EA043798B1

EA043798B1 - TOOL FOR PUNCHING AND INJECTION FOR WELL CASING AND METHOD OF ITS APPLICATION

Info

Publication number: EA043798B1
Application number: EA202192844
Authority: EA
Inventors: Эрик Керст Корнелиссен; Ирис Корнелиссен; Роббе Ибн Олиукс; Морсел Сам Герард Ван
Original assignee: Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В.
Priority date: 2019-05-15
Filing date: 2020-05-12
Publication date: 2023-06-26

Description

Область техникиField of technology

Настоящее изобретение относится к скважинному инструменту для пробивки отверстия в стенке обсадной колонны и закачки герметика из внутреннего пространства обсадной колонны в кольцевое пространство вокруг обсадной колонны. Изобретение также относится к способу закачки герметика в кольцевое пространство вокруг обсадной колонны в стволе скважины.The present invention relates to a downhole tool for punching a hole in a casing wall and pumping sealant from the interior of the casing into the annulus around the casing. The invention also relates to a method of injecting sealant into an annular space around a casing string in a wellbore.

Уровень техникиState of the art

При бурении и строительстве стволов скважин в земле обычная практика заключается в установке обсадных колонн. Обычно обсадную колонну цементируют в стволе скважины путем заполнения кольцевого пространства вокруг обсадной колонны цементом. Со временем микрокольца или трещины могут образовываться в теле цемента в кольцевом пространстве или рядом с ним, что может вызвать нежелательные утечки в цементе. Утечки также могут быть результатом плохого смещения или усадки.When drilling and constructing boreholes in the ground, a common practice is to install casing strings. Typically, the casing is cemented into the wellbore by filling the annular space around the casing with cement. Over time, microrings or cracks can form in the cement body in or near the annulus, which can cause unwanted leaks in the cement. Leaks can also be the result of poor alignment or shrinkage.

Патент США 2381929 описывает инструмент для герметизации пространства между стенкой ствола скважины и ее обсадной колонной. Указанный инструмент выполнен с возможностью перфорации обсадной колонны, а также для закачки герметизирующего материала (такого как обычный цемент или другой гидратирующий материал) в пространство между стенкой ствола скважины и обсадной колонной через перфорацию или перфорации, образованные в ней. В инструменте используется пробойник, который продавливается через обсадную колонну.US Patent 2,381,929 describes a tool for sealing the space between the wall of a wellbore and its casing. The tool is configured to perforate the casing and also to inject a sealing material (such as conventional cement or other hydrating material) into the space between the wellbore wall and the casing through the perforation or perforations formed therein. The tool uses a punch that is forced through the casing.

После закачки герметизирующего материала через указанную перфорацию пробойник втягивается обратно в перфорацию обсадной колонны. Указанный пробойник удерживается на месте с помощью винта, изготовленного с относительно небольшим сечением, который предназначен для разрушения при растягивающем напряжении, меньшем, чем требуется для извлечения пробойника из обсадной колонны. Соответственно, когда прикладывают силу, чтобы вернуть средство перфорации и закачки в его нормальное положение, винт сломается, оставляя пробойник зажатым в обсадной колонне.After the sealing material is pumped through said perforation, the punch is pulled back into the casing perforation. The punch is held in place by a relatively small cross-section screw that is designed to fail at a tensile stress less than that required to remove the punch from the casing. Accordingly, when force is applied to return the perforating and injection means to its normal position, the screw will break, leaving the punch jammed in the casing.

Инструмент по патенту США 2381929 страдает рядом недостатков. Во-первых, инструмент должен быть способен оказывать на пробойник растягивающее усилие. Кроме того, пробойник необходимо втягивать обратно в обсадную колонну до того, как герметизирующий материал отвердеет или затвердеет. Однако наиболее важным недостатком является то, что уплотнение, создаваемое пробойником, застрявшим в обсадной колонне, не гарантирует успеха. Если указанное уплотнение является недостаточным, герметизирующий материал будет стекать обратно в обсадную колонну и, таким образом, рискует оставить пустое пространство в кольцевом пространстве.The instrument of US Pat. No. 2,381,929 suffers from a number of shortcomings. First, the tool must be capable of exerting a tensile force on the punch. Additionally, the punch must be pulled back into the casing before the sealing material has cured or hardened. However, the most important disadvantage is that the compaction created by a punch stuck in the casing does not guarantee success. If said seal is insufficient, the sealing material will flow back into the casing and thus risks leaving a void space in the annulus.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

