RU2110667C1

RU2110667C1 - Patching tool

Info

Publication number: RU2110667C1
Application number: RU96116450A
Authority: RU
Inventors: Р.Г. Габдуллин; Д.В. Страхов; В.Б. Оснос
Original assignee: Габдуллин Рафагат Габделвалеевич
Priority date: 1996-08-09
Filing date: 1996-08-09
Publication date: 1998-05-10

Abstract

FIELD: oil production industry. SUBSTANCE: this relates to machinery and equipment intended for restoring casing strings in wells. Patching tool is used for lowering patch into well by suspending rope. Device has body which accommodates operating slip sockets and pushing slips. Provided for interaction with aforesaid device is operating mechanism with rod, working head, sealing unit, and pulling member. There is supporting tool in device. Bush is made for possible interaction with working head and pushing slips. Rigidly connected with body is hydraulic cylinder. having its piston connected with rod which is hollow inside, and with piston-type pump having suction valve and delivery valve. They are located in rod hollow. Suction valve and delivery valve are positioned so as to allow communication through them of respective above-piston space of hydraulic cylinder with under-piston space of cylinder when required at reciprocating motion of piston in pump. EFFECT: higher efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к средствам и оборудованию для восстановления обсадных колонн скважин. The invention relates to the oil industry, and in particular to means and equipment for the restoration of casing wells.

Известен посадочный инструмент (авт.св. N 1726730 AI, Пакер кл. 5 E 21 B 33/12, 1988), включающий клиновый дорн с опорой и, размещенный между ними, пластырь с уплотнением. Пакер спускается в скважину и приводится в действие посредством колонны насосно-компрессорных труб (НКТ). Known landing tool (ed. St. N 1726730 AI, Packer class 5 E 21 B 33/12, 1988), including a wedge mandrel with a support and, placed between them, a patch with a seal. The packer is lowered into the well and driven by a tubing string.

Недостаток пакера в том, что в скважину его приходится спускать на колонне (НКТ), а это сложная и дорогостоящая операция. The disadvantage of the packer is that it has to be lowered into the well on the string (tubing), and this is a complex and expensive operation.

Более близок предлагаемому посадочный инструмент (авт.св. N 1828489, Пакер кл. 5 E 21 B 33/12 1993), включающий корпус с разменными на нем шлипсами с клиновым приводом и уплотнительный элемент в виде манжеты, пакер размещают в скважине на канате. Closer to the proposed landing tool (ed. St. N 1828489, Packer class 5 E 21 B 33/12 1993), including a housing with variable wedge-shaped slips on it and a sealing element in the form of a cuff, the packer is placed in the well on the rope.

Недостаток пакера, в том, что он полностью перекрывает сечение ствола скважины, не давая возможности проводить какие-либо работы в отсеченном участке. The disadvantage of the packer is that it completely covers the cross section of the wellbore, making it impossible to carry out any work in the clipped section.

Задача изобретения - создание посадочного инструмента для установки пластыря в скважине, спускаемого в скважину на канатной подвеске. The objective of the invention is the creation of a landing tool for installing the patch in the well, lowered into the well on a cable suspension.

Поставленная задача решается созданием описываемого посадочного инструмента, включающего корпус с размещенными в нем рабочими шлипсами и толкающими клиньями и, выполненный с возможностью взаимодействия с ним, исполнительный механизм со штангой, рабочей головкой, уплотнителем и тяговым канатом. Новым является то, что он снабжен опорной втулкой, выполненной с возможностью взаимодействия с рабочей головкой и клиньями, жестко соединенным с корпусом гидроцилиндром, поршень которого соединен со штангой, выполненной с внутренней полостью, и поршневым насосом с всасывающим и нагнетательным клапанами, размещенными в полости штанги и связанным поршнем с тяговым канатом, при этом всасывающий и нагнетательный клапаны размещены с возможностью сообщения через них соответственно надпоршневой полости гидроцилиндра с его подпоршневой полостью при возвратно-поступательных перемещениях поршня поршневого насоса. The problem is solved by the creation of the described landing tool, comprising a housing with working slips and pushing wedges placed in it and, with the possibility of interaction with it, an actuator with a rod, a working head, a sealant and a traction rope. What is new is that it is equipped with a support sleeve made to interact with the working head and wedges, rigidly connected to the housing by a hydraulic cylinder, the piston of which is connected to a rod made with an internal cavity, and a piston pump with suction and discharge valves placed in the rod cavity and a connected piston with a traction rope, while the suction and discharge valves are placed with the possibility of communication through them, respectively, of the piston cavity of the hydraulic cylinder with its piston polo with reciprocating movements of the piston of the piston pump.

