или всей стенки обсадной колонны, в частности при ухудшении ее состояния в результате преждевременного износа и/или коррозии или когда требуется закупорить водозаборные отверстия, в частности, когда они начинают пропускать нежелательные жидкости, которые могут проходить через стенку обсадной трубы и проникать внутрь скважины.
Для ремонта стенки обсадной трубы обычно имеющуюся стенку дублируют путем установки трубы с диаметром, меньшим диаметра существующей обсадной трубы, и цементируют путем нагнетания раствора в кольцевое пространство, образованное старой обсадной трубой и новой трубой. Недостатком этого способа является существенное уменьшение диаметра скважины, так как кольцевое пространство, необходимое для нормального цементирования, должно быть относительно большим, как правило, превышающим 30 мм. Кроме того, трудно обеспечить достаточную соосность двух труб на всем протяжении скважины, что может привести к плохому цементированию и к возможности загрязнения от различных слоев грунта.
Другие способы заключаются в установке в существующую обсадную трубу крепежной трубы немного меньшего диаметра и в радиальном экспандировании новой трубы таким образом, чтобы она прижалась к обрабатываемой стенке.
Как правило, это экспандирование производят при помощи оправки.
Для этого используют жесткую цилиндрическую оправку, например, из стали, содержащую концевой участок в виде усеченного конуса или оживальной формы (форма артиллерийского снаряда). Диаметр цилиндрической части соответствует внутреннему диаметру, который необходимо придать крепи.
Во время операции оправку непрерывно перемещают внутри трубы, образующей крепь, в осевом направлении от конца трубы толкающим усилием или осевым протягиванием.
Концевой участок в виде усеченного конуса или оживальной формы предназначен для постепенного радиального выдавливания стенки трубы и ее прижатия к внутренней поверхности обсадной трубы.
Чтобы уменьшить силу трения, возникающую во время этой операции, некоторые оправки выполняют вращающимися или оборудуют вращающимися валиками или роликами.
Недостатком этой технологии является то, что оправка имеет строго определенное и неизменное поперечное сечение, что создает проблемы во время прохождения через участки обсадной трубы, которые не имеют цилиндрического сечения строго соответствующего диаметра, в частности, через сужающиеся участки и/или участки с не круглым сечением, например в форме овала.
Чтобы решить эту проблему были разработаны оправки, внешняя поверхность которых оборудована набором смежных сегментов, которые в нормальном состоянии вписываются в цилиндрический кожух, но которые являются подвижными независимо друг от друга, чтобы как можно точнее следовать реальному профилю обсадной трубы во время продвижения оправки.
Оправка такого типа описана, например, в документе И8 6688397.
Однако такой инструмент является относительно сложным и непрочным. Кроме того, при его расширении между различными сегментами образуются зазоры, и они не входят в контакт с расширяемой стенкой, поэтому получаемое конечное сечение имеет относительно неравномерную форму.
Были также предложены способы экспандирования посредством гидравлической деформации с использованием накачиваемой камеры с гибкой эластичной оболочкой из резины или из эластомерного материала, радиальное расширение которой производят путем закачки в камеру текучей среды под давлением, в частности жидкости под высоким давлением.
В качестве известных технических решений такого типа можно указать документ от 30 июня 2000 г., опубликованный австралийской компанией ΙΡΙ (1пПа1аЫе Раскега 1п1егпа1юпа1 Р1у Ыб.) под названием 811т-1те К.е-1штд, или документ ЕР 1657365 А.
Согласно этим технологиям в укрепляемую скважину или колодец вводят трубу большой длины, образованную предварительно соединенными встык участками трубы, после чего осуществляют радиальное экспандирование трубы по всей ее длине таким образом, чтобы ее стенка прижалась к стенке скважины или колодца. Это экспандирование производят путем последовательных перемещений вдоль
- 1 016686 трубы накачиваемой камеры, и в каждом положении осуществляют операцию прижатия путем накачивания камеры, затем ее спускают, чтобы переместить в положение, смежное с предыдущим, и так далее вдоль всей трубы.
Такой способ является очень дорогим, если необходимо экспандирование по большой длине, так как его применение требует больших затрат времени с учетом продолжительности каждой последовательной фазы накачивания/откачивания.
Кроме того, происходит существенный износ самого инструмента экспандирования по причине сильных механических напряжений, действующих на него на каждом этапе, следовательно, этот инструмент необходимо периодически менять, так как срок его службы является относительно недолгим.
