RU2166062C1

RU2166062C1 - Gear to repair break of casing string in borehole by centering and pressure grouting

Info

Publication number: RU2166062C1
Application number: RU99117029A
Authority: RU
Inventors: Б.И. Захаров; В.М. Юдин; С.Г. Аленников; Л.А. Руль
Original assignee: Предприятие по транспорту, добыче и переработке газа "Севергазпром" ОАО "Газпром"
Priority date: 1999-08-03
Filing date: 1999-08-03
Publication date: 2001-04-27

Abstract

FIELD: oil and gas industry, construction and repair of boreholes. SUBSTANCE: invention is related to construction of boreholes and repair of breaks in casing strings located in boreholes with displacement of break ends by horizontal and vertical lines. This approach provides for design of gear to repair breaks of casing strings with considerable displacement of ends of break along horizontal and vertical lines. Gear includes centering mount and aid grouting casing string. It also has aid to drill around cement stone and blades of centering mount which comes in the form of drill bit reinforced with hard alloy and linked to intake pipe. Centering mount is manufactured in the form of centering members made of easy-to-bore alloy anchored on pipe sections and connected to aid grouting casing string. It comes in the form of coupling. Its body has flushing ducts. Upper part of body of coupling has supporting ring used to attach coupling to internal part of intake pipe. External part of body of coupling and intake pipe with bits form circular protrusion. EFFECT: improved functional efficiency of gear. 3 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к строительству и ремонту скважин центрированием и цементированием интервала разрыва обсадных колонн в скважинах сo значительным смещением концов разрыва по горизонтали и по вертикали. The invention relates to the oil and gas industry, in particular to the construction and repair of wells by centering and cementing the interval of casing string fracture in wells with a significant displacement of the fracture ends horizontally and vertically.

Известно устройство для ремонта обсадных колонн в скважинах, включающее средство для цементирования (цементировочную пробку с эластичными манжетами), герметизирующую пробку, жестко связанную с нижней частью цементировочной пробки, и средство для центрирования в виде центрирующего конуса в нижней части корпуса (a.c. N 1768759, кл. E 21 B 33/13). A device for repairing casing strings in wells is known, including a cementing tool (cementing plug with elastic cuffs), a sealing plug tightly connected to the lower part of the cementing plug, and a centering tool in the form of a centering cone in the lower part of the body (ac N 1768759, class E 21 B 33/13).

Данное устройство для ремонта разрыва обсадных колонн в скважинах, взятое нами в качестве прототипа, не позволяет производить ремонт обсадных колонн с разрывом 0,5 м и более или при значительном смещении низа верхней части колонны и верха нижней части, а также не позволяет производить качественный ремонт при незначительном разрыве 10-15 см, при отсутствии ровных поверхностей торцов низа верхней части колонны и верха нижней части колонны. This device for repairing casing string fractures in wells, taken as a prototype, does not allow repair of casing strings with a gap of 0.5 m or more or with a significant displacement of the bottom of the upper part of the string and the top of the lower part, and also does not allow for high-quality repair with a slight gap of 10-15 cm, in the absence of even surfaces of the ends of the bottom of the upper part of the column and the top of the lower part of the column.

Задачей изобретения является создание устройства для ремонта разрыва обсадных колонн сo значительным смещением концов разрыва по горизонтали и по вертикали, позволяющего производить:
- центрирование смещенных концов обсадной колонны;
- цементирование интервала разрыва;
- удерживание в отцентрированном положении концов разрыва обсадной колонны во время ОЗЦ (ожидания затвердевания цемента);
- разбуривание цементного камня и центраторов после достижения необходимой прочности цементного камня;
- извлечение из скважины устройства.The objective of the invention is to provide a device for repairing a rupture of casing with a significant displacement of the ends of the gap horizontally and vertically, allowing to produce:
- centering the offset ends of the casing string;
- cementing the gap interval;
- holding in a centered position the ends of the rupture of the casing string during OZZ (waiting for the hardening of cement);
- drilling of cement stone and centralizers after reaching the necessary strength of the cement stone;
- extraction from the well of the device.

