RU1810482C - Способ ремонта обсадных колонн - Google Patents

Abstract

Использование: ремонт участков с очагами разрушени  и дефектами в стенках обсадных колонн. Сущность изобретени : подбирают цилиндрический патрубок расчетного периметра, длина которого больше внутреннего диаметра 2 ремонтируемого участка обсадной колонны, а длина патрубка больше длины интервала повреждени . Производ т поперечную деформацию патрубка по всей длине до потери устойчивости , фиксацию его в этом положении, спуск в скважину и установку в зоне повреждени  путем фиксаторов. При этом материал патрубка выбирают по модулю упругости - Е, который определ ют из соотношени : 1,4Р Е , где Р - контактное давление (h/R)5 патрубка на стенки обсадной колонны; h - толщина стенки патрубка; R - радиус внутренней стенки обсадной колонны. 4 ил.

Description

Фиг.1

Изобретение относитс  к технологии емонтных работ в нефтедобывающей проышленности , а именно, к способам ликвиации участков с очагами разрушени  и ефектами в стенках обсадных колонн.

Цель изобретени  - повышение эффекивности ремонтных работ и обеспечение авномерного прижати  патрубка по всей го длине к обсадной колонне при упрощений процесса установки патрубка за счет сключени  дополнительного воздействи  на йёгоД // -V-;.. - :. .. ; ..; .:

На фиг. 1 изображено устройство дл  приведени  патрубка в состо ние потери стойчивости: на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - патрубок, зафиксированный в состо нии Потери устойчивости. : Устройство дл  приведени  патрубка 1 в состо ние потери устойчивости - прот гивающее устройство - представл ет собой коническую оправку 2 с формообразующим стержнем 3 и роликами 4, закрепленными по длине оправки. Ролики 4 св заныс, механическим приводом 5, вращение на который передаетс  двигателем 6. После приведени  патрубка в состо ние потери устойчивости при помощи данного устройства он фиксируетс  в этом состо нии посредством фиксаторов 7V соединенных между собой стержн ми 8; Привод 5 представл ет из себ  зубчатую передачу с одной ведущей 9 и Двум  ведомыми шестерн ми 10. 11. Ведуща  шестерн  9 установлена на выходном валу 12 двигател  6; на валу 13 верхней ведомой шестерни установлен крайний верхний ролик 4, а на валу 14 нижней ведомой шестерни крайний нижний ролик 4. Ролики 4 (и верхние, и нижние) св занные приводным ремнем 15. Ролики 4, не св занные с валами 13 и 14, выполнены упругоэластич- ными или подпружинены в результате чего они отслеживают деформацию патрубка. Боковые ролики 4 закреплены в конической оправке 2 с возможностью вращени . Они не подпружинены и установлены соосно к формообразующему стержню 3.

.- --. . - .- - . -.:- . .. .

Способ ремонта заключаетс  в следую- щем. .. ::.: -: - . .;;..- - :.: ..

Вначале осуществл ют подбор патрубка расчетного периметра и упругости. Патрубок 1 выполн ют в виде тонкостенного кругового цилиндра из материала обладающего свойством упругости, причем периметр цилиндра больше внутреннего периметра ремонтируемой обсадной колонны , а длина - больше интервала повреждени  обсадной колонны. В качестве Материала изготовлени  патрубка может

быть использована высококачественна  закаленна  сталь, стеклопластик и другие материалы , характеризующие тем, что напр жени , возникающие в них после потери устойчивости, не превышают пределов текучести данных материалов, т.е. соответствуют упругим деформаци м этих материалов .

Затем производ т поперечную деформацию патрубка по всей длине до потери устойчивости и фиксацию его в этом состо нии . Дл  этого патрубок 1 подают на вход оправки 2 прот гивающего устройства с предварительно, включенным двигателем б,

5 передающим вращение на ролики 4 с помощью механического привода 5. Ролики 4 захватывают патрубок и прот гивают его внутрь конической оправки 2 устройства. По -. мере движени  патрубка вдоль внутренней

0 поверхности постепенно увеличиваетс  ра . диальна  нагрузка, действующа  на него со стороны оправки из-за уменьшени  ее диаметра . Известно, что тонкиеупругие оболочки под действием радиальной нагрузки

5 тер ют устойчивость, переход  к новому состо нию равновеси  с выпуклостью, : обращенной к центральной оси цилиндра. Дл  обеспечени  перехода патрубка в состо ние Потери устойчивости служит фор0 моабразующий стержень 3, который концентрирует радиальную нагрузку на патрубок , тер ющий устойчивость. Дальнейша  прот жка патрубка св зана -с продолжающимс  увеличением радиальной

5 нагрузки и приводит к увеличению выпуклости оболочки патрубка, потер вшей устойчивость , в результате чего размеры патрубка будут соответствовать транспортным размерам тел, спускаемых в скважину.