Например, максимальное число операций расширения такого инструмента с накачиваемой камерой, как правило, не превышает пятидесяти.
В этих условиях, если, например, необходимо укрепить скважины длиной 1000 м с шагом 0,5 м, необходимо произвести 2000 последовательных операций накачивания/откачивания, что требует применения около сорока разных инструментов.
Задачей изобретения является устранение вышеуказанных недостатков за счет разработки способа, позволяющего быстро и экономично укреплять большую зону обсадной колонны.
Изобретение можно применять не только для описанной выше обсадной колонны, но также для любой пробуренной в грунте скважины или для любой трубы, заглубленной в землю или нет, поэтому в дальнейшем описании и в прилагаемой формуле изобретения рассматривается крепление скважины или трубы, причем последняя может быть обсадной колонной необсаженной скважины или любым другим каналом, вертикальным, горизонтальным или наклонным, прямолинейным или криволинейным.
В связи с этим объектом настоящего изобретения является способ укрепления скважины или трубы, например обсадной колонны, при помощи накачиваемой камеры, при этом обработку, в частности ремонт и/или закупоривание, производят для всей скважины или трубы либо только для определенных участков.
Как известно, в укрепляемую скважину или трубу вводят цилиндрическую трубу (в случае необходимости образованную предварительно соединенными встык участками), после чего производят радиальное экспандирование цилиндрической трубы при помощи накачиваемой камеры таким образом, чтобы стенка цилиндрической трубы прижалась к стенке укрепляемой скважины или трубы.
Согласно изобретению такое экспандирование производят не пошагово, а путем непрерывного перемещения предварительно накачанной камеры в осевом направлении внутри расширяемой трубы по всей ее длине.
Понятно, что благодаря такой технологии необходимое для крепления время и износ, которому подвергается камера, значительно сокращаются, так как нет больше повторяющихся фаз накачивания/откачивания камеры; поэтому можно использовать только один инструмент или ограниченное их количество.
Кроме того, деформируемость оболочки, образующей камеру, и текучесть гидравлической жидкости, используемой для ее накачивания, приводят к тому, что поперечное сечение камеры в отличие от подвижной оправки не является неизменным. Оно может постоянно адаптироваться к реальному профилю укрепляемой скважины или трубы, поэтому крепь может прилегать к частям суженного, расширенного и/или не идеально круглого сечения (в частности, овального).
Кроме того, согласно дополнительным и неограничивающим отличительным признакам настоящего изобретения перед тем, как произвести экспандирование, накачиваемую камеру в спущенном состоянии располагают внутри трубы напротив концевого участка предназначенной для экспандирования трубы, после чего ее накачивают таким образом, чтобы обеспечить радиальное экспандирование этого концевого участка, затем камеру в накачанном состоянии непрерывно перемещают в осевом направлении к противоположному концу указанной трубы;
производят экспандирование только определенных зон трубы, разделенных нерасширяемыми зонами, через которые пропускают камеру в спущенном состоянии;
используют накачиваемую камеру, армированную нитями с переменной намоткой, что придает ей в накачанном состоянии заранее определенные и калиброванные форму и размеры;
используют накачиваемую камеру с защитным экраном, состоящим из гибких смежных пластинок; накачиваемую камеру перемещают в трубе путем протягивания посредством стержня;
накачиваемую камеру перемещают в трубе толкающим усилием под действием текучей среды под давлением.
Другие особенности и преимущества настоящего изобретения будут более понятны из нижеследующего описания со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг. 1 показана укрепляемая скважина или труба, вид в осевом разрезе;
на фиг. 2-6 схематично показаны различные этапы осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением для укрепления скважины или трубы, показанной на фиг. 1;
на фиг. 7 А, аналогичной фиг. 1, показана укрепляемая скважина или труба с зоной увеличенного
- 2 016686 сечения, вид в осевом разрезе;
на фиг. 7В показана операция укрепления скважины или трубы, показанной на фиг. 7А;
на фиг. 8А показана крепь, содержащая расширенные участки, чередующиеся с нерасширенными участками;
на фиг. 8В показана операция, позволяющая получить крепление, показанное на фиг. 8А;
на фиг. 9 и 10 показана скважина или труба с не строго круглым поперечным сечением до и после укрепления соответственно, вид в поперечном разрезе;
на фиг. 11 и 12 схематично изображен инструмент для гидравлического крепления с накачиваемой камерой с калиброванными зоной и степенью расширения до и после расширения соответственно;
на фиг. 13 и 14 показан инструмент гидравлического крепления с накачиваемой камерой, оборудованной защитным экраном, до и после расширения соответственно, вид в перспективе.