Исследования патентной и научно-технической литературы показали, что подобная совокупность существенных признаков является новой и ранее не использовались, а это, в свою очередь, позволяет сделать заключение о соответствии технического решения критерию "новизна". Studies of patent and scientific and technical literature have shown that such a combination of essential features is new and has not been used before, and this, in turn, allows us to conclude that the technical solution meets the criterion of "novelty."

На чертеже изображена схема посадочного инструмента. The drawing shows a diagram of a landing tool.

Посадочный инструмент содержит корпус 1 с размещенными в его окнах рабочими шлипсами 2 и толкающими их клиньями 3, причем наклонная поверхность шлипсов 2 и ответная поверхность клина 3 снабжены подвижным соединением типа "ласточкин хвост". Вдоль центральной оси корпуса 1, с возможностью взаимодействия с ним выполнен исполнительный механизм со штангой 4, заканчивающейся рабочей головкой 5 дорна. Коническая поверхность дорна, являющаяся уплотнителем, выполнена с уклоном в 3^o с корпусом 1, со стороны, противоположной выходу из него рабочей головки 5 дорна жестко соединен гидроцилиндр 6, поршень 7 которого соединен со штангой 4. Во внутренней полости штанги 4 размещен поршневой насос, цилиндром его являются стенки штанги, поршень 8 поршневого насоса подпружинен пружиной 16 и соединен в верхней своей части (см. чертеж) с тяговым канатом 10. Всасывающий клапан 11 поршневого насоса и нагнетательный клапан 12 размещены с возможностью сообщения через них соответственно надпоршневой полости гидроцилиндра с его подпоршневой полостью. Это обеспечивается при возвратно-поступательных перемещениях поршня поршневого насоса. В рабочем положении клинья 3 удерживает опорная втулка 13, выполненная с возможностью взаимодействия с упором 14 рабочей головки дорна 5 и клиньями 3. Количество шлипс 2 и парных им клиньев 3 определяют исходя из производственной необходимости и условий симметрии.The landing tool comprises a housing 1 with working slips 2 located in its windows and wedges 3 pushing them, and the inclined surface of the slips 2 and the counter surface of the wedge 3 are provided with a dovetail movable joint. Along the central axis of the housing 1, with the possibility of interaction with it, an actuator with a rod 4 is made, ending with a working head 5 of the mandrel. The conical surface of the mandrel, which is a sealant, is made with a slope of 3 ^o with the housing 1, on the side opposite to the outlet of the working head 5 of the mandrel, the hydraulic cylinder 6 is rigidly connected, the piston 7 of which is connected to the rod 4. A piston pump is placed in the inner cavity of the rod 4, its cylinder is the rod wall, the piston of the piston pump 8 is spring-loaded with a spring 16 and connected in its upper part (see drawing) to the traction cable 10. The suction valve 11 of the piston pump and the discharge valve 12 are arranged to communicate with Res them respectively above the piston cavity of the hydraulic cylinder with its subpiston cavity. This is ensured by reciprocating piston pump piston movements. In the working position, the wedges 3 are held by the support sleeve 13, which is adapted to interact with the stop 14 of the working head of the mandrel 5 and the wedges 3. The number of slips 2 and their paired wedges 3 is determined based on production requirements and symmetry conditions.

Посадочный инструмент перед работой снабжают, размещенными между рабочей головкой 5 дорна и корпусом 1, пластырем 15 с уплотнением 9, и размещают в расчетном месте обсадной колонны. Before work, the planting tool is provided, placed between the working head 5 of the mandrel and the body 1, with a plaster 15 with a seal 9, and placed in the calculated place of the casing.

В зависимости от производственной необходимости, пластырь в нижней своей части, может быть снабжен стаканом, перекрывающим сечение скважины, либо посадочным местом, служащим для последующей установки требуемого оборудования. Depending on the production necessity, the patch in its lower part may be equipped with a glass covering the section of the well, or with a seat used for the subsequent installation of the required equipment.

Посадочный инструмент выполнен со всеми необходимыми уплотнениями (чертежи не нумерованы) и технологическими разъемами. The landing tool is made with all the necessary seals (drawings are not numbered) and technological connectors.

Посадочный инструмент работает следующим образом. Landing tool works as follows.