Поставленная задача в устройстве для ремонта обсадных колонн центрированием и цементированием, включающем средство для центрирования и средство для цементирования, решается тем, что устройство дополнительно содержит средство для обуривания цементного камня и лопастей центратора, выполненное в виде обурочной коронки, армированной твердым сплавом, и соединенное с приемной трубой, а средство для центрирования выполнено в виде центрирующих элементов из легкоразбуриваемого сплава, закрепленных на трубных секциях, и соединенного со средством для цементирования, выполненного в виде муфты, в корпусе которой выполнены боковые промывочные каналы, и размещенной в корпусе муфты с возможностью перемещения втулкой, закрепленной к корпусу муфты срезными штифтами, при этом корпус муфты в верхней части снабжен опорным кольцом, посредством которого закреплен к внутренней части приемной трубы, а корпус муфты своей внешней частью и приемная труба с обурочной коронкой образуют между собой кольцевой выступ. The problem in the device for repairing casing by centering and cementing, including means for centering and means for cementing, is solved by the fact that the device further comprises means for drilling cement stone and centralizer blades, made in the form of a core bit reinforced with hard alloy, and connected to the receiving pipe, and the centering means is made in the form of centering elements of easily drilled alloy, mounted on the pipe sections, and connected to the medium for cementing, made in the form of a coupling, in the case of which lateral flushing channels are made, and placed in the coupling housing with the possibility of moving the sleeve fixed to the coupling housing by shear pins, while the coupling housing in the upper part is provided with a support ring, by means of which it is fixed to the inner parts of the front pipe, and the coupling body with its outer part and the front pipe with the obrochny crown form an annular protrusion.

Существенными отличиями заявленного изобретения являeтся следующeе:
- устройство дополнительно содержит средство для обуривания цементного камня и лопастей центратора, выполненное в виде обурочной коронки, армированной твердым сплавом, и соединенное с приемной трубой;
- средство для центрирования выполнено в виде центрирующих элементов из легкоразбуриваемого сплава, закрепленных на трубных секциях, и соединено со средством для цементирования;
- средство для цементирования выполнено в виде муфты, в корпусе которой выполнены боковые промывочные каналы, и размещенной в корпусе муфты с возможностью перемещения втулкой, закрепленной к корпусу муфты срезными штифтами, при этом корпус муфты в верхней части снабжен опорным кольцом, посредством которого закреплен к внутренней части приемной трубы, а корпус муфты своей внешней частью и обурочная коронка образуют между собой кольцевой выступ.The significant differences of the claimed invention are as follows:
- the device further comprises means for drilling cement stone and centralizer blades, made in the form of a drill bit reinforced with hard alloy, and connected to the receiving pipe;
- the centering means is made in the form of centering elements of an easily drilled alloy fixed to the pipe sections and connected to the cementing means;
- cementing means is made in the form of a coupling, in the case of which lateral flushing channels are made, and placed in the coupling housing with the possibility of movement by a sleeve fixed to the coupling housing by shear pins, while the coupling housing in the upper part is provided with a support ring, by means of which it is fixed to the inner parts of the receiving pipe, and the coupling body with its outer part and the obrochny crown form an annular protrusion.

Вышеприведенные существенные отличительные признаки были не известны из патентной и научно-технической информации и являются, по нашему мнению, "новыми". The above significant distinguishing features were not known from the patent and scientific and technical information and are, in our opinion, "new."

Изобретение соответствует критерию "Изобретательский уровень", так как является неочевидным для среднего специалиста в нашей отрасли. The invention meets the criterion of "Inventive step", as it is not obvious to the average specialist in our industry.

На изобретение изготовлены рабочие чертежи и опытные образцы, которые изготовлены в условиях мастерских УБР. В связи с этим считаем, что изобретение соответствует критерию "Промышленная применимость". For the invention made working drawings and prototypes, which are made in the workshop of UBR. In this regard, we believe that the invention meets the criterion of "Industrial applicability".

На фиг. 1 показаны разрыв со смещением верхнего 2 и нижнего 3 торца обсадной колонны и разрушение цементного камня 4 в месте разрыва обсадной колонны. In FIG. 1 shows a discontinuity with a displacement of the upper 2 and lower 3 ends of the casing string and the destruction of cement stone 4 at the casing break point.