На фиг. 1 показана пробуренная в грунте 8 водозаборная скважина с вертикальной осью.
Ее стенка С круглого или приблизительно круглого сечения является необработанной или представляет собой, например, поврежденную трубу (или обсадную колонну), которую необходимо герметизировать путем установки внутри нее крепи.
Для облегчения понимания чертежей их масштаб был существенно увеличен в радиальном направлении канала (перпендикулярно к оси бурения) по сравнению с масштабом в осевом направлении.
В качестве примера рассмотрена скважина или труба длиной порядка 1000 м и диаметром 160 мм.
Для укрепления стенки С используют металлическую трубу, например, из стали, которая является пластичной и может противостоять коррозии в действующей на нее среде. Наружный диаметр этой трубы, обозначенной на фиг. 2 позицией 1, например, равный 145 мм, немного меньше диаметра стенки С. Толщина стенки трубы 1 составляет, например, 4 мм, а ее длина соответствует длине укрепляемой стенки и составляет, например, 50 м.
Предпочтительно эту трубу собирают от поверхности 8 путем герметичного соединения встык участков трубы, например, посредством сварки, затем по мере сборки трубу постепенно заглубляют в скважину или трубу при помощи хорошо известной технологии (например, описанной в документе И8 2167338).
Эту трубу 1 подвергают гидравлической деформации при помощи расширительного инструмента в виде накачиваемой камеры, обозначенной на фиг. 3-6 позицией 2.
Такую камеру с гибкой и эластичной оболочкой выполняют с возможностью введения внутрь трубы в спущенном состоянии и позиционирования в заданной зоне трубы, которую необходимо расширить.
Оболочку устанавливают на концевых наконечниках 3 а и 3Ь.
Один из этих наконечников 3а, находящийся со стороны забоя скважины, называют дальним, а другой наконечник 3Ь, обращенный к поверхности земли, называют ближним.
В камеру закачивают жидкость под высоким давлением, которая расширяет оболочку в радиальном направлении таким образом, чтобы она прижалась к стенке трубы и заставила ее тоже расшириться в радиальном направлении и тесно прижаться на определенной длине к стенке С.
Такой тип инструмента обычно называют гидравлическим пакером.
Инструмент связан с поверхностью стержнем 4, обеспечивающим манипулирование инструментом и его нормальное позиционирование, а также со средствами управления, обеспечивающими накачивание и откачивание. Для этого в указанный стержень 4 может быть встроен канал подачи и удаления накачивающей жидкости.
Согласно изобретению сначала в скважину или колодец С в осевом направлении вводят трубу 1 соответствующей длины и располагают ее напротив предназначенной для укрепления зоны. Для этого используют известные средства (не показаны) установки, центровки и осевого стопорения трубы.
Как показано на фиг. 3, камеру 2 в спущенном состоянии опускают в трубу 1 (стрелка 1 на фиг. 3).
Как только она оказывается напротив дальнего (нижнего) концевого участка трубы 1 в положении, показанном пунктирной линией и обозначенном позицией 2' на фиг. 3, ее накачивают.
Таким образом, как показано на фиг. 4, этот участок расширяется в радиальном направлении, преодолевая предел упругости материала трубы 1 (в зоне пластической деформации), и ее стенка 10 плотно и необратимо прижимается к внутренней стенке скважины или трубы С, обеспечивая крепление трубы 1 на этом уровне.
Это приводит к креплению дальнего концевого участка трубы 1, который совместно с действием вышеупомянутых средств стопорения обеспечивает удовлетворительное удержание трубы в продольном направлении.
После осуществления этого локального экспандирования камеру 2 сохраняют в накачанном состоянии и перемещают в осевом направлении по всей длине предназначенной для крепления зоны.
В примере, показанном на фиг. 1-6, производят экспандирование всей трубы 1.
Для этого осуществляют вытягивание стержня 4 (от поверхности 8) в направлении, показанном стрелкой Е на фиг. 5, для непрерывного перемещения инструмента 2 снизу вверх. Это движение инструмента приводит к постепенному выдавливанию стенки 11 трубы в радиальном направлении и к ее тесному прижатию (как и концевого участка) к внутренней поверхности скважины или трубы С.