Перед спуском подпоршневую полость гидроцилиндра 6 заполняют жидкостью (например, нефтью), подвешивают посадочный инструмент на тяговый канат 10, при этом пружина 16 перейдет в сжатое состояние, а поршень 8 будет находиться в крайнем верхнем положении. Before the descent, the under-piston cavity of the hydraulic cylinder 6 is filled with liquid (for example, oil), the landing tool is suspended on the traction rope 10, while the spring 16 will go into a compressed state, and the piston 8 will be in its highest position.

На тяговом канате 10 посадочный инструмент спускают в скважину на расчетную глубину, при этом шлипсы 2 скользят по обсадной и не препятствуют перемещению вниз (см. чертеж). При необходимости в установке пластыря тяговый канат дергают вверх, при этом шлипсы 2 надвигаются на клинья 3 и выдвигаются в радиальном направлении притормаживая перемещение вверх. Далее увеличивают усилие на тяговом канате 10, это вызывает перемещение клиньев 3 вверх и дополнительное выталкивание шлипсов 2. Таким образом, чем выше прилагаемое усилие к тяговому канату 10, тем сильнее шлипсы 2 впиваются а обсадную колонну. В момент прекращения перемещения шлипсов 2 (упрутся в обсадную колонну) резко возрастает усилие на тяговом канате 10, что служит командой к переходу к следующей операции. On the traction rope 10, the landing tool is lowered into the well to the calculated depth, while the slips 2 slide along the casing and do not impede downward movement (see drawing). If necessary, in the installation of the patch, the traction rope is pulled up, while the slips 2 are pushed onto the wedges 3 and are pulled out in the radial direction, braking the movement up. Further, the force on the traction rope 10 is increased, this causes the wedges 3 to move up and additionally push out the slips 2. Thus, the higher the applied force to the traction rope 10, the stronger the slips 2 are pressed into the casing. At the moment of stopping the movement of the slips 2 (they will rest against the casing), the force on the traction rope 10 increases sharply, which serves as a command to proceed to the next operation.

Начинают попеременно снимать и прилагать усилие к тяговому канату, при этом поршень 8 совершает возвратно-поступательные перемещения и перекачивает жидкость из надпоршневой полости гидроцилиндра 6 в подпоршневую. Поршень 7 гидроцилиндра 6 перемещается вверх, передавая усилие дорну 5, он начнет перемещаться вверх, раздавая пластырь 15, который, за счет уплотняющего материала плотно прижимается к обсадной колонне 17. После выхождения дорна 5 из пластыря 15 (окончание дорнирования) упор 14 упрется в опорную втулку 13 и переместит ее вверх, при этом клинья 3 лишаться опоры и сдвинутся во внутрь, освобождая шлипсы 2. Затем устройство извлекают. They begin to alternately remove and apply force to the traction rope, while the piston 8 makes reciprocating movements and pumps the fluid from the over-piston cavity of the hydraulic cylinder 6 into the under-piston. The piston 7 of the hydraulic cylinder 6 moves upward, transmitting the force to the mandrel 5, it begins to move upward, distributing the patch 15, which, due to the sealing material, is pressed tightly to the casing 17. After the mandrel 5 leaves the patch 15 (end of the mandrel), the stop 14 will abut against the support the sleeve 13 and move it up, while the wedges 3 lose their support and move inward, releasing the slips 2. Then the device is removed.

Применение устройства для установки пластыря в скважине позволит ремонтировать обсадные колонны скважины без дорогостоящих операций по спуску и подъему колонн насосно-компрессорных труб и без использования насосного агрегата, что в 4-5 раз ускоряет и удешевляет процесс. The use of a device for installing a patch in a well will make it possible to repair casing strings in the well without expensive descent and lifting strings of tubing and without using a pump unit, which speeds up and reduces the cost of the process by 4-5 times.

Claims

Landing tool, comprising a housing with working slips placed therein and pushing wedges and made with the possibility of interacting with it an actuator with a rod, working head, seal and traction rope, characterized in that it is equipped with a supporting sleeve made with the possibility of interaction with the working head and wedges rigidly connected to the housing by a hydraulic cylinder, the piston of which is connected to a rod made with an internal cavity, and a piston pump with a suction and discharge valve and placed in the cavity of the piston rod and associated with a towing rope, the suction and discharge valves are arranged to communicate respectively through them a cavity above the piston of the hydraulic cylinder with its subpiston cavity when the reciprocating movements of the piston of the piston pump.