На фиг. 2 изображено устройство для ремонта разрыва обсадных колонн в скважине центрированием и цементированием, включающее направляющий наконечник 5, центраторы 6 из разбуриваемого алюминиевого сплава Д16Т, размещенные на трубных секциях 7, корпус муфты 8 для цементирования, включающий срезные штифты 9, каналы для цементирования 10 и втулки 11 с возможностью перемещения в осевом направлении коронки 12, армированной твердым сплавом 13, с внутренним кольцевым выступом 14, опорное кольцо 15 и приемную трубу 16, шар 17, перфорационные отверстия 18 (фиг. 1). In FIG. 2 shows a device for repairing casing fractures in a well by centering and cementing, including a guiding tip 5, centralizers 6 made of drillable aluminum alloy D16T placed on pipe sections 7, a coupling sleeve 8 for cementing, including shear pins 9, cementing channels 10 and bushings 11 with the possibility of axial movement of the crown 12, reinforced with hard alloy 13, with an inner annular protrusion 14, a support ring 15 and a receiving pipe 16, ball 17, perforations 18 (Fig. 1).

На фиг. 3 показано положение устройства для ремонта разрыва обсадной колонны в скважине центрированием и цементированием во время разбуривания цементного камня и центрирующих элементов. In FIG. 3 shows the position of a device for repairing a casing fracture in a well by centering and cementing while drilling cement stone and centering elements.

Предложенное устройство работает следующим образом. The proposed device operates as follows.

После определения места нарушения целостности обсадной колонны, величины и характера нарушения методом локатора муфт и свинцовой печатью составляют детальный план производства работ, в котором, в частности, указывают общую длину центрирующего средства, количество и места установки центраторов, общую длину средства для разбуривания цементного камня и центраторов и точный интервал установки устройства в скважине перед началом цементирования. After determining the place of violation of the casing string integrity, the magnitude and nature of the violation using the coupling locator method and lead seal, a detailed work plan is drawn up, which, in particular, indicates the total length of the centering tool, the number and location of centralizers, the total length of the cement stone drill and centralizers and the exact interval of installation of the device in the well before cementing.

После сборки, спуска в скважине и установки устройства в планируемом интервале закачивают расчетное количество тампонажного раствора, продавливают его в интервал нарушения целостности обсадной колонны, открывают отверстия втулки 11 с помощью брошенного шара 17, который срезает штифт 9, осуществляют промывку, вымывают остатки цементного раствора, ожидают затвердевания цемента (ОЗЦ). Путем вращения бурильной колонны обуривают секцию с центраторами и цементным камнем с помощью коронки 12, армированной твердым сплавом 13. С опущением коронки 12 центрирующая секция размещается в приемных трубах 16 до полного разбуривания цементного камня и всех центраторов, после чего извлекают секцию из скважины, производят шаблонировку обсадной колонны долотом номинального диаметра. After assembling, lowering in the well and installing the device in the planned interval, the calculated amount of the cement slurry is pumped, it is pressed into the casing integrity interval, the holes of the sleeve 11 are opened with the help of an abandoned ball 17, which cuts the pin 9, the washing is carried out, the cement mortar remains, expect solidification of cement (OZZ). By rotating the drill string, a section with centralizers and cement stone is drilled using a crown 12 reinforced with hard alloy 13. With the lowering of the crown 12, the centering section is placed in the receiving pipes 16 until the cement stone and all centralizers are completely drilled, after which the section is removed from the well, and template is produced casing bit with a nominal diameter bit.

Таким образом, предлагаемое устройство в сравнении с прототипом позволяет осуществлять ремонт разрыва обсадных колонн при значительном смещении концов разрыва по горизонтали и вертикали. Thus, the proposed device in comparison with the prototype allows you to repair the rupture of the casing strings with a significant displacement of the ends of the gap horizontally and vertically.

Claims

Device for repairing casing rupture by centering and cementing, including centering means and means for cementing casing strings, characterized in that it further comprises means for drilling cement stone and centralizer blades, made in the form of a drill bit reinforced with hard alloy and connected to the receiving pipe and the centering means is made in the form of centering elements of easily drilled alloy, fixed on the pipe sections, connected to the means for I cementing, made in the form of a coupling, in the housing of which there are lateral flushing channels and placed in the coupling housing with the possibility of movement by a sleeve fixed to the coupling housing by shear pins, while the coupling housing in the upper part is provided with a support ring, through which it is fixed to the inner part of the receiving pipes, and the coupling body with its outer part and the obrochny crown form an annular protrusion between themselves.