- 3 016686
Накачиваемая камера обеспечивает это экспандирование аналогично жесткой оправке, как только давление гидравлической жидкости, заполняющей камеру, становится достаточным, чтобы обеспечить текучесть материала трубы 1 и его деформацию при усилии, превышающем предел упругости.
Вместе с тем в отличие от жесткой оправки гибкая эластичная оболочка накачанной камеры может слегка деформироваться во время операции, чтобы следовать возможным неровностям профиля канала С.
После того как инструмент 2 пройдет по всей длине укрепляемой зоны, как показано на фиг. 6, его можно извлечь (в случае необходимости, после откачивания жидкости).
Операция завершена, при этом не производилось последовательных фаз накачивания/спускания камеры, что и соответствует поставленной цели.
На фиг. 7А показан профиль канала С переменного сечения, содержащего зону Ζ, диаметр Ό2 которой слегка превышает диаметр Ό1 остальной части канала.
Этот канал необходимо укрепить по длине Ь, включая эту расширенную зону Ζ.
Благодаря способу в соответствии с настоящим изобретением, как можно легко понять из простого рассмотрения фиг. 7В, такое крепление можно осуществить достаточно просто.
Для этого, как и в предыдущем случае, начинают с позиционирования трубы 1 напротив предназначенной для укрепления части и камеру 2 (в спущенном состоянии) опускают в осевом направлении в трубу 1, чтобы она оказалась напротив нижнего (или дальнего) концевого участка трубы.
После этого камеру накачивают, подавая в нее жидкость под высоким давлением, достаточным для радиального экспандирования трубы 1 с преодолением ее предела упругости, чтобы плотно прижать ее к стенке канала С.
В этом накачанном состоянии наружный диаметр инструмента равен 01.
Этот этап соответствует положению камеры, показанному пунктирной линией и обозначенному позицией 2' на фиг. 7В. Таким образом формируют зону крепления основания трубы. Как и в предыдущем случае, показанном на фиг. 4, накачанную камеру перемещают снизу вверх с усилием Б при помощи стержня 4, обеспечивая постепенное крепление участка канала С, находящегося под зоной Ζ.
Когда инструмент доходит до уровня этой зоны, он естественно и автоматически расширяется под действием внутреннего давления жидкости накачивания до диаметра 02>01, что приводит к креплению расширенной зоны Ζ.
Когда эта зона оказывается закрепленной, после прохождения сужения сечения канала, через который протягивают инструмент, он восстанавливает свой диаметр 01, что обеспечивает крепление участка, который находится над зоной Ζ.
Как будет показано далее со ссылками на фиг. 8А и 8В, канал С можно укреплять, расширяя только некоторые участки трубы.
Действительно, в некоторых случаях предпочтительно сохранять первоначальный диаметр определенных участков трубы с возможностью, в случае необходимости, их последующего экспандирования в зависимости от потребностей и условий эксплуатации скважины или трубы.
Так, на фиг. 8А в качестве примера показано крепление при помощи трубы 6, три участка которой, обозначенные позициями 61а, 61Ь и 61с (снизу вверх), были расширены радиально и прижаты к стенке канала С, тогда как промежуточные участки 60а и 60Ь не были расширены.
Для этого, как можно легко понять из фиг. 8В, операцию начинают с экспандирования дальнего нижнего участка 61а, действуя так, как было указано выше. После этого камеру 2 спускают, чтобы она, перемещаясь снизу вверх, прошла участок 60а, для которого необходимо сохранить первоначальный диаметр. Затем камеру опять накачивают для экспандирования участка 61Ь и т.д.
На фиг. 8В показано экспандирование нижней части участка 61Ь в результате этого накачивания. Продолжение экспандирования этого участка происходит при перемещении накачанной камеры снизу вверх, пока она не дойдет до входа в участок 60Ь, после чего ее спускают.
На фиг. 9 показан канал С, сечение которого не является строго круговым. Его форма в некоторых зонах имеет некоторую овальность и отходит от круговой огибающей, показанной пунктирной линией.
Вместе с тем, несмотря на это обстоятельство, поскольку камера действует внутренним давлением на всю стенку трубы 1, что показано радиальными стрелками на фиг. 10, это заставляет стенку прижиматься к стенке канала по всему его сечению, образуя крепь 12, идеально соответствующую этому сечению.