0 в момент достижени  патрубком транспортных размеров он прот гиваетс  к концу оправки 2 и на выходе из нее ст гиваетс  несколькими фиксаторами 7 (см. фиг. 4), которые жестко соедин ют между собой стер5 жн ми 8. Таким образом осуществл ют операцию фиксировани  патрубка 1 в состо нии потери устойчивости.

После этого производ т установку патрубка в зоне повреждени  обсадной колон0 ны.

Дл  этого с помощью держател  (на чертеже не показан) патрубок, зафиксированный в состо нии потери устойчивости, спускают в скважину и устанавливают на

5 уровне участка повреждени  обсадной колонны . Ст гивающие патрубок 1 фиксаторы 7 снимают, перемеща  вверх соедин ющие их стержни 8, что приводит к сн тию радиальной нагрузки, действующей на патрубок. Под действием усилий в оболочке, потер вшей устойчивость, патрубок 1 возвращаетс  в исходное равновесное состо ние,

В силу того, что исходный внешний диаметр патрубка несколько больше внутреннего диаметра обсадной колонны. Патрубок плотно и равномерно прижимаетс  к обсадной колонне, перекрыв участок повреждени .

Были проведены лабораторные испытани  способа ремонта обсадных колонн на модели обсадной колонны с целью проверки его работоспособности. Модель обсадной колонны представл ет собой толстостенную трубу с внутренним диаметром 80 мм, параметром 251,2 мм и длиной 500 мм.

: Патрубок выполнен из стеклопластика в виде тонкостенного кругового цилиндра, толщина стенки которого 0,3 мм, а периметр 251,6мм.

В качестве прот гивающего устройства использовалась коническа  оправка со входным диаметром 100 мм, выходным - 70 мм, длиной 600 мм с одним формообразую- щим стержнем вдоль внутренней поверхности оправки. Прот жка осуществл лась давлением на торец патрубка. На выходе из прот гивающего устройства патрубок имел диаметр 70 мм, причем формообразующий стержень уже не касалс  вывернутой оболочки патрубка, и в таком положении патрубок был последовательно ст нут двум  фиксаторами, соединенными между собой двум  стальными стержн ми.

Затем патрубок был спущен в модель, обсадной колонны до уровн  зоны повреждени  обсаднойколонны с помощью держател , поперечные размеры которого не превышали 70 мм. Затем ст гивающие фиксаторы сдвигали к верхнему торцу патрубка за счет усили , передаваемого через стержни ./

В момент сн ти  последнего фиксатора свободный патрубок полностью восстановил свою форму, прижавшись к внутренней стенке обсадной колонны и перекрыв зону повреждени .

Аналогичным образом были проведены испытани  в услови х полного заполнени  модели обсадной колонны водой.

Лабораторные данные подтвердили работоспособность данного способа ремонта обсадных колонн. Патрубок полностью, без повреждений и складок восстановил свою форму и плотно облегал внутреннюю стенку обсадной колонны, изолиру  зону повреждени .

Ф о р м у л а и з о б р е т.е н и   Способ ремонта обсадных колонн, включающий подбор патрубка расчетного периметра, поперечную деформацию патрубка по всей длине, спуск его в скважину и установку в зоне повреждени , отличаю- щи и с   тем, что, с целью повышени  эффективности ремонтных работ и обеспечени  равномерного прижати  патрубка по всей его длине к обсадной колонне при одновременном упрощении процесса уста- новки патрубка за счет исключени  дополнительного воздействи  на него, материал патрубка выбирают по модулю упругости Е, причем последний определ ют из соотношени 

Е

1,4 Р

Щ1

(h/R)

где Р - контактное давление патрубка на стенки обсадной колонны;

h - толщина стенки патрубка: R - радиус внутренней поверхности обсадной колонны,

а поперечную деформацию патрубка по всей длине осуществл ют до потери устойчивости , затем его фиксируют в этом состо нии и после спуска в зону повреждени  фиксаторы снимают.