JP2710680B2 - さく井の損傷部分を補修する装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明はさく井のさっ孔装置に関し、かつ特にさく井
の損傷領域を遮断しまたは補修する装置に関する。

本発明は掘穿泥水およびセメントスラリーの循環の著
しい損失、露出した累層からの液体またはガスの流入お
よびさっ孔される岩盤の陥没または破砕によりさく井の
さっ孔過程中に遭遇した損傷部分を補修するために最も
効果的に使用することができる。

従来技術 現在、油およびガスの産出のために深いさく井をさっ
孔することがさらにひんぱんに必要になってきた。ま
た、さっ孔作業中に、さっ孔の観点から相容れない累
層、すなわち、異常に高いかあるいは低い累層圧力を有
する累層にしばしば遭遇する。さく井のさっ孔をさらに
継続して行うために、連続した損傷したさく井を露出さ
せる前に、さく井内の以前にさっ孔した部分内にひとつ
ながりのケーシングを挿入し、その後セメントを注入し
てからより小さい直径を有するビットを使用してさっ孔
を再開する。さっ孔条件と相容れないより多数の累層に
遭遇するほど、より多数のケーシングが必要になる。ひ
とつながりの充填管の所要の内径を確実に得るために、
過大な直径のビットを使用してさっ孔を開始することが
必要になり、したがってさっ孔作業に高いエネルギを投
入しかつ過大な量のケーシング、セメント、労力および
時間を投入することが必要になり、その結果ドリル貫入
速度が遅くなりかつさっ孔作業のコストがかなり高くな
る。

最も下側の部分がシューを備えかつ最も上側の部分が
パッカーを備えたさく井の損傷部分を補修する装置が知
られている（M.S.ビナルスキ，“タタール共和国におけ
る油井掘削におけるトラブルと闘うための現在的方法",
1959,タタルスコエ クニズノエ、イズタテル′ストボ
（カザン）,pp.78−80）。

この装置の欠点は過大な直径のビットを使用してさく
井のさっ孔を開始し、その後段階的にビットの直径を小
さくする必要を含むような設定により孔の直径ががなり
小さくなることである。

この既知の装置の別の欠点はさく井内にセメントを注
入することが必要であり、そのために過大な時間、セメ
ントおよび電力の投入が必要になることである。

さらに、両端部に円筒形部分を有するひとつながりの
輪郭管を備え、最下端部が弁付きシューを担持しかつ最
上端部がひとつながりの輪郭管をドリルパイプと接続す
るための集成体を有するさく井の損傷部分を補修する装
置（SU,A,907220）が知られている。

この既知の装置の主な欠点は装置とボアホール壁部と
の間の隙間および輪郭管のそれら自体の間の継手のシー
ルが不十分であるために累層を十分に確実に遮断するこ
とができないことである。そのうえ、陥没領域が装置を
据えつけた領域の上方に存在する場合には、パッチャー
の校正のために必要な付加的な往復移動中に岩盤が装置
内に突入しかつ装置を越えて突出して累層の遮断工程に
支障をきたし、それにより損傷領域の遮断の信頼性を損
なう。

既知の装置の別の欠点は装置の内側通路を校正する場
合に付加的な移動および引張操作が必要であるためにさ
く井内に該装置を据え付けるために多大な時間を必要と
し、その結果さっ孔コストが上昇することである。

本発明の一つの目的はさく井の損傷領域の補修に対す
る信頼性を高めることである。

本発明の別の一つの目的は損傷部分補修装置をさく井
内に据えつける時間を短縮することである。

本発明のさらに別の一つの目的はさく井の損傷領域を
補修する工程のコストを低減することである。

本発明の目的は単一の往復動サイクル中にさく井内に
ひとつながりの輪郭管を据え付けることを保証すると共
に遮断された損傷領域のシーリングの質を高める構造を
有するさく井の損傷領域を補修する装置を提供すること
である。

発明の開示 この目的は両端部に円筒形部分を有するひとつながり
の輪郭管を備え、最下端部分が弁付きシューを担持した
さく井の損傷部分を補修する装置により達成される。本
発明によればこの装置はひとつながりの輪郭管内の長手
方向を往復動するように装着されたさく井内にひとつな
がりの輪郭管を据え付ける装置を備え、前記装置がひと
つながりの輪郭管の最も上側の円筒形部分内に位置決め
可能な輪郭管の円筒形部分のリーマを含み、かつ該リー
マはひとつながりの輪郭管の上方に位置決め可能であり
かつ拡幅部材を備えたハウジングを有する拡幅装置に固
定して連結されている。