Таким образом, по мере постепенного осевого перемещения накачанной камеры в расширяемой трубе эта камера автоматически адаптируется к сечению последней, которое может быть переменным, причем, естественно, в определенных пределах, совместимых со способностью к деформации инструмента и со значением действующего на него внутреннего давления.
Предпочтительно степень расширения инструмента можно калибровать и придавать ему заранее определенную форму в накачанном состоянии.
Этого результата можно добиться относительно просто, выполнив накачиваемую оболочку армированной нитями в виде сетки (например, углеродными нитями или волокнами), предпочтительно погру
- 4 016686 женными в толщу ее стенки.
Такое выполнение инструмента показано на фиг. 11 и 12, на которых армированный нитями инструмент обозначен позицией 5.
Армирующая сетка состоит, например, из двух пересекающихся слоев нитей, намотанных по спирали в противоположных направлениях. Каждый слой состоит из множества смежных нитей 7, которые соединяют оба наконечника 3 а и 3Ь инструмента.
Во время накачивания угол α между касательной к нити и осевым направлением постепенно увеличивается за счет увеличения диаметра намотки и относительного сближения концевых наконечников 3 а и 3Ь (наподобие винтовой пружины, витки которой сближаются).
Известно, что при отсутствии осевого растягивающего усилия, когда указанный угол α достигает значения 54,7°, наблюдается автоблокировка сети нитей, и радиальное расширение прекращается.
На фиг. 12 показана накачанная камера в той форме, которую ей необходимо придать при накачивании до максимального давления.
В этом состоянии она содержит главную часть 50 цилиндрической формы с осевой длиной Н, сопрягающуюся с дальним наконечником 3а через участок 52 в виде усеченного конуса высотой Н2 и с ближним наконечником 3Ь через участок 51 в виде усеченного конуса высотой Н1, при этом Н>Н1>Н2.
Для обеспечения такого соотношения армирующие нити наматывают по спирали с переменным шагом.
На фиг. 11 показан инструмент в спущенном состоянии, который является, по существу, цилиндрическим по всей своей длине.
Как показано на фиг. 11, угол α, образованный участком нити левой намотки 7а или правой намотки 7Ь по отношению к продольной оси инструмента 5, является относительно небольшим в центральной части, которая соответствует цилиндрической части 50 накачанной оболочки.
На уровне наконечников 3а и 3Ь угол, образованный этими участками нити 7а и 7Ь, увеличен и составляет, например, приблизительно от 25 до 45°.
В зонах сопряжения, которые соответствуют коническим участкам 51 и 52 накачанной оболочки, угол, образованный участками нити 7'а и 7'Ь, является промежуточным.
Этот угол постепенно уменьшается от каждого наконечника до центральной зоны. Это позволяет получить накачанную камеру, имеющую форму, аналогичную показанной на фиг. 12.
Естественно, угол α намотки нитей выбирают таким образом, чтобы диаметр накачанной камеры был равен и предпочтительно слегка превышал диаметр конечной крепи, которую необходимо получить.
Поскольку степень расширения инструмента является ограниченной, снижается риск воздействия на стенку трубы чрезмерным давлением, которое могло бы привести к текучести стенки и к уменьшению ее толщины.
Конусность части 51 способствует постепенному экспандированию трубы в ходе операции, как это делается при помощи классической жесткой оправки. Эта конусность сохраняется постоянной, как только инструмент накачивают до достаточного давления.
Конусность части 52 обеспечивает плавное сопряжение цилиндрической части 50 с наконечником 3а.
Меняя углы намотки, можно получать необходимые формы накачанной камеры: часть 51 может иметь, например, овальную форму вместо конической, а часть 50 - выпуклую (в виде бочонка) вместо цилиндрической.
Следует отметить, что эта технология калибровки степени расширения накачиваемой камеры при помощи армирующих нитей сама по себе известна (см., например, ΌΕ 1086500).
Естественно, материал эластичной оболочки выбирают таким образом, чтобы он мог выдерживать высокие механические напряжения в ходе операции, в частности, на уровне ее ближней зоны (участок 51 на фиг. 12), которая выдавливает стенку трубы наружу.
В противном случае может произойти повреждение и/или преждевременный износ оболочки.