В одном аспекте предоставляется скважинный инструмент для пробивки отверстия в стенке обсадной колонны и закачки герметика из внутреннего пространства обсадной колонны в кольцевое пространство вокруг обсадной колонны, содержащий:In one aspect, a downhole tool is provided for punching a hole in a casing wall and pumping sealant from the interior of the casing into an annulus around the casing, comprising:

корпус инструмента, имеющий продольную ось;a tool body having a longitudinal axis;

элемент для пробивки, содержащий канал для текучей среды для установления сообщения по текучей среде изнутри корпуса инструмента с внешней частью корпуса инструмента через канал для текучей среды;a punching member comprising a fluid passage for establishing fluid communication from inside the tool body with an exterior portion of the tool body through the fluid passage;

нажимное устройство, действующее на элемент для пробивки для прикладывания усилия на элемент для пробивки в радиальном направлении наружу от корпуса инструмента от продольной оси;a pressing device acting on the punching member to apply a force to the punching member in a radial direction outward from the tool body from the longitudinal axis;

обратный клапан, расположенный в указанном канале для текучей среды, который обеспечивает сообщение по текучей среде в направлении изнутри корпуса инструмента к внешней части корпуса инструмента и который блокирует поток текучей среды в противоположном направлении.a check valve located in said fluid passage that provides fluid communication from the inside of the tool body to the outside of the tool body and that blocks fluid flow in the opposite direction.

В другом аспекте предоставляется способ закачки герметика в кольцевое пространство вокруг обсадной колонны в стволе скважины, причем указанный способ включает:In another aspect, a method is provided for injecting sealant into an annulus around a casing in a wellbore, the method comprising:

прохождение инструмента для пробивки и закачки, содержащего корпус инструмента с продольной осью, в осевом направлении через обсадную колонну, которая предварительно установлена в стволе скважины;passing a punching and injection tool comprising a tool body with a longitudinal axis in an axial direction through a casing that is pre-installed in the wellbore;

оказание усилия на элемент для пробивки в радиальном направлении наружу от корпуса инструмента, в сторону от продольной оси;applying force to the punching element in a radial direction outward from the tool body, away from the longitudinal axis;

закачку герметика изнутри корпуса инструмента к внешней стороне корпуса инструмента через канал для текучей среды, определенный элементом для пробивки, и обратный клапан, расположенный в указанном канале для текучей среды и обеспечивающий сообщение по текучей среде в направлении изнутри корпуса инструмента к внешней стороне корпуса инструмента и блокирование потока текучей среды в противоположном направлении.pumping sealant from inside the tool body to the outside of the tool body through a fluid passage defined by the piercing element, and a check valve located in said fluid passage and providing fluid communication from the inside of the tool body to the outside of the tool body and locking fluid flow in the opposite direction.

Краткое описание графических материаловBrief description of graphic materials

Фигуры графических материалов изображают один или большее количество вариантов реализации изобретения в соответствии с данными принципами, только в качестве примера, не имеющего ограничительного характера. На фигурах одинаковые числовые обозначения относятся к одинаковым или аналогичным элементам.The figures in the drawings depict one or more embodiments of the invention in accordance with these principles by way of example and non-limitation only. In the figures, like numerals refer to like or similar elements.

На фиг. 1 показан схематический вид в разрезе инструмента для пробивки и закачки внутри обсадной колонны с элементом для пробивки, перфорирующим обсадную колонну;In fig. 1 is a schematic cross-sectional view of a punching and injection tool within a casing with a punching element perforating the casing;

- 1 043798- 1 043798

На фиг. 2 показан подробный вид в разрезе элемента для пробивки из фиг. 1.In fig. 2 is a detailed cross-sectional view of the punching element of FIG. 1.

Подробное описание изобретенияDetailed Description of the Invention

Специалист в данной области техники легко поймет, что, хотя подробное описание изобретения будет проиллюстрировано со ссылкой на один или большее количество вариантов осуществления, каждый из которых имеет определенные комбинации признаков и мер, многие из этих признаков и мер могут применяться в равной степени или аналогичным образом, независимо в других вариантах осуществления или комбинациях.One skilled in the art will readily appreciate that while the detailed description of the invention will be illustrated with reference to one or more embodiments, each having certain combinations of features and measures, many of these features and measures may be applied to the same extent or in a similar manner. , independently in other embodiments or combinations.

Раскрыт скважинный инструмент для пробивки отверстия в стенке обсадной колонны и закачки герметика из внутреннего пространства обсадной колонны в кольцевое пространство вокруг обсадной колонны. В нем используется элемент для пробивки, который можно продавить через стенку обсадной колонны изнутри инструмента, чтобы таким образом перфорировать стенку обсадной колонны. Элемент для пробивки уже может плотно прилегать к стенке обсадной колонны, так как канал для текучей среды доступен для закачки герметика. Затем герметик может быть закачан через канал для текучей среды, обеспеченный внутри элемента для пробивки, и в кольцевое пространство вокруг обсадной колонны. Обратный клапан удерживает герметик в кольцевом пространстве, и сам элемент для пробивки не нужно перемещать, чтобы избежать обратного потока герметика.A downhole tool is disclosed for punching a hole in a casing wall and pumping sealant from the interior of the casing into the annular space around the casing. It uses a punching element that can be forced through the casing wall from inside the tool to thereby perforate the casing wall. The punching element can already fit tightly against the casing wall since the fluid channel is accessible for injection of sealant. The sealant may then be pumped through the fluid passage provided within the punching member and into the annulus around the casing. The check valve keeps the sealant in the annulus and the piercing element itself does not need to be moved to avoid sealant backflow.

Таким образом, элемент для пробивки может плотно входить в перфорацию, и пути утечки между элементом для пробивки и стенкой обсадной колонны могут быть сведены к минимуму. Преимущество этого инструмента заключается в том, что он позволяет отверждать или схватывать герметик без потери целостности обсадной колонны в случае перепада давления. Фактически, можно создать лучшее уплотнение, поскольку инструмент позволяет создавать предварительное напряжение сжатия на герметике в кольцевом пространстве.In this way, the punching member can fit tightly into the perforation, and leakage paths between the punching member and the casing wall can be minimized. The advantage of this tool is that it allows the sealant to cure or set without losing the integrity of the casing in the event of a pressure drop. In fact, a better seal can be created because the tool allows compressive prestress to be applied to the sealant in the annulus.

Обратный клапан может быть выполнен во внутренней полости внутри элемента для пробивки. Таким образом, механизм обратного клапана защищен от усилия, которое принимает элемент для пробивки при перфорировании обсадной колонны. Сам обратный клапан защищен от механических нагрузок при перфорации, что гарантирует его работу во время закачки.The check valve may be provided in an internal cavity within the punching element. In this way, the check valve mechanism is protected from the force that the punching element receives when perforating the casing. The check valve itself is protected from mechanical stress during perforation, which guarantees its operation during injection.

В предпочтительном варианте осуществления дистальный конец элемента для пробивки, включая обратный клапан, может быть отсоединен от инструмента и оставлен в стенке обсадной колонны, когда инструмент втягивается. Это обеспечивает значительную экономию времени по сравнению с системами, которые должны оставаться на месте во время процесса отверждения или схватывания.In a preferred embodiment, the distal end of the punching element, including the check valve, can be disconnected from the tool and left in the casing wall as the tool is retracted. This provides significant time savings compared to systems that must remain in place during the curing or setting process.

Упрощенная иллюстрация инструмента представлена на фиг. 1, на которой показан инструмент 1, развернутый внутри ствола обсадной колонны 3. Обсадная колонна 3 может быть зацементирована в ствол скважины или может иметься открытое кольцевое пространство, окружающее обсадную трубу. Кольцевое пространство вокруг обсадной колонны может быть определено открытым стволом (по существу, породой) или другим трубчатым элементом ствола скважины.A simplified illustration of the tool is shown in FIG. 1, which shows a tool 1 deployed inside a casing 3. The casing 3 may be cemented into the wellbore or there may be an open annulus surrounding the casing. The annular space around the casing may be defined by an open hole (essentially rock) or other tubular wellbore element.

Инструмент содержит корпус 5, который проходит вокруг продольной оси А.The tool contains a body 5, which extends around the longitudinal axis A.

Элемент 10 для пробивки содержит канал 12 для текучей среды. Сообщение по текучей среде может быть установлено через канал 12 для текучей среды от корпуса 5 инструмента к внешней стороне корпуса инструмента. Нажимное устройство 14 действует на элемент 10 для пробивки, прикладывая усилие на элемент 10 для пробивки в радиальном направлении наружу от корпуса 5 инструмента, от продольной оси А и предпочтительно поперек продольной оси А. Элемент 10 для пробивки может перфорировать окружающую стенку 7 обсадной колонны.The punching element 10 contains a fluid channel 12. Fluid communication may be established via a fluid passage 12 from the tool body 5 to the outside of the tool body. The pressing device 14 acts on the punching member 10 to apply a force to the punching member 10 in a radial direction outward from the tool body 5, away from the longitudinal axis A, and preferably transverse to the longitudinal axis A. The punching member 10 can perforate the surrounding casing wall 7.

Соответственно, элемент 10 для пробивки состоит из трубки 15 для закачки, отверстие которой функционирует как канал 12 для текучей среды, окруженной пробивной оболочкой 17. Материалы, из которых изготовлены трубка 15 для закачки и пробивная оболочка 17, могут быть адаптированы к их соответствующим функциям. Трубка для закачки содержит только герметик, но при использовании подвергается только относительно низкой механической нагрузке. Алюминий или композитный полимер могут быть подходящим выбором в качестве материала для трубки 15 для закачки. С другой стороны, пробивная оболочка 17 продавливается через стенку 7 обсадной колонны и предпочтительно должна быть изготовлена из гораздо более твердого материала, такого как, например, карбид вольфрама. Поскольку элемент 10 для пробивки сочетает в себе функции перфорирующего пробойника и трубки для закачки, его можно называть трубкой для пробивки и закачки.Accordingly, the punching element 10 consists of an injection tube 15, the opening of which functions as a fluid conduit 12 surrounded by a punching shell 17. The materials from which the injection tube 15 and the punching shell 17 are made can be adapted to their respective functions. The injection tube contains only sealant but is subject to only relatively low mechanical stress during use. Aluminum or a composite polymer may be a suitable choice as the material for the injection tube 15. On the other hand, the punch casing 17 is forced through the casing wall 7 and should preferably be made of a much harder material such as, for example, tungsten carbide. Since the punching member 10 combines the functions of a punching punch and an injection tube, it can be called a punching and injection tube.

Нажимное устройство 14 соответственно содержит поршень, который может иметь гидравлический привод. Поршень может быть неотъемлемой частью элемента 10 для пробивки или входить в контакт с элементом 10 для пробивки, как, например, показано на фиг. 1. Гидравлическая текучая среда может подаваться в цилиндр по гидравлической линии 18.The pressing device 14 suitably includes a piston, which may be hydraulically driven. The piston may be an integral part of the piercing element 10 or in contact with the piercing element 10, as, for example, shown in FIG. 1. Hydraulic fluid may be supplied to the cylinder via hydraulic line 18.

Усилие, прилагаемое элементом для пробивки к стенке обсадной колонны, должно быть достаточным для того, чтобы по существу сдвинуть цилиндрическую деталь от стенки обсадной колонны. Усилие сдвига в теории равно длине окружности вокруг перфорации, умноженной на толщину стенки, умноженную на прочность на сдвиг материала. Когда за обсадной колонной находится цемент, усилие также должно быть достаточным для смещения или деформации цемента.The force applied by the punching element to the casing wall must be sufficient to substantially move the cylindrical piece away from the casing wall. The shear force in theory is equal to the circumference around the perforation times the wall thickness times the shear strength of the material. When there is cement behind the casing, the force must also be sufficient to dislodge or deform the cement.

Хотя для этой цели подходит гидравлический пресс, существует множество других вариантов,Although a hydraulic press is suitable for this purpose, there are many other options available,

- 2 043798 включая механические прессы. Узел поршня цилиндра показан в очень простой форме на фиг. 1, и квалифицированный специалист может применить обычные методы проектирования для оптимизации этого узла. Например, поршень может иметь овальную форму для увеличения его площади в продольном направлении инструмента (поскольку поперечное направление обычно ограничивается размером обсадной колонны). Размер будет зависеть от гидравлического давления, доступного для приведения в действие устройства.- 2 043798 including mechanical presses. The cylinder piston assembly is shown in very simple form in FIG. 1, and a skilled person can apply normal design techniques to optimize this assembly. For example, the piston may be oval shaped to increase its area in the longitudinal direction of the tool (since the transverse direction is usually limited by the size of the casing). The size will depend on the hydraulic pressure available to operate the device.

В канале 12 для текучей среды расположен обратный клапан 20. Обратный клапан 12 соответствующим образом выполнен во внутренней полости внутри элемента 10 для пробивки, полностью защищенной от внешней механической нагрузки. Обратный клапан 20 обеспечивает сообщение текучей среды в направлении изнутри корпуса 5 инструмента к внешней стороне корпуса 5 инструмента, но блокирует поток текучей среды в противоположном направлении. Канал 12 для текучей среды подсоединяется к источнику текучего герметика (не показан) через линию 16 для герметика. В примере на фиг. 1 элемент 10 для пробивки телескопически соединен с линией 16 для герметика с помощью одного или большего количества скользящих уплотнений 13. Вместо этого можно использовать такие альтернативы, как гибкие линии.A check valve 20 is located in the fluid channel 12. The check valve 12 is suitably formed in an internal cavity within the punching element 10, completely protected from external mechanical load. The check valve 20 allows fluid to flow from the inside of the tool body 5 to the outside of the tool body 5, but blocks the flow of fluid in the opposite direction. Fluid line 12 is connected to a sealant fluid source (not shown) via sealant line 16. In the example in FIG. 1, the punching element 10 is telescopically connected to the sealant line 16 by one or more sliding seals 13. Alternatives such as flexible lines may be used instead.

Может быть предусмотрен стопорный элемент 19, который перемещается вместе с элементом 10 для пробивки в радиальном направлении наружу до тех пор, пока стопорный элемент 19 не войдет в контакт с внутренней стороной стенки 7 обсадной колонны, когда скважинный инструмент 1 приводится в действие внутри обсадной колонны 3. При этом гарантируется фиксированная предварительно заданная максимальная глубина проникновения элемента 10 для пробивки относительно стенки 7 обсадной колонны независимо от расположения корпуса 5 инструмента в обсадной колонне 3.A stop member 19 may be provided which moves with the punching element 10 in a radial outward direction until the stop member 19 comes into contact with the inside of the casing wall 7 when the downhole tool 1 is driven within the casing 3 In this case, a fixed preset maximum penetration depth of the punching element 10 relative to the casing wall 7 is guaranteed, regardless of the location of the tool body 5 in the casing 3.

На фиг. 2 детально показан элемент 10 для пробивки крупным планом. Хорошо видна трубка 15 для закачки, которая вставлена в пробивную оболочку 17. Обратный клапан 20 выполнен в виде шарика 21. Необязательно обеспечена пружина 22, чтобы удерживать шарик 21 в его седле, когда перепад давления равен нулю или низок. Когда давление закачки герметика в канале 12 для текучей среды превышает усилие пружины и внешнее давление в сопле 25, то открывается обратный клапан 20, посредством чего устанавливается гидравлическое сообщение между каналом 12 для текучей среды и соплом 25.In fig. Figure 2 shows a close-up view of punching element 10 in detail. The injection tube 15 is clearly visible and is inserted into the punch casing 17. The check valve 20 is in the form of a ball 21. Optionally, a spring 22 is provided to hold the ball 21 in its seat when the pressure drop is zero or low. When the sealant injection pressure in the fluid passage 12 exceeds the spring force and the external pressure in the nozzle 25, the check valve 20 opens, thereby establishing hydraulic communication between the fluid passage 12 and the nozzle 25.

Элемент 10 для пробивки соответственно содержит отделяемую секцию 26 для отсоединения дистального конца 24 элемента 10 для пробивки (на правой стороне чертежа) от корпуса инструмента. Обратный клапан 20 расположен в указанном дистальном конце 24 указанного элемента 10 для пробивки. Отделяемая секция 26 содержит хрупкую зону, которая может быть обеспечена, например, путем предварительных надрезов в пробивной оболочке 17. Как показано на фиг. 2, обеспечена элегантная хрупкая зона, которая содержит хрупкую трубную секцию 29, усиленную совокупностью армирующих колец 28 вокруг хрупкой трубной секции 29, прилегающих друг к другу с соседними армирующими кольцами. Хрупкая трубная секция 29 соответственно имеет резьбу, которая входит в зацепление с армирующими кольцами 28.The punching member 10 suitably includes a detachable section 26 for detaching the distal end 24 of the punching member 10 (on the right side of the drawing) from the tool body. A check valve 20 is located at said distal end 24 of said punching member 10. The detachable section 26 contains a brittle zone, which can be provided, for example, by pre-cutting the punch casing 17. As shown in FIG. 2, an elegant frangible zone is provided which contains a frangible pipe section 29 reinforced by a plurality of reinforcing rings 28 around the frangible pipe section 29 adjacent to each other with adjacent reinforcing rings. The frangible pipe section 29 accordingly has threads that engage the reinforcing rings 28.

Отделяемая секция 26 соответственно находится за пределами корпуса 5 инструмента, когда элемент 10 для пробивки выталкивается из корпуса 5 инструмента. Соответственно, отделяемая секция 26 тогда частично находится внутри стенки 7 обсадной колонны и частично внутри ствола обсадной колонны, так что она может сломаться или срезаться на первой открытой поверхности раздела между соседними армирующими кольцами 28 внутри ствола обсадной колонны. Армирующие кольца 28 могут быть изготовлены из того же материала, что и остальная часть пробивной оболочки 17.The detachable section 26 is suitably located outside the tool body 5 when the punching member 10 is pushed out of the tool body 5. Accordingly, the detachable section 26 is then partly inside the casing wall 7 and partly inside the casing bore, so that it can break or shear at the first open interface between adjacent reinforcing rings 28 within the casing bore. The reinforcing rings 28 may be made of the same material as the rest of the punch casing 17.

В работе инструмент можно использовать следующим образом. Инструмент 1 для пробивки и закачки можно провести через ствол в обсадной колонне 3 в подходящее место, где желательна закачка герметика. Затем элемент 10 для пробивки выталкивается наружу в радиальном направлении наружу от корпуса 5 инструмента, от продольной оси А и предпочтительно поперек продольной оси А. Стенка 7 обсадной колонны перфорируется элементом 10 для пробивки.The tool can be used in the following way: The punching and injection tool 1 can be passed through the wellbore in the casing 3 to a suitable location where sealant injection is desired. The punching member 10 is then pushed outward in a radial direction outward from the tool body 5, away from the longitudinal axis A and preferably transverse to the longitudinal axis A. The casing wall 7 is perforated by the punching member 10.

Затем герметик закачивается изнутри корпуса 5 инструмента к внешней стороне корпуса инструмента и в кольцевое пространство вокруг обсадной колонны 3. Герметик проходит от источника (который может быть встроен в корпус 5 или находиться вне корпуса 5) через канал 12 для текучей среды, определенный элементом 10 для пробивки, и через обратный клапан 20, расположенный в указанном канале 12 для текучей среды. На этом этапе работы дистальный конец 24 элемента 10 для пробивки плотно удерживается на месте стенкой 7 обсадной колонны. Прохождение жидкости через перфорацию между элементом 10 для пробивки и стенкой 7 обсадной колонны не требуется.The sealant is then pumped from inside the tool body 5 to the outside of the tool body and into the annular space around the casing 3. The sealant passes from a source (which may be built into the body 5 or located outside the body 5) through a fluid channel 12 defined by the punches, and through a check valve 20 located in said fluid channel 12. At this stage of operation, the distal end 24 of the punching element 10 is held tightly in place by the casing wall 7. The passage of fluid through the perforation between the punching element 10 and the casing wall 7 is not required.

Герметик может быть многокомпонентной композицией (подходящей эпоксидной системой) или любым другим жидким материалом, который способен приобретать достаточно высокую вязкость или затвердевать после закачки для создания адекватного уплотнения.The sealant can be a multi-component composition (a suitable epoxy system) or any other liquid material that is capable of achieving a high enough viscosity or hardening after injection to create an adequate seal.

В качестве альтернативы герметик может представлять собой однокомпонентную систему смолы, которая затвердевает в результате реакции со скважинной текучей средой, такой как вода или рассол. Такие однокомпонентные полимерные системы описаны, например, в заявке на европейский патент № 20159582.4, поданной 26 февраля 2020 г., описание которой включено в настоящий документ посредством ссылки. Подходящей однокомпонентной смолой может быть полиуретановая смола, отверждаемаяAlternatively, the sealant may be a one-component resin system that hardens by reaction with a well fluid such as water or brine. Such one-component polymer systems are described, for example, in European patent application No. 20159582.4, filed February 26, 2020, the description of which is incorporated herein by reference. A suitable one-component resin may be a polyurethane resin that is curable

--

Claims

under the influence of moisture.

When a sufficient amount of sealant has been introduced, the distal end 24 of the punching element 10 can be detached. The check valve 20 is located at the distal end 24 of the punching element 10 and thus also remains attached to the casing wall 7. The tool 1 can then be pulled through the casing 3, leaving the distal end 24. The sealant can then be left to cure or otherwise harden while the tool is removed and prepared for the next step of work.

One skilled in the art will appreciate that the present invention can be carried out in many different ways without departing from the scope of the appended claims.

CLAIM

1. A downhole tool for punching a hole in the casing wall and pumping sealant through said hole, containing:

a tool body having a longitudinal axis;

a punching member comprising a fluid passage for establishing fluid communication from inside the tool body with an exterior portion of the tool body through the fluid passage;

a pressing device acting on the punching member to apply a force to the punching member in a radial direction outward from the tool body from the longitudinal axis;

a check valve located in said fluid passage that provides fluid communication from the inside of the tool body to the outside of the tool body and that blocks fluid flow in the opposite direction.

2. Downhole tool according to claim 1, characterized in that the check valve is located in the internal cavity inside the punching element.

3. The downhole tool of claim 1 or 2, wherein the piercing element comprises a detachable section for detaching a distal end of the piercing element from the body of the tool, said check valve being located at said distal end of said piercing element.

4. The downhole tool of claim 3, wherein said detachable section is located outside the tool body when a force is applied to the piercing element in said radial direction outward from the tool body.

5. Downhole tool according to claim 3 or 4, characterized in that said detachable section contains a brittle zone.

6. Downhole tool according to claim 5, characterized in that said brittle zone contains a brittle pipe section reinforced by a set of reinforcing rings around the brittle pipe section adjacent to each other with adjacent reinforcing rings.

7. The downhole tool of any one of the preceding claims, further comprising a locking element on the piercing element, which is configured to move together with the piercing element in the specified radial direction outward until the stopping element comes into contact with the inside of the casing wall strings, where the downhole tool is driven inside the casing.

8. A downhole tool as claimed in any one of the preceding claims, wherein said fluid passage within said tool body is configured to be connected to a source of fluid sealant.

9. A method for sealing an annular space around a casing in a wellbore, comprising:

running the downhole tool according to claim 1 in the axial direction through the casing, which is pre-installed in the wellbore;

passing a punching and injection tool comprising a tool body with a longitudinal axis in an axial direction through a casing that is pre-installed in the wellbore;

perforating the casing wall by applying a force to the punching member by means of a pressing device in a radial direction outward from the tool body away from the longitudinal axis;

pumping sealant from inside the tool body to the outside of the tool body and into the annular space around the casing through the fluid channel of the punching element and a check valve located in said fluid channel and providing fluid communication from the inside of the tool body to the outside the tool body and blocking the flow of fluid in the opposite direction.

10. Method according to claim 9, characterized in that the check valve is protected from external mechanical damage

-