この明細書に開示した発明はひとつながりの輪郭管を
走行し、単一の往復動により輪４郭管を拡幅かつ拡孔す
るような操作を行って、それによりさく井の損傷領域を
補修する工程を簡素化しかつその作業速度を早めてその
コストを低減すると共に、累層遮断領域の上方に岩の陥
没領域が存在する場合に全体の作業を成功裡に実施でき
る機会を増すために提供されたものである。これは拡幅
装置を個々に内方に移動させるためになんら付加的な往
復動を必要とすることなく流体圧力による拡孔直後にひ
とつながりの輪郭管の校正がなされることにより達成さ
れる。この状態では、陥没した岩がボアホールの壁部と
ひとつながりの輪郭管との間のスペースに侵入せず、一
方該輪郭管の内側スペースが確実に環状領域から遮断さ
れてそれにより輪郭管の壁部がボアホールの壁部と緊密
に係合するように押圧され、その結果、累層のシール遮
断性が高められる。

本発明の好ましい一実施例において、この装置はさら
にひとつながりの輪郭管の端末部分に装着されたパッカ
ーを備えており、各々のパッカーは内部にシーリング要
素を収容する環状の外側溝と、この溝に相当する環状の
内側突起部とを備えた円筒形パイプ部分を含んでいる。

開示した装置のこの構造は輪郭管の継手間および環状
領域に対する流体密性を高めてそれによりさく井の損傷
領域を補修する場合の信頼性を高めるために提供された
ものである。

リーマが最も上側のパッカーの円筒形パイプ部分の環
状内側突起部と係合するようになった外側肩部を有して
いると得策である。

開示した装置のこの構造上の特徴は該装置の構成ユニ
ットを組み合わせて一つの合理的な集成体に構成するた
めに付与されたものである。

さらに、拡幅装置のハウジングが該ハウジングの長手
方向の幾何学的な軸線に対して所定角度をなして配置さ
れた支持段を有し、該支持段が想像上の頂点が前記軸線
上にありかつ拡幅装置の後尾端部に向けられた切頭角錐
に協同して形成しており、該支持段に拡幅要素が装着さ
れていると得策である。

これにより、拡幅装置の拡幅要素の軸受に使用する荷
重が減少するので、拡幅要素の許容可能な使用荷重を増
大させることができ、それにより拡幅装置の操作性が高
められかつさく井の累層遮断領域に据え付けられるひと
つながりの輪郭管を校正する操作の速度が高められる。

これは、ひいては、装置全体をさく井内に据え付ける
場合の労力の生産性を高めかつ累層の補修の信頼性を向
上する。

本発明の一実施例によれば、拡幅装置の各々の拡幅要
素は切頭球形セグメントとして形成されている。

このような構成は輪郭管の校正中に拡幅要素と輪郭管
の内壁部との間の摩擦を減少させることにより拡幅装置
の耐用寿命を延長することができる。

本発明の一実施例においては、ひとつながりの輪郭管
は輪郭管の嵌合面の間に収容された環状シールを備えて
いる。

開示した装置のこの構造上の特徴により輪郭管の継手
の流体密性をさらに高め、したがって、さく井の損傷部
分の補修の信頼性を高めることができる。

ひとつながりの輪郭管の隣接したパイプの間に少なく
とも１個のパッカーを装着するとさらに得策である。

開示した装置のこの型式は補修すべき領域が異なる累
層圧力を有するいくつかの累層を含んでいる場合に生態
学的基準に合致するために不可欠である累層間の流体の
溢流を阻止するように意図されている。

図面の要約 本発明のその他の目的および利点は添付図面に示した
さく井の参照領域を補修する装置の実施例に関する以下
の説明から明らかになろう。

添付図面において、第１図は本発明の一実施例の装置
の上側部分を示した図、 第２図は本発明の実施例の下側部分を示した図、 第３図は第２図をIII−III線に沿って裁った断面図、 第４図は第２図をIV−IV線に沿って裁った断面図、 第５図は第２図のジョイントＡを示した図、 第６図は輪郭管の校正後の該ジョイントを示した図、 第７図は拡幅装置の一部分の構造を示した図、かつ 第８図は第７図をVIII−VIII線に沿って裁った断面図
である。

発明の好ましい実施例 さく井の損傷部分を補修するための開示した装置は、
第２図、第５図および第６図から理解できるように、両
端に円筒形部と小径の内側に変形した異形部分とを備え
たケーシングパイプであり（最終的には、リーマにより
拡径されて円筒形の輪郭管とすることができる）輪郭管
１を複数本接続してなるひとつながりの輪郭管の編成が
構成される。該円筒形部分２は輪郭管１を相互に連結し
かつ開示した装置のその他の構成部分と連結するための
外側ねじ３および内側ねじ４を交互に備えている。最上
部および最下部の輪郭管１の円筒形部分２はパッカー
４′（第１図、第２図、第４図）を備えており、各々の
パッカー４′は内部にシーリング要素７を収納する環状
の外側みぞ６が形成された円筒形のパイプ部分５を含
み、パイプ部分５の内壁部はそれぞれ溝６に相当する環
状突起部８を有している。

ひとつながりの輪郭管１の編成で最も下端部の円筒形
部分２はシュー９（第２図）を備えている。シュー９は
それぞれのパイプ部分５に取り付けられかつ流路11を閉
ざすボール型弁部材10と、シュー９内の弁部材10の変位
を制限するロックピン12とを備えている。

上記編成の最上部の輪郭管１（第１図）の上側円筒形
部分２はパッカー４′のそれぞれのパイプ部分５の内側
スペースと連結しかつ内部にパイプ部分５の内側環状突
起部８と係合して輪郭管１のストリングを吊された状態
に支持するようになった外側環状肩部15を備えたリーマ
14を収容する内側スペース13を有している。リーマ14は
その中央部分の外側に装着された拡孔要素16と、シュー
９のロックピン12と係合するようになったスロット18を
有する先端部17と、リーマ14の環状肩部15により担持さ
れたシール19とを備えている。シュー９とそれぞれのパ
イプ部分５との係合箇所には同様なシール19′が設けら
れている。

サブ20によって輪郭管１内のリーマ14と輪郭管１の編
成の上方に配置される他のリーマとが接続される。この
場合、リーマ14には、複数個の連続して連結された他の
リーマ21、22および23を含む拡幅装置20′とを固定して
連結している。他のリーマ21、22および23の各々は両端
部にねじ25および26を備えたハウジング24（第７図）を
有しており、ハウジング24の中央部分はアーバー27およ
び座金28（第７図および第８図）の助けにより各々が切
頭球形セグメントの形態に構成された拡幅要素29を担持
している。拡幅要素29を収容するために、拡幅装置20′
のハウジング24の中央部には、長手方向の幾何学的軸線
に対して鋭角をなすように配列された複数個の（例え
ば、３個の）支持段、すなわち、支持平面30が形成され
ている。支持平面30は共同して仮想頂点がこの長手方向
軸線上にありかつ拡幅装置20′の他のリーマ21に面した
切頭角錐を形成している。

拡幅装置20′のそれぞれの連続した他のリーマ21、22
および23の拡幅要素29のそれぞれの作用する直径は拡幅
（下向き）方向に段階的に減少している。

輪郭管１のねじ継手３、４（第５図および第６図）は
輪郭管１のそれぞれの円筒形部分２の内側ねじ４の端部
に形成された環状みぞ32と外側ねじ３のテーパ（ベベ
ル）端部33とにより形成された間隙内に収容された環状
シール31を備えている。

第１図および第２図に例示したように組み立てられた
装置全体は拡幅装置20′の他のリーマ21の内側ねじ25に
よりひとつながりのドリルパイプ（図示せず）の最下端
部に接続され、ドリルパイプといっしょにさく井内の損
傷領域まで降下される。ボアホール流体の圧力によりボ
ール型弁部材10が開き、それにより流体が流路11通じて
ひとつながりの輪郭管１およびドリルパイプ（図示せ
ず）内に流入する。その後、適切な流体が地表面からこ
れらのパイプ中にポンプにより圧送されてそれによりパ
イプスプリング内の圧力を輪郭管１をまっすくにしかつ
該輪郭管をボアホールの壁部と緊密に係合させるために
（ボール弁部材10を自動的に閉ざす）十分な値まで高め
る。

その後、ひとつながりのドリルパイプ（図示せず）
は、リーマ14の拡孔要素16により輪郭管１のねじ継手
３、４（第１図および第６図）を拡幅かつ最終的に輪郭
管１をまっすぐにするために、該ひとつながりのドリル
パイプに作用しかつリーマ14に伝達される軸方向の荷重
により回転せしめられる。この操作が行われる間、リー
マ14の拡孔要素16が輪郭管１の各々のそれぞれの円筒形
部分２の外側ねじ３のテーパ端部33を連結された輪郭管
１のそれぞれの他方の円筒形部分２の内側ねじ４の端部
の環状みぞ３内に押し込み、それにより環状シール31が
変形して隣接した輪郭管１が確実に接合されかつその間
に流体密シールが得られることを保証する。同時に、輪
郭管１の円筒形部分２の内側通路の直径が増大せしめら
れて、それによりこれらの円筒形部分２にリーマ14の環
状肩部15をそのシール19と共になんら妨害を受けること
なく通すことができる。

輪郭管１のねじ継手３、４の通路の直径のその後の拡
大、輪郭管の内径の校正および該パイプの壁部の強度を
高める研磨が拡幅装置20の連続した他のリーマ23、22お
よび21により行われる。連続した他のリーマ23、22およ
び21の作用する直径は連続して増大するために輪郭管１
の内径を必要な値まで確実にひろげる。

リーマ14がシュー９に接近したときに、リーマ14の先
端部17なスロット18がロックピン12と係合してシュー９
を回転させてそれによりそれぞれのパイプ部分５からシ
ュー９をねじ戻してはずす。シュー９は、このようにね
じ戻されたときに、底部の孔に落下し、リーマ14の拡孔
要素16によりかつ拡幅装置20′の拡幅要素29によりひと
つながりの輪郭管１の最も下側の円筒形端部２を拡孔し
かつひろげることが可能になる。従来は、ドリルパイプ
を引っ張ったりしてリーマを付加的に上下に移動させた
りして、輪郭管を拡径し、さく井の損傷部分にセットし
なければならなかったが、本発明では、リーマ14および
他のリーマを有する拡幅装置20′を輪郭管１の編成内に
降下するだけで輪郭管１が拡径され、損傷領域をひとつ
ながりの輪郭管１により補修する作業が終了し、そして
さっ孔作業が継続される。

さく井のさっ孔作業中の損傷領域が異なる累層圧力を
有するいくつかの累層にわたって延びている場合には、
累層間の流体の溢流を防止するためにこれらの累層を相
互から付加的に隔離（遮断）することが必要である。こ
の場合には、この明細書に開示した装置には、ひとつな
がりの輪郭管１において輪郭管の間に隔置すべき間隔に
相当する位置にセットされた付加的な中間パッカー４′
が設けられる。

リーマ14および拡幅装置20′に取り替え可能な拡孔要
素16および拡幅要素29をそれぞれ使用することにより、
開示した装置を反復して使用することができ、それによ
りさっ孔作業のコストを低減することができる。

産業上の利用分野 本発明は掘穿泥水およびセメントスラリーの著しい減
損、露出した累層からの液体またはガスの流入またはさ
っ孔中の岩盤の陥没に附随したさく井のさっ孔作業中に
遭遇する損傷領域を補修するために使用することができ
る。

フロントページの続き (72)発明者 ウテシェフ，ラシド アフメドゥロウィ ッチ ソビエト連邦モスクワ、ウーリッツア、 ナゴルナヤ、デー、23、コルプス、２、 カーベー、31 (72)発明者 イバトゥリン，ルスタム ハミトウィッ チ ソビエト連邦ブグルマ、ウーリッツア、 ゴゴルヤ、デー、66、カーベー、49 (72)発明者 ユスポフ，イジル ガリムズヤノウィッ チ ソビエト連邦ブグルマ、ウーリッツア、 トウカヤ、デー、73アー、カーベー、18 (72)発明者 ピョーロフ，アナトリー ワシリエウィ ッチ ソビエト連邦モスクワ、ワルシャフスコ エ、ショッセー、デー、143、コルプス、 １ カーベー、89 (72)発明者 ツァイヌリン，アルベルト ガビドウロ ウィッチ ソビエト連邦ブグルマ、ウーリッツア、 サイダシェワ、デー、１、カーベー、 117 (72)発明者 メリング，コンスタンチン ビクトロウ ィッチ ソビエト連邦ブグルマ、ウーリッツア、 ガフィアトゥリナ、デー、27、カーベ ー、20 (72)発明者 ラブルシコ、ボリス ウラジミロウィッ チ ソビエト連邦モスクワ、ウーリッツア、 ボルシャヤ、オチャコフスカヤ、デー、 17、カーベー、126 (72)発明者 ミンガロフ，イルマス ファリホウィッ チ ソビエト連邦ブグルマ、ウーリッツア、 ワヒトワ、デー、４、カーベー、36 (72)発明者 ムハメトシン，アルマズ アドガモウィ ッチ ソビエト連邦ブグルマ、ウーリッツア、 ガフィアトゥリナ、デー、26、カーベ ー、51 (72)発明者 フィリポフ，ビタリー、ピョートロウィ ッチ ソビエト連邦ブグルマ、ウーリッツア、 ゴゴルヤ、デー、47、カーベー、２ (72)発明者 アスファンディヤロフ，ハリム アフメ トウィッチ ソビエト連邦ブグルマ、ウーリッツア、 ゴゴルヤ、デー、66、カーベー、65 (72)発明者 ミハイロワ、タチアナ アレクサンドロ ウナ ソビエト連邦ブグルマ、ウーリッツア、 ボロフスコボ、デー、58、カーベー、23 (72)発明者 パルシン，ウラジミール セルゲーエウ ィッチ ソビエト連邦スウェルドロフスク、ウー リッツア、トゥルゲネワ、デー、７、カ ーベー、20 (72)発明者 ユヌイシェフ，レオニド ウラジミロウ ィッチ ソビエト連邦スウェルドロフスク、ウー リッツア、カーエル、パルチザン、デ ー、１、カーベー、18 (72)発明者 プザノフ，アレクサンドル アレクセー エウィッチ ソビエト連邦ブグルマ、ウーリッツア、 カリニナ、デー、67、カーベー、60 (72)発明者 バランディン，アレクサンドル ピョー トロウィッチ ソビエト連邦ペルムスカヤ、オーブラス ト、クラスノカムスク、ペレウロク、パ ラチンスキー、デー、３アー、カーベ ー、90

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】両端に円筒形部分（２）と小径の異形部分
   とを有する輪郭管（１）を複数本接続し、最下端部の円
   筒形部分（２）に弁（10）を備えたシュー（９）を接続
   してなる輪郭管（１）の編成を備え、前記輪郭管（１）
   の編成の最も上部の円筒形部分（２）内にリーマ（14）
   を装着し、かつ輪郭管（１）の編成の上方に、拡幅要素
   （29）を備えたハウジング（24）を有する他のリーマを
   複数本接続してなる拡幅装置（20′）を配置し、この拡
   幅装置（20′）を前記リーマ（14）に連結し、これらの
   リーマ（14）と他のリーマを前記輪郭管（１）内に長さ
   方向に下降させ、輪郭管（１）編成をさく井の損傷部分
   にセットするようにしたことを特徴とするさく井の損傷
   部分を補修する装置。
2. 【請求項２】輪郭管（１）の編成の端末部分に装着され
   たパッカー（４′）を備え、各々のパッカー（４′）が
   内部にシーリング要素（７）を収容する環状の外側みぞ
   （６）と、このみぞ（６）に相当する環状の内側突起部
   （８）とを有する円筒形パイプ部分（５）を含むことを
   特徴とする請求の範囲第１項に記載の装置。
3. 【請求項３】リーマ（14）が最も上側のパッカー
   （４′）の円筒形パイプ部分（５）の環状の内側突起部
   （８）と係合するようになった外側肩部（15）を有する
   ことを特徴とする請求の範囲第１項または第２項のいず
   れか一項に記載の装置。
4. 【請求項４】拡幅装置（20′）のハウジング（24）が該
   ハウジングの長手方向の幾何学的な軸線に対して所定角
   度をなして配置された支持段（30）を有し、該支持段
   （30）は仮想頂点が前記軸線上にありかつ拡幅装置（2
   0′）の後尾端部に向けられた切頭角錐を協同して形成
   しており、支持段（30）に拡幅要素（29）が装着された
   ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の装置。
5. 【請求項５】拡幅装置（20′）の各々の拡幅要素（29）
   が切頭球形セグメントとして形成されたことを特徴とす
   る請求の範囲第１項または第４項のいずれか一項に記載
   の装置。
6. 【請求項６】輪郭管（１）の編成が輪郭管（１）の嵌合
   面の間に収容された環状シール（31）を備えたことを特
   徴とする請求の範囲第１項に記載の装置。
7. 【請求項７】隣接した輪郭管（１）の間に装着された少
   なくとも１個の付加的なパッカー（４′）を備えたこと
   を特徴とする請求の範囲第２項に記載の装置。