Кроме того, предпочтительно этот материал характеризуется небольшим коэффициентом трения, что позволяет ему легко скользить по внутренней стороне трубы. Предпочтительно эту способность к скольжению можно улучшить путем нанесения смазки на наружную поверхность оболочки, в частности, в этой ближней зоне.
Эту зону и даже всю оболочку можно также покрыть слоем соответствующего антифрикционного материала.
В варианте выполнения, показанном на фиг. 13 и 14, инструмент, обозначенный позицией 8, снабжен экраном 9, функцией которого является как раз облегчение скольжения инструмента с одновременной защитой накачиваемой оболочки от механических воздействий, в частности от истирания в результате трения.
В своем основании (со стороны инструмента) ближний наконечник 3Ь имеет кольцо 80, на котором устанавливают этот экран 9.
Экран 9 состоит из набора гибких (полужестких) и упругих пластинок 90, которые крепятся к коль
- 5 016686 цу 80 верхними краями. Их располагают рядом друг с другом с небольшим перекрытием на уровне краев наподобие кровельной черепицы.
Пластинки 90 закрывают ближнюю зону инструмента, в которой действуют повышенные напряжения, необходимые для экспандирования трубы.
Благодаря своей упругости, когда давление в инструменте снижают, пластинки прижимаются к оболочке, и степень перекрытия их краев становится максимальной.
Когда камеру накачивают, они раскрываются наподобие лепестков расцветающего цветка, при этом их центральная зона соответствует кольцу 80, и они остаются прижатыми к оболочке, а степень перекрытия их краев оказывается минимальной и даже ничтожной.
Эти пластинки выполняют из гибкого механически прочного материала повышенной твердости с небольшим коэффициентом трения, например из металла или синтетического материала. Их наружная сторона является гладкой.
Разумеется, накачанный инструмент можно перемещать не только усилием протягивания, но и толкающим усилием. Это толкающее усилие можно получить, используя давление текучей среды, в частности гидравлической текучей среды, с одной стороны предварительно накачанной камеры.
Труба, которую расширяют для крепления скважины, не обязательно должна иметь сплошную стенку. Она может быть частично или полностью перфорирована в некоторых зонах, например, для выполнения крепи, выполняющей роль фильтра. Крепь такого типа, которую выполняют при помощи жесткой оправки, известна, например, из документа И8 5366012.
Укрепляемая скважина или труба не обязательно должны быть вертикальными. Изобретение можно применять также в наклонных или горизонтальных скважинах и/или для скважин, не имеющих прямолинейную конфигурацию, в частности полностью или частично криволинейных.

Claims (7)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Способ укрепления скважины или трубы посредством накачиваемой камеры (2), включающий введение металлической цилиндрической трубы (1; 6) в укрепляемую скважину или трубу, центровку и осевое стопорение указанной трубы, радиальное экспандирование трубы при помощи накачиваемой камеры (2; 5; 8) так, чтобы стенка цилиндрической трубы прижалась к стенке скважины или трубы (С), непрерывное перемещение предварительно накачанной камеры в осевом направлении во внутренней полости трубы (1) на расстояние, соответствующее длине расширяемой трубы или ее зоны, подлежащей экспандированию, обеспечивая плотное и необратимое прижатие указанной металлической трубы к внутренней стенке скважины.
  2. 2. Способ по п.1, дополнительно включающий расположение накачиваемой камеры (2; 5; 8) в спущенном состоянии внутри трубы (1; 6) напротив концевого участка предназначенной для экспандирования трубы, накачивание накачиваемой камеры так, чтобы обеспечить радиальное экспандирование этого концевого участка, непрерывное перемещение камеры в накачанном состоянии в осевом направлении в сторону противоположного конца расширяемой трубы.
  3. 3. Способ по п.1 или 2, согласно которому только определенные зоны (61а, 61Ь, 61с) трубы, разделенные не расширяемыми (60а, 60Ь) зонами, подлежат радиальному экспандированию.
  4. 4. Способ по любому из пп.1-3, согласно которому используют накачиваемую камеру (5), армированную нитями (7) с переменной намоткой, что придает ей в накачанном состоянии заранее определенные и калиброванные форму и размеры.
  5. 5. Способ по любому из пп.1-4, согласно которому используют накачиваемую камеру (8) с защитным экраном (9), состоящим из гибких смежных пластинок (90).
  6. 6. Способ по любому из пп.1-5, согласно которому накачиваемую камеру (2; 5; 8) перемещают в трубе (1; 6) путем протягивания посредством стержня (4).
  7. 7. Способ по любому из пп.1-5, согласно которому накачиваемую камеру перемещают в трубе (1; 6) в осевом направлении толкающим усилием под действием текучей среды под давлением.
EA201000197A 2007-07-12 2008-07-08 Способ укрепления скважины или трубы при помощи накачиваемой камеры EA016686B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0705060A FR2918700B1 (fr) 2007-07-12 2007-07-12 Procede de chemisage d'un puits ou d'une canalisation au moyen d'une vessie gonflable.
PCT/EP2008/058873 WO2009007379A2 (fr) 2007-07-12 2008-07-08 Procédé de chemisage d'un puits ou d'une canalisation au moyen d'une vessie gonflable

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201000197A1 EA201000197A1 (ru) 2010-08-30
EA016686B1 true EA016686B1 (ru) 2012-06-29

Family

ID=39156413

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201000197A EA016686B1 (ru) 2007-07-12 2008-07-08 Способ укрепления скважины или трубы при помощи накачиваемой камеры

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20100193124A1 (ru)
CN (1) CN101778994B (ru)
EA (1) EA016686B1 (ru)
FR (1) FR2918700B1 (ru)
NO (1) NO20100180L (ru)
WO (1) WO2009007379A2 (ru)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA200970961A1 (ru) * 2007-04-20 2010-04-30 Сальтель Индустри Способ обсаживания посредством множества расширенных участков с использованием по меньшей мере одной надувной камеры
FR2937076B1 (fr) * 2010-01-07 2011-03-11 Saltel Ind Procede de reparation d'une suspension de colonne perdue, dispositif et ebauche pour sa mise en oeuvre
US8826974B2 (en) * 2011-08-23 2014-09-09 Baker Hughes Incorporated Integrated continuous liner expansion method
FR2997440B1 (fr) * 2012-10-26 2014-11-28 Saltel Ind Procede et dispositif de chemisage d'un puits par hydroformage
WO2016097307A1 (en) * 2014-12-18 2016-06-23 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method and system for drilling a sidetrack of a wellbore
FR3046213B1 (fr) * 2015-12-23 2018-08-17 Saltel Industries Procede de fabrication d'une conduite et d’une structure tubulaire chemisees mecaniquement
EP3255240A1 (en) * 2016-06-10 2017-12-13 Welltec A/S Downhole straddle system
MX2020000736A (es) * 2017-07-19 2020-08-17 Tbs Mining Solutions Pty Ltd Metodo y aparato para evitar que fragmentos de roca ingresen o colapsen dentro de un barreno.
CA2982652A1 (en) * 2017-10-17 2019-04-17 Michael Roppelt Semi-permeable expanding sleeve system for borehole pipe spreading configurations and method of spreading pipes in a borehole
EP3299575A3 (en) * 2018-01-31 2018-09-05 Welltec A/S Downhole completion system and method
US11156052B2 (en) * 2019-12-30 2021-10-26 Saudi Arabian Oil Company Wellbore tool assembly to open collapsed tubing
CN111923566A (zh) * 2020-09-16 2020-11-13 东莞市德派精密机械有限公司 一种方形内壁贴膜构造
CN112228041A (zh) * 2020-11-23 2021-01-15 西南石油大学 一种油井小段流量测量工具
US12054999B2 (en) 2021-03-01 2024-08-06 Saudi Arabian Oil Company Maintaining and inspecting a wellbore
US11448026B1 (en) 2021-05-03 2022-09-20 Saudi Arabian Oil Company Cable head for a wireline tool
US11859815B2 (en) 2021-05-18 2024-01-02 Saudi Arabian Oil Company Flare control at well sites
US11905791B2 (en) 2021-08-18 2024-02-20 Saudi Arabian Oil Company Float valve for drilling and workover operations
US11913298B2 (en) 2021-10-25 2024-02-27 Saudi Arabian Oil Company Downhole milling system
CN115822603B (zh) * 2022-12-26 2024-02-27 山东科技大学 一种深部煤巷用具有卸压功能的加固装置及其方法
CN116989208B (zh) * 2023-09-20 2023-12-29 黑龙江豪利斯能源发展集团股份有限公司 一种套管补贴装置及其使用方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997006346A1 (fr) * 1995-08-04 1997-02-20 Drillflex Manchon tubulaire gonflable pour tuber ou obturer un puits ou une canalisation
WO2004097170A1 (en) * 2003-04-25 2004-11-11 Shell International Research Maatschappij B.V. Expander system for stepwise expansion of a tubular element
US20050133225A1 (en) * 1999-09-06 2005-06-23 E2 Tech Limited Apparatus for and method of anchoring a first conduit to a second conduit

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2167338A (en) * 1937-07-26 1939-07-25 U C Murcell Inc Welding and setting well casing
US5368809B1 (en) * 1986-03-31 1997-10-21 Nu Pipe Inc Method of installing a new pipe inside an existing conduit by progressive rounding
US4768590A (en) * 1986-07-29 1988-09-06 Tam International, Inc. Inflatable well packer
MY108830A (en) * 1992-06-09 1996-11-30 Shell Int Research Method of completing an uncased section of a borehole
MY108743A (en) * 1992-06-09 1996-11-30 Shell Int Research Method of greating a wellbore in an underground formation
US5417289A (en) * 1993-12-30 1995-05-23 Carisella; James V. Inflatable packer device including limited initial travel means and method
EP0952305A1 (en) * 1998-04-23 1999-10-27 Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. Deformable tube
US7275602B2 (en) * 1999-12-22 2007-10-02 Weatherford/Lamb, Inc. Methods for expanding tubular strings and isolating subterranean zones
US6478091B1 (en) * 2000-05-04 2002-11-12 Halliburton Energy Services, Inc. Expandable liner and associated methods of regulating fluid flow in a well
CA2446198A1 (en) * 2000-05-16 2001-11-22 Sord Technologies Limited Apparatus for and method of lining passageways
US6688397B2 (en) * 2001-12-17 2004-02-10 Schlumberger Technology Corporation Technique for expanding tubular structures
WO2005056979A1 (en) * 2003-12-08 2005-06-23 Baker Hughes Incorporated Cased hole perforating alternative
US7533731B2 (en) * 2006-05-23 2009-05-19 Schlumberger Technology Corporation Casing apparatus and method for casing or repairing a well, borehole, or conduit
EA200970961A1 (ru) * 2007-04-20 2010-04-30 Сальтель Индустри Способ обсаживания посредством множества расширенных участков с использованием по меньшей мере одной надувной камеры

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997006346A1 (fr) * 1995-08-04 1997-02-20 Drillflex Manchon tubulaire gonflable pour tuber ou obturer un puits ou une canalisation
US20050133225A1 (en) * 1999-09-06 2005-06-23 E2 Tech Limited Apparatus for and method of anchoring a first conduit to a second conduit
WO2004097170A1 (en) * 2003-04-25 2004-11-11 Shell International Research Maatschappij B.V. Expander system for stepwise expansion of a tubular element

Also Published As

Publication number Publication date
US20100193124A1 (en) 2010-08-05
WO2009007379A3 (fr) 2009-05-07
FR2918700B1 (fr) 2009-10-16
NO20100180L (no) 2010-02-04
FR2918700A1 (fr) 2009-01-16
CN101778994B (zh) 2013-03-27
EA201000197A1 (ru) 2010-08-30
WO2009007379A2 (fr) 2009-01-15
CN101778994A (zh) 2010-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA016686B1 (ru) Способ укрепления скважины или трубы при помощи накачиваемой камеры
CA2669312C (en) Method of radially expanding a tubular element
CA2356194C (en) Procedures and equipment for profiling and jointing of pipes
EP1485567B1 (en) Mono-diameter wellbore casing
US8316932B2 (en) Wellbore system
CA2702870C (en) Method of radially expanding a tubular element
US8056641B2 (en) Method of radially expanding a tubular element in a wellbore provided with a control line
NO334722B1 (no) Fremgangsmåte for fôring av en boret boring
US20110259609A1 (en) Expanding a tubular element in a wellbore
EA014929B1 (ru) Способ радиального расширения трубчатого элемента
MXPA02002419A (es) Tuberia expansible dentro de una perforacion.
GB2419148A (en) Methods and apparatus for manufacturing of expandable tubular
AU2008334610B2 (en) Method of expanding a tubular element in a wellbore
US20200149375A1 (en) Expandable Liner Hanger
US8430177B2 (en) Method of expanding a tubular element in a wellbore
GB2403971A (en) Mono - diameter wellbore casing

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU