RU2483190C1 - Method and device for isolation of troublesome zones when drilling wells with shaped shutter with cylindrical sections - Google Patents

Method and device for isolation of troublesome zones when drilling wells with shaped shutter with cylindrical sections Download PDF

Info

Publication number
RU2483190C1
RU2483190C1 RU2011150542/03A RU2011150542A RU2483190C1 RU 2483190 C1 RU2483190 C1 RU 2483190C1 RU 2011150542/03 A RU2011150542/03 A RU 2011150542/03A RU 2011150542 A RU2011150542 A RU 2011150542A RU 2483190 C1 RU2483190 C1 RU 2483190C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sections
overlap
shutter
hydraulic jack
well
Prior art date
Application number
RU2011150542/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Габдрашит Султанович Абдрахманов
Нигаматьян Хамитович Хамитьянов
Анатолий Вениаминович Киршин
Альберт Салаватович Ягафаров
Виталий Петрович Филиппов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина filed Critical Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина
Priority to RU2011150542/03A priority Critical patent/RU2483190C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2483190C1 publication Critical patent/RU2483190C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: when implementing the method, a shutter is lowered to a troublesome zone, shaped sections of the shutter are expanded by creating hydraulic pressure in it and calibrated by means of sections of the expanding head, which are made in the form of puncheons, in a downward direction by pushing through the shutter with the weight of a pipe string, and with a hydraulic jack in the sections requiring additional forces. Besides, prior to lowering, one or more hinge assemblies are installed between the sections, and pressure drop in the hydraulic jack and the last puncheon in relation to the shutter is created due to nozzles. At that, force of the hydraulic jack fixation relative to the well is created with the weight of the pipe string or due to friction of those pipes on the well walls. The device includes a shaped shutter, sections of the expanding head, and a hydraulic jack with a central channel, which is connected to upper end of the shutter. Nozzles are installed inside the expanding head, and one or more hinge assemblies are arranged between its sections.
EFFECT: avoiding the probability of tool sticking owing to shortening the length and application of hinge assemblies increasing the tool flexibility, and allowing to reduce time expenditures when isolating the well troublesome zones.
2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к бурению и ремонту нефтяных и газовых скважин, в частности для изоляции зон осложнения бурения скважин.The invention relates to the drilling and repair of oil and gas wells, in particular for the isolation of zones of complications of well drilling.

Известен «Способ и устройство для изоляции зон осложнения бурения скважины» (а.с. №1712581, МПК Е21В 29/10, 33/13, опубл. Бюл. №6 от 15.02.92 г.).The well-known "Method and device for isolating the zones of complications of well drilling" (AS No. 1712581, IPC ЕВВ 29/10, 33/13, publ. Bull. No. 6 from 02.15.92).

Способ, осуществляемый с помощью этого устройства, включает спуск перекрывателя, имеющего цилиндрические участки и резьбовые соединения, в зону осложнения бурения с помощью установочного оборудования, расширение профильных участков перекрывателя созданием в нем гидравлического давления до прижатия их стенок к стенкам скважины, раздачу цилиндрических участков с резьбовыми соединениями и калибровку профильных участков путем вальцевания (см. описание изобретения к а.с. №1712581).The method carried out using this device includes lowering the overlap, having cylindrical sections and threaded connections, into the zone of drilling complication with the help of installation equipment, expanding the profile sections of the overlap by creating hydraulic pressure in it until their walls are pressed against the walls of the well, distributing cylindrical sections with threaded connections and calibration of profile sections by rolling (see the description of the invention to AS No. 1712581).

Устройство для изоляции зон осложнения бурения скважин (по указанному авт. св-ву) включает профильный перекрыватель с цилиндрическими участками и резьбовыми соединениями, дорнирующую головку, состоящую из нескольких секций, установленных ступенчато с уменьшающимися по диаметру в сторону раздачи вальцующими элементами, установленный в нижнем конце перекрывателя башмак с обратным клапаном и захватываемым при его отсоединении от перекрывателя элементом, жестко связанные между собой: захватывающий элемент, замковый механизм и узел соединения с бурильными трубами.The device for isolating the zones of complications of drilling wells (according to the specified author's certificate) includes a profile shutter with cylindrical sections and threaded joints, an expanding head, consisting of several sections installed stepwise with rolling elements decreasing in diameter towards the distribution, installed at the lower end blocker shoe with non-return valve and an element captured when disconnecting from the overlap, rigidly interconnected: locking element, locking mechanism and assembly neniya with drill pipes.

Основными недостатками этих способа и устройства для его осуществления являются низкая надежность изоляции зон осложнения бурения скважин вследствие плохой калибровки раздутой профильной части перекрывателя и некачественного прижатия цилиндрической части перекрывателя развальцовкой, вследствие чего профильные и цилиндрические части перекрывателя прижимаются по спирали, что может привести к заклиниванию долота при спуске его после установки профильного перекрывателя для продолжения бурения, к нарушению герметичности резьбовых соединений перекрывателя, а иногда и к разрушению их из-за многоразовой знакопеременной нагрузки. Также при неглубоких интервалах нарушений бурения веса труб может не хватить для прохождения цилиндрических частей, что приведет к заклиниванию инструмента и, как следствие, аварийной ситуации.The main disadvantages of this method and device for its implementation are the low reliability of isolation of the zones of complications of well drilling due to poor calibration of the inflated profile part of the overlap and low-quality pressing of the cylindrical part of the overlap by flaring, as a result of which the profile and cylindrical parts of the overlap are pressed in a spiral, which can lead to jamming of the bit when lowering it after installing the profile shutter to continue drilling, to the violation of the tightness of the threaded compounds of the overlap, and sometimes to their destruction due to reusable alternating load. Also, at shallow intervals of drilling disturbances, the weight of the pipes may not be enough to pass the cylindrical parts, which will lead to jamming of the tool and, as a consequence, an emergency.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемым являются «Способ и устройство изоляции зон осложнения бурения скважины профильным перекрывателем с цилиндрическими участками» (пат. RU №2374424, МПК Е21В 29/10, опубл. бюл. №33 от 27.11.2009 г.), включающие спуск перекрывателя с башмаком в зону осложнения на колонне труб, оснащенной замковым механизмом, расширяющей головкой, состоящей из нескольких секций, установленных друг над другом с уменьшающимися по диаметру рабочими поверхностями в сторону перекрывателя, расширение профильных участков перекрывателя созданием в нем гидравлического давления, раздачу цилиндрических и калибровку профильных участков с помощью расширяющей головки. При этом секциям расширяющей головки, выполненным в виде пуансонов, которые выполнены с возможностью уменьшать свой диаметр при извлечении из перекрывателя, а последний от перекрывателя пуансон - еще и увеличивать свой диаметр до рабочего при помощи гидравлического давления, при раздаче и калибровке придают продольное перемещение сверху вниз с проталкиванием через перекрыватель весом колонны труб, а на участках, требующих дополнительное усилие, например, при раздаче и калибровке цилиндрических участков, - гидродомкратом. Гидродомкрат соединен сверху с якорным узлом, выполненным с возможностью взаимодействия со стенками скважины, а снизу - с гидравлическим центратором. При подъеме якорного узла, гидродомкрата с гидравлическим центратором относительно дорнирующей головки стравливают жидкость внутри колонны труб при помощи перепускного клапана.The closest in technical essence and the achieved result to the proposed ones are “Method and device for isolating the zones of complication of drilling a well with a profile overlap with cylindrical sections” (Pat. RU No. 2374424, IPC ЕВВ 29/10, publ. Bulletin No. 33 of November 27, 2009 .), including the descent of the overlapper with the shoe into the complication zone on the pipe string, equipped with a locking mechanism, an expanding head, consisting of several sections mounted on top of each other with decreasing diameter working surfaces towards the overlap, expanding of profile sections Perekryvatel creating therein a hydraulic pressure distribution of the cylindrical and calibration profile sections by means of a spreading head. In this case, the sections of the expanding head made in the form of punches, which are made with the possibility of decreasing their diameter when removed from the overlap, and the last one from the overlapping punch, also increase their diameter to the working one by means of hydraulic pressure, during distribution and calibration they give longitudinal movement from top to bottom with pushing through the cutter weight of the pipe string, and in areas requiring additional effort, for example, when distributing and calibrating cylindrical sections, with a hydraulic jack. The hydraulic jack is connected at the top with the anchor unit, made with the possibility of interaction with the walls of the well, and at the bottom - with a hydraulic centralizer. When lifting the anchor unit, a hydraulic jack with a hydraulic centralizer relative to the head of the head, bleed the liquid inside the pipe string using a bypass valve.

Недостатками данного способа и устройства являются наличие вспомогательного оборудования, такого как якорь, центратор, перепускной клапан, что в конечном счете приводит к увеличению длины компоновки и, как следствие, ухудшению проходимости инструмента и уменьшению его надежности. Кроме того, это оборудование позволяет работать только пошагово, т.е. необходимо сначала заякориться, затем усилием гидродомкрата раздать участок профильного перекрывателя, сбросить гидравлическое давление, чтобы поршни якорей вернулись в транспортное положение и только потом продолжать спуск до следующего раздаваемого участка. Для уменьшения количества этих операций длина хода гидродомкрата выбирается максимально возможной, что также приводит к общему увеличению длины компоновки.The disadvantages of this method and device are the availability of auxiliary equipment, such as an anchor, a centralizer, a bypass valve, which ultimately leads to an increase in the length of the layout and, as a result, to a deterioration of the tool throughput and a decrease in its reliability. In addition, this equipment allows you to work only step by step, i.e. you must first anchor, then distribute the section of the profile shutter with the help of a hydraulic jack, relieve the hydraulic pressure so that the pistons of the anchors return to the transport position and only then continue the descent to the next distributable section. To reduce the number of these operations, the stroke length of the hydraulic jack is selected to the maximum possible, which also leads to a general increase in the length of the layout.

Техническими задачами предлагаемого изобретения являются повышение надежности оборудования за счет упрощения его конструкции, исключения вероятности «прихвата» инструмента за счет уменьшения длины и применения шарнирных узлов, увеличивающих гибкость инструмента, а также сокращение временных затрат при проведении изоляции зон осложнения бурения.The technical objectives of the invention are to increase the reliability of equipment by simplifying its design, eliminating the likelihood of "sticking" of the tool by reducing the length and use of hinge assemblies that increase the flexibility of the tool, as well as reducing time costs when isolating drilling complication zones.

Техническая задача решается способом изоляции зон осложнения бурения скважины профильным перекрывателем с цилиндрическими участками, включающим спуск перекрывателя с башмаком в зону осложнения на колонне труб, секций расширяющей головки, установленных друг над другом с уменьшающимися по диаметру рабочими поверхностями в сторону перекрывателя и выполненных в виде пуансонов, которые установлены с возможностью уменьшать свой диаметр при извлечении из перекрывателя, а последний от перекрывателя пуансон - еще и увеличивать свой диаметр до рабочего при помощи гидравлического давления, расширение профильных участков перекрывателя созданием в нем гидравлического давления, раздачу цилиндрических и калибровку профильных участков с помощью расширяющей головки за счет продольного перемещения сверху вниз с проталкиванием через перекрыватель весом колонны труб, а на участках, требующих дополнительного усилия при раздаче и калибровке цилиндрических участков, - гидродомкратом.The technical problem is solved by the method of isolating the zones of complication of drilling a well with a profile overlap with cylindrical sections, including the descent of the overlap with a shoe into the zone of complication on the pipe string, sections of the expanding head mounted on top of each other with decreasing diameters of the working surfaces towards the overlap and made in the form of punches which are installed with the ability to reduce their diameter when removed from the overlapper, and the last from the overlap punch - also increase its diameter to the worker using hydraulic pressure, expanding the profile sections of the overlap by creating hydraulic pressure in it, distributing cylindrical sections and calibrating the profile sections using the expanding head due to longitudinal movement from top to bottom with pushing through the ceiling plate by the weight of the pipe string, and in areas requiring additional force when distributing and calibration of cylindrical sections - with a hydraulic jack.

Новым является то, что перед спуском между секциями расширяющей головки устанавливают один или несколько шарнирных узлов для увеличения гибкости расширяющей головки и прохода ее при спуске на участках скважины, имеющих кривизну, а перепад давлений в гидродомкрате и последнем от перекрывателя пуансоне для прохода участков, требующих дополнительных усилий, создают за счет одного или нескольких штуцеров, установленных внутри расширяющей головки ниже последнего пуансона, при этом усилие фиксации гидродомкрата относительно скважины создают весом колонны труб и за счет трения этих труб о стенки скважины.What is new is that before descent, one or more hinge assemblies are installed between sections of the expanding head to increase the flexibility of the expanding head and its passage when descending in sections of the well that have curvature, and the pressure drop in the hydraulic jack and the last punch from the shutter for passing sections requiring additional efforts, create due to one or more fittings installed inside the expansion head below the last punch, while the force of fixation of the hydraulic jack relative to the well creates by weight of the pipe string, and due to the friction of these pipes about the borehole wall.

Техническая задача для реализации способа решается устройством изоляции зон осложнения бурения скважины профильным перекрывателем с цилиндрическими участками, включающим профильный перекрыватель с цилиндрическими участками и резьбовыми соединениями, установленный на нижнем конце перекрывателя башмак с обратным клапаном, секции расширяющей головки, установленные друг над другом с уменьшающимися по диаметру рабочими поверхностями в сторону перекрывателя, выполненные в виде пуансонов и содержащие снизу узел соединения с колонной труб, герметично соединенный с верхним концом перекрывателя, установленный выше расширяющей головки гидродомкрат с центральным проходным каналом, состоящий из соединенных соосно полых поршней и цилиндров, причем каждый пуансон выполнен из корпуса с центральным каналом и расширяющимися от перекрывателя направляющими, на которых с возможностью ограниченного перемещения установлены дорнирующие вставки, подпираемые снизу от перекрывателя толкателем, при этом на корпусе последнего от перекрывателя пуансона размещен сообщенный с центральным каналом корпуса цилиндр с кольцевым поршнем, соединенным сверху с толкателем и выполненным с возможностью ограниченного осевого перемещения за счет гидравлического давления, а кольцевые поршни остальных пуансонов подпружинены в сторону рабочего положения с возможностью уменьшать свой диаметр при извлечении из перекрывателя.The technical problem for the implementation of the method is solved by a device for isolating zones of complication of drilling a well with a profile overlap with cylindrical sections, including a profile overlap with cylindrical sections and threaded joints, a shoe with a check valve installed on the lower end of the overlap, sections of the expanding head mounted one above the other with decreasing in diameter work surfaces in the direction of the overlap, made in the form of punches and containing a connection node from the bottom of the column t UB, hermetically connected to the upper end of the overlap, a hydraulic jack installed above the expanding head with a central passage channel, consisting of coaxially connected hollow pistons and cylinders, each punch made of a housing with a central channel and rails expanding from the overlap, on which guides are installed with limited movement dorning inserts, supported by a pusher from the bottom of the overlap, while the communicated from the central is placed on the housing of the latter from the punch overlap independent channels cylinder body with an annular piston, connected from above with the pusher and adapted for limited axial movement by the hydraulic pressure, and the annular pistons remaining punches are biased toward the operative position with the possibility to reduce its diameter when removed from Perekryvatel.

Новым является то, что между секциями расширяющей головки установлены один или несколько шарнирных узлов, позволяющих ограниченно отклоняться секциям относительно друг друга, а внутри расширяющей головки ниже последнего от перекрывателя пуансона установлены штуцеры для создания выше них перепада давлений при прокачке жидкости через расширяющую головку, при этом поршень последнего от перекрывателя пуансона подпружинен от его корпуса в сторону транспортного положения.New is that between the sections of the expansion head one or more hinge assemblies are installed that allow the sections to deviate to a limited extent relative to each other, and fittings are installed inside the expansion head below the last from the punch shutter to create a pressure drop above them when pumping liquid through the expansion head, while the piston of the latter from the punch shutter is spring-loaded from its housing towards the transport position.

На фиг.1 изображена верхняя часть устройства с частичным продольным разрезом.Figure 1 shows the upper part of the device with a partial longitudinal section.

На фиг.2 изображена нижняя часть устройства с частичным продольным разрезом.Figure 2 shows the lower part of the device with a partial longitudinal section.

На фиг.3 изображен пуансон 6''' с частичным продольным разрезом в рабочем положении.3 shows a 6 ″ ″ punch with a partial longitudinal section in the working position.

На фиг.4 изображен шарнирный узел с частичным продольным разрезом.Figure 4 shows a hinge assembly with a partial longitudinal section.

Устройство изоляции зон осложнения бурения (не показано) скважины (не показана) профильным перекрывателем 1 (см. фиг.2) с цилиндрическими участками 2 включает профильный перекрыватель 1 с цилиндрическими участками 2 и резьбовыми соединениями 3 на этих участках для герметичного соединения между собой, установленный на нижнем конце перекрывателя 1 башмак 4 с обратным клапаном 5, расширяющую головку 6 (см. фиг.1 и 2), состоящую из нескольких секций 6', 6'' и 6''', установленных друг над другом с уменьшающимися по диаметру рабочими поверхностями 7 в сторону профильного перекрывателя 1 (см. фиг. 2) и содержащую сверху узел соединения 8 (см. фиг.1) с колонной труб 9, а снизу замковый механизм 10 (см. фиг.2), герметично соединенный с верхним концом перекрывателя 1, с направляющим устройством 11, которое также служит для проталкивания башмака 4 из профильного перекрывателя 1.A device for isolating drilling complication zones (not shown) of a well (not shown) with a profile block 1 (see FIG. 2) with cylindrical sections 2 includes a profile block 1 with cylindrical sections 2 and threaded joints 3 in these sections for a tight connection to each other, installed on the lower end of the overlap 1 shoe 4 with a check valve 5, the expanding head 6 (see figures 1 and 2), consisting of several sections 6 ', 6' 'and 6' '', mounted one above the other with decreasing in diameter workers 7 sides profile shutter 1 (see Fig. 2) and containing on top the connection unit 8 (see Fig. 1) with a pipe string 9, and below the locking mechanism 10 (see Fig. 2), hermetically connected to the upper end of the shutter 1, s a guide device 11, which also serves to push the shoe 4 from the profile overlap 1.

Устройство дополнительно содержит один или несколько (в зависимости от кривизны скважины) шарнирных узлов 12 (см. фиг.1), установленных между секциями расширяющей головки 6, гидродомкрат 13, состоящий из соединенных соосно полых поршней и цилиндров (на фиг.1 не показаны). Причем секции 6', 6'' и 6''' расширяющей головки 6 выполнены в виде пуансонов с уменьшающимися от секции 6''' последовательно к секции 6' в сторону перекрывателя соответствующими рабочими максимальными диаметрами: d3>d2>d1(не показано).The device further comprises one or more (depending on the curvature of the well) hinge assemblies 12 (see FIG. 1) installed between sections of the expansion head 6, a hydraulic jack 13 consisting of connected coaxially hollow pistons and cylinders (not shown in FIG. 1) . Moreover, sections 6 ', 6' 'and 6' '' of the expanding head 6 are made in the form of punches with decreasing from section 6 '' 'sequentially to section 6' towards the overlap with the corresponding working maximum diameters: d3> d2> d1 (not shown) .

Каждый пуансон 6', 6'' и 6''' выполнен из корпуса 15 (см. фиг.3) с центральным каналом 16 и расширяющимися от перекрывателя 1 направляющими 17, на которых с возможностью ограниченного перемещения установлены дорнирующие вставки 18, подпираемые снизу от перекрывателя толкателем 19, при этом на корпусе 15 последнего от перекрывателя пуансона 6''' размещен сообщенный с центральным каналом 16 с помощью отверстия 20 цилиндр 21 с кольцевым поршнем 22, взаимодействующим сверху с толкателем 19 и подпружиненным пружиной сжатия 23 от корпуса 15 в сторону транспортного положения, выполненным с возможностью ограниченного осевого перемещения за счет гидравлического давления, а несанкционированные перетоки жидкости в устройстве исключают уплотнения 24. Кольцевые поршни (на фиг. 2 не показаны) остальных пуансонов 6' и 6'' подпружинены в сторону рабочего положения с возможностью уменьшать свой диаметр при извлечении из перекрывателя 1. Кроме этого, на нижнем конце каждого из пуансонов 6', 6'' и 6''' установлены штуцеры 14 (см. фиг.1, 2 и 3), за счет которых при прокачивании через компоновку промывочной жидкости создается перепад гидравлического давления, необходимого для выхода дорнирующих вставок 18 верхнего от профильного перекрывателя 1 пуансона 6''' в рабочее положение и работы гидродомкрата 13.Each punch 6 ', 6' 'and 6' '' is made of a housing 15 (see Fig. 3) with a central channel 16 and guide rails 17 extending from the overlap 1, on which dormer inserts 18 are mounted with limited movement, supported from below from of the pusher 19, while on the case 15 of the latter from the punch shutter 6 ″ there is placed a cylinder 21 connected with the central channel 16 through the hole 20 with an annular piston 22 interacting from above with the pusher 19 and a spring-loaded compression spring 23 from the body 15 towards transportprovisions made with the possibility of limited axial movement due to hydraulic pressure, and unauthorized fluid flows in the device exclude seals 24. The annular pistons (not shown in FIG. 2) of the remaining punches 6 'and 6' 'are spring-loaded towards the working position with the ability to reduce their diameter when removing from overlap 1. In addition, fittings 14 are installed at the lower end of each of the punches 6 ', 6' 'and 6' '' (see 1, 2 and 3), due to which, when pumping through the layout of the washing liquid, a differential pressure is created, which is necessary for the uprising inserts 18 of the upper from the profile overlap 1 of the punch 6`` '' to enter the working position and the operation of the hydraulic jack 13.

Шарнирный узел 12 состоит из верхней 25 (см. фиг.4) и нижней 26 частей корпуса с центральным проходным каналом 27, соединенных между собой обоймой 28. Нижняя часть 26 шарнирного узла имеет возможность ограниченного отклонения от осевой линии на определенный угол для обеспечения гибкости расширяющей головки 6 и прохода ее при спуске на участках скважины, имеющих кривизну. При помощи резьб 29 шарнирный узел соединяется с секциями расширяющей головки 6, а его герметичность обеспечивается уплотнением 30 (например, рукавом высокого давления).The hinge assembly 12 consists of an upper 25 (see FIG. 4) and a lower 26 of the housing parts with a central passage channel 27 interconnected by a yoke 28. The lower part 26 of the hinge assembly has the possibility of a limited deviation from the center line by a certain angle to provide the flexibility of expanding head 6 and its passage during the descent in sections of the well with curvature. Using threads 29, the hinge assembly is connected to the sections of the expansion head 6, and its tightness is ensured by a seal 30 (for example, a high pressure sleeve).

Способ реализуется в следующей последовательности.The method is implemented in the following sequence.

Профильный перекрыватель 1 (см. фиг.2) собирают на устье скважины, фиксируя внизу башмак 4 с обратным клапаном 5, свинчивая резьбовыми соединениями 3 цилиндрические участки 2. После чего профильный перекрыватель 1 (см. фиг.2) фиксируют на устье скважины и в него вставляют замковый механизм 10, выполненный аналогично замковому механизму, описываемому в патенте RU №2374424 (см. бюл. №33 от 27.11.2009 г.) При этом направляющее устройство 11 нижним торцом взаимодействует с верхним сужением профильного перекрывателя 1, исключая продольные люфты. Выше замкового механизма 10 устанавливают пуансоны 6' (см. фиг.2) и 6'' с пружинами, прижимающими дорнирующие вставки в сторону рабочего положения, обеспечивая их максимальный рабочий диаметр d1 и d2. Пуансон 6''' (см. фиг.3) состоит из корпуса 15 (см. фиг.3) с центральным каналом 16 и расширяющимися от перекрывателя 1 направляющими 17, на которых с возможностью ограниченного перемещения установлены дорнирующие вставки 18, подпираемые снизу от перекрывателя толкателем 19, при этом на корпусе 15 размещен сообщенный с центральным каналом 16 с помощью отверстия 20 цилиндр 21 с кольцевым поршнем 22, взаимодействующим сверху с толкателем 19 и подпружиненным пружиной сжатия 23 от корпуса 15 в сторону транспортного положения, выполненным с возможностью ограниченного осевого перемещения за счет гидравлического давления, а несанкционированные перетоки жидкости в устройстве исключают уплотнения 24. Между пуансонами 6'' и 6''', а в случае необходимости и 6', устанавливаются шарнирные узлы 12. Шарнирный узел 12 состоит из верхней 25 (см. фиг.4) и нижней 26 частей корпуса с центральным проходным каналом 27, соединенных между собой обоймой 28. Нижняя часть 26 шарнирного узла имеет возможность ограниченного отклонения от осевой линии на определенный угол для обеспечения гибкости расширяющей головки 6 и прохода ее при спуске на участках скважины, имеющих кривизну. При помощи резьб 29 шарнирный узел соединяется с секциями расширяющей головки 6, а его герметичность обеспечивается уплотнением 30 (например, рукавом высокого давления).The profile shutter 1 (see Fig. 2) is assembled at the wellhead, fixing the shoe 4 with the check valve 5 at the bottom, screwing the cylindrical sections 2 with screwed connections 3. After that, the profile shutter 1 (see Fig. 2) is fixed at the wellhead and the locking mechanism 10 is inserted in it, which is similar to the locking mechanism described in patent RU No. 2374424 (see bulletin No. 33 of November 27, 2009). The lowering device 11 interacts with the upper narrowing of the profile overlap 1, excluding longitudinal backlashes. Above the locking mechanism 10, punches 6 ′ (see FIG. 2) and 6 ″ are installed with springs pressing the mandrel inserts towards the working position, ensuring their maximum working diameter d1 and d2. The punch 6 '' '(see Fig. 3) consists of a housing 15 (see Fig. 3) with a central channel 16 and guides 17 extending from the overlap 1, on which the mandrel inserts 18, supported from below from the overlap, are installed with limited movement the pusher 19, while on the housing 15 is placed connected with the Central channel 16 through the hole 20 cylinder 21 with an annular piston 22, interacting from above with the pusher 19 and a spring-loaded compression spring 23 from the housing 15 in the direction of the transport position, configured to limit axial displacement due to hydraulic pressure, and unauthorized fluid flows in the device exclude seals 24. Between the punches 6 '' and 6 '' ', and, if necessary, 6', the hinge assemblies 12 are installed. The hinge assembly 12 consists of the upper 25 ( see Fig. 4) and the lower 26 of the housing with the central passage channel 27 interconnected by a yoke 28. The lower part 26 of the hinge assembly has the possibility of a limited deviation from the center line at a certain angle to provide flexibility for the expanding head 6 and its passage and descent on the well sections with curvature. Using threads 29, the hinge assembly is connected to the sections of the expansion head 6, and its tightness is ensured by a seal 30 (for example, a high pressure sleeve).

Выше пуансона 6''' присоединяют гидродомкрат 13, а также узел соединения 8 (см. фиг.1) (например, муфту с внутренней резьбой) с колонной труб 9 (бурильных труб (БТ) и/или УБТ, в зависимости от необходимого веса колонны труб 9). Гидродомкрат 13 также может быть выполнен любой конструкции, поршни и цилиндры (на фиг.1 не показаны) которого раздвигаются при повышении давления внутри гидродомкрата 13.Above the 6 '' punch, a hydraulic jack 13 is connected, as well as a connection unit 8 (see Fig. 1) (for example, a female thread coupling) with a pipe string 9 (drill pipe (BT) and / or drill collar, depending on the required weight pipe string 9). The hydraulic jack 13 can also be made of any design, the pistons and cylinders (not shown in figure 1) which are moved apart with increasing pressure inside the hydraulic jack 13.

Перепад давления внутри гидродомкрата 13 и верхнего пуансона 6''' создается за счет установки в нижней части каждой из секций пуансонов 6', 6'' и 6''' штуцеров 14. Диаметр отверстия штуцеров 14 и их количество подбираются расчетным путем.The pressure drop inside the hydraulic jack 13 and the upper punch 6 ″ ″ is created due to the installation of fittings 14 at the bottom of each section of the punches 6 ’, 6 ″ and 6 ″ ″. The diameter of the nozzle 14 and their number are selected by calculation.

После сборки устройство на колонне труб 9 спускают в интервал установки профильного перекрывателя 1. При этом жидкость через обратный клапан 5 башмака 4, профильный перекрыватель 1, центральные каналы 16 пуансонов 6, центральный канал 27 шарнирного узла 12, гидродомкрата 13 заполняет колонну труб 9. По достижении интервала изоляции зон осложнения бурения скважины в колонне труб 9 создают избыточное давление, которое подается в профильный перекрыватель 1.After assembly, the device on the pipe string 9 is lowered into the installation interval of the profile shutoff 1. In this case, the liquid through the check valve 5 of the shoe 4, the profile shutoff 1, the central channels 16 of the punches 6, the central channel 27 of the hinge assembly 12, the hydraulic jack 13 fills the pipe string 9. By when the interval of isolation of the zones of complication of well drilling is reached in the pipe string 9, excessive pressure is created, which is supplied to the profile shutoff 1.

В результате обратный клапан 5 башмака 4 закрывается, профильные участки перекрывателя 1 расправляют до взаимодействия и предварительной фиксации со стенками скважины. Это также приводит к тому, что замковый механизм 10 с направляющим устройством 11 (см. фиг.2) освобождается от взаимодействия с верхним сужением профильного перекрывателя 1 и при разгрузке устройства с колонной труб 9 (см. фиг.1) под их весом устройство постепенно перемещается внутрь перекрывателя 1.As a result, the check valve 5 of the shoe 4 is closed, the profile sections of the overlap 1 are expanded before interaction and preliminary fixation with the walls of the well. This also leads to the fact that the locking mechanism 10 with the guide device 11 (see figure 2) is freed from interacting with the upper narrowing of the profile overlap 1 and when unloading the device with a pipe string 9 (see figure 1) under their weight, the device gradually moves inside the overlap 1.

Далее давление в системе снижают до оптимального, при котором шток гидродомкрата 13 остается в крайнем нижнем положении, а дорнирующие вставки 18 пуансона 6''' - в рабочем положении, обеспечивающем рабочий диаметр d3, и начинают разгружать инструмент. Далее после входа в профильный перекрыватель 1 (см. фиг.1) пуансонов 6' (см. фиг.2), 6'' и 6''', уменьшающимися по диаметру рабочими поверхностями 7 в сторону перекрывателя 1 (см. фиг.1) и уменьшающимися от пуансона 6''' (см. фиг.2) последовательно к пуансону 6' в сторону перекрывателя соответствующими рабочими максимальными диаметрами d3>d2>d1, они последовательно дорнируют и калибруют под весом компоновки инструмента профильную часть перекрывателя 1 (см. фиг.3).Next, the pressure in the system is reduced to the optimal one, in which the hydraulic jack 13 remains in its lowest position, and the mandrel inserts 18 of the 6 6 '' punch remain in the working position, ensuring the working diameter d3, and the tool begins to unload. Further, after entering the profile overlap 1 (see figure 1), punches 6 '(see figure 2), 6' 'and 6' '', decreasing in diameter by the working surfaces 7 towards the overlap 1 (see figure 1 ) and decreasing from the 6 ″ ’punch (see FIG. 2) sequentially to the 6’ punch toward the overlap with the corresponding working maximum diameters d3> d2> d1, they sequentially turn over and calibrate the profile part of the overlap 1 under the weight of the tool assembly (see figure 3).

На участках профильного перекрывателя 1, требующих дополнительных усилий, например, при раздаче и калибровке цилиндрических участков 2 или смятий (на фиг.2 не показаны), полностью разгружают колонну труб 9 (см. фиг.1). В результате цилиндры и поршни гидродомкрата 13 (см. фиг.2) сдвигаются, переводя гидродомкрат в рабочее положение. Затем, увеличивая производительность насоса (не показан), в колонне труб 9 (см. фиг.1) создают дополнительное избыточное давление, в результате чего поршни гидродомкрата 13 вместе со штоком начинают проталкивать закрепленные ниже секции расширяющей головки 6 через участки профильного перекрывателя 1, требующие дополнительных усилий, т.е. к весу колонны труб 9 и инструменту добавляется еще и усилие гидродомкрата 13. При этом усилие фиксации гидродомкрата относительно скважины создают весом колонны труб и за счет трения этих труб о стенки скважины.In sections of the profile overlap 1, requiring additional efforts, for example, when distributing and calibrating cylindrical sections 2 or collapses (not shown in FIG. 2), the pipe string 9 is completely unloaded (see FIG. 1). As a result, the cylinders and pistons of the hydraulic jack 13 (see figure 2) are shifted, moving the hydraulic jack in the working position. Then, increasing the pump capacity (not shown), additional pressure is created in the pipe string 9 (see FIG. 1), as a result of which the pistons of the hydraulic jack 13 together with the rod begin to push the sections of the expanding head 6 fixed below the sections of the profile overlap 1, requiring additional effort, i.e. the force of the hydraulic jack 13 is also added to the weight of the pipe string 9 and the tool. In this case, the hydraulic jack fixing force relative to the well is created by the weight of the pipe string and due to the friction of these pipes against the well walls.

На участках профильного перекрывателя 1, где не требуется дополнительное усилие, дорнирование и калибровка пуансонами 6', 6'' и 6''' (см. фиг.1 и 2) производятся проталкиванием их под весом колонны труб 9 (см. фиг.1) через профильный перекрыватель 1 (см. фиг.2).In sections of the profile overlap 1, where additional effort is not required, the turning and calibration by punches 6 ', 6' 'and 6' '' (see figures 1 and 2) are made by pushing them under the weight of the pipe string 9 (see figure 1 ) through the profile overlap 1 (see figure 2).

По достижении направляющим устройством 11 башмака 4 происходит его выдавливание из нижней части профильного перекрывателя 1 весом колонны труб 9, а также происходит дорнирование и калибровка нижней части профильного перекрывателя 1 пуансонами 6', 6'' и 6''' (см. фиг.1 и 2). После того, как верхний пуансон 6''' выйдет из профильного перекрывателя 1, выключают насос и производят подъем компоновки. Дорнирующие вставки пуансона 6''' при этом возвращаются в исходное транспортное положение под действием пружины.When the guide device 11 reaches the shoe 4, it is extruded from the bottom of the profile overlap 1 by the weight of the pipe string 9, and also the mandrel 6 ', 6' 'and 6' 'are punched and calibrated at the bottom of the profile overlap 1 (see Fig. 1 and 2). After the upper punch 6 '' 'leaves the profile overlap 1, turn off the pump and make the layout upgrade. The 6 '' 'punching inserts then return to their original transport position under the action of a spring.

Башмак 4 падает на забой и, так как он изготовлен из легкоразбуриваемого материала, при дальнейшем бурении ствола скважины происходит его разрушение.Shoe 4 falls to the bottom and, since it is made of easily drilled material, during further drilling of the wellbore, its destruction occurs.

При взаимодействии пуансонов 6' и 6'' (см. фиг.2) со стенками скважины (например, при осыпании породы) дорнирующие вставки с толкателями, преодолевая соответственно усилия пружин, перемещаются по направляющим вниз, уменьшают свой максимальный диаметр. Благодаря чему пуансоны 6' и 6'' свободно проходят эти участки при подъеме без заклинивания устройства и возникновения аварийных ситуаций.In the interaction of the punches 6 'and 6' '(see figure 2) with the walls of the well (for example, when shedding rock), the cutting inserts with pushers, overcoming the efforts of the springs, move along the guides down and reduce their maximum diameter. Thanks to what the punches 6 'and 6' 'freely pass these sections when lifting without jamming the device and emergency situations.

Данное изобретение позволяет повысить надежность оборудования за счет упрощения его конструкции, исключения вероятности «прихвата» инструмента за счет уменьшения длины и применения шарнирных узлов, увеличивающих гибкость инструмента, а также сократить временные затраты при проведении изоляции зон осложнения бурения.This invention improves the reliability of equipment by simplifying its design, eliminating the likelihood of “sticking" the tool by reducing the length and use of hinge assemblies that increase the flexibility of the tool, as well as reduce time spent on isolation of drilling complication zones.

Claims (2)

1. Способ изоляции зон осложнения бурения скважины профильным перекрывателем с цилиндрическими участками, включающий спуск перекрывателя с башмаком в зону осложнения на колонне труб, секций расширяющей головки, установленных друг над другом с уменьшающимися по диаметру рабочими поверхностями в сторону перекрывателя и выполненных в виде пуансонов, которые установлены с возможностью уменьшать свой диаметр при извлечении из перекрывателя, а последний от перекрывателя пуансон - еще и увеличивать свой диаметр до рабочего при помощи гидравлического давления, расширение профильных участков перекрывателя созданием в нем гидравлического давления, раздачу цилиндрических и калибровку профильных участков с помощью расширяющей головки за счет продольного перемещения сверху вниз с проталкиванием через перекрыватель весом колонны труб, а на участках, требующих дополнительных усилий при раздаче и калибровке цилиндрических участков - гидродомкратом, отличающийся тем, что перед спуском между секциями расширяющей головки устанавливают один или несколько шарнирных узлов для увеличения гибкости расширяющей головки и прохода ее при спуске на участках скважины, имеющих кривизну, а перепад давлений в гидродомкрате и последнем от перекрывателя пуансоне для прохода участков, требующих дополнительных усилий, создают за счет одного или нескольких штуцеров, установленных внутри расширяющей головки ниже последнего пуансона, при этом усилие фиксации гидродомкрата относительно скважины создают весом колонны труб и за счет трения этих труб о стенки скважины.1. The method of isolating the zones of complication of drilling a well with a profile overlap with cylindrical sections, including the descent of the overlap with a shoe into the zone of complication on the pipe string, sections of the expanding head mounted on top of each other with decreasing diameters of the working surfaces towards the overlap and made in the form of punches installed with the ability to reduce its diameter when removed from the overlapper, and the last from the overlap punch - also increase its diameter to the working one using hydra pressure, expanding the profile sections of the overlapper by creating hydraulic pressure in it, distributing cylindrical sections and calibrating the profile sections using the expanding head due to longitudinal movement from top to bottom with pushing through the overlap by the weight of the pipe string, and in areas requiring additional effort when distributing and calibrating cylindrical sections - a hydraulic jack, characterized in that before the descent, one or more hinge assemblies are installed between the sections of the expanding head for The flexibility of the expanding head and its passage during descent in sections of the well that have curvature, and the pressure drop in the hydraulic jack and the last punch from the shutter to pass the sections requiring additional effort, are created by one or more fittings installed inside the expansion head below the last punch, in this case, the force of fixation of the hydraulic jack relative to the well is created by the weight of the pipe string and due to the friction of these pipes against the walls of the well. 2. Устройство изоляции зон осложнения бурения скважины профильным перекрывателем с цилиндрическими участками, включающее профильный перекрыватель с цилиндрическими участками и резьбовыми соединениями, установленный на нижнем конце перекрывателя башмак с обратным клапаном, секции расширяющей головки, установленные друг над другом с уменьшающимися по диаметру рабочими поверхностями в сторону перекрывателя, выполненные в виде пуансонов и содержащие снизу замковый механизм, герметично соединенный с верхним концом перекрывателя, установленный выше расширяющей головки гидродомкрат с центральным проходным каналом, состоящий из соединенных соосно полых поршней и цилиндров, причем каждый пуансон выполнен из корпуса с центральным каналом и расширяющимися от перекрывателя направляющими, на которых с возможностью ограниченного перемещения установлены дорнирующие вставки, подпираемые снизу от перекрывателя толкателем, при этом на корпусе последнего от перекрывателя пуансона размещен сообщенный с центральным каналом корпуса цилиндр с кольцевым поршнем, соединенным сверху с толкателем и выполненным с возможностью ограниченного осевого перемещения за счет гидравлического давления, а кольцевые поршни остальных пуансонов подпружинены в сторону рабочего положения с возможностью уменьшать свой диаметр при извлечении из перекрывателя, отличающееся тем, что между секциями расширяющей головки установлены один или несколько шарнирных узлов, позволяющих ограниченно отклоняться секциям относительно друг друга, а внутри расширяющей головки ниже последнего от перекрывателя пуансона установлены штуцеры для создания выше них перепада давлений при прокачке жидкости через расширяющую головку, при этом поршень последнего от перекрывателя пуансона подпружинен от его корпуса в сторону транспортного положения. 2. A device for isolating zones of complication of drilling a well with a profile overlap with cylindrical sections, including a profile overlap with cylindrical sections and threaded connections, mounted on the lower end of the overlap shoe with a check valve, sections of the expanding head mounted one above the other with decreasing diameter work surfaces to the side the shutter, made in the form of punches and containing the bottom locking mechanism, hermetically connected to the upper end of the shutter, installed A hydraulic jack above the expanding head with a central passage channel, consisting of connected coaxially hollow pistons and cylinders, each punch made of a housing with a central channel and rails expanding from the overlap, on which the dowel inserts are mounted, with limited movement, and supported by a plunger supported from below from the overlap, at the same time, a cylinder with an annular piston connected to rkhu with a pusher and made with the possibility of limited axial movement due to hydraulic pressure, and the annular pistons of the remaining punches are spring-loaded towards the working position with the ability to reduce its diameter when removed from the overlap, characterized in that one or more hinge assemblies are installed between the sections of the expanding head, allowing the sections to be deflected to a limited extent relative to each other, and inside the expansion head below the last from the punch cutter, fittings for creating a pressure difference above them when pumping the fluid through the expanding head, while the piston of the latter from the punch shutter is spring-loaded from its body towards the transport position.
RU2011150542/03A 2011-12-12 2011-12-12 Method and device for isolation of troublesome zones when drilling wells with shaped shutter with cylindrical sections RU2483190C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011150542/03A RU2483190C1 (en) 2011-12-12 2011-12-12 Method and device for isolation of troublesome zones when drilling wells with shaped shutter with cylindrical sections

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011150542/03A RU2483190C1 (en) 2011-12-12 2011-12-12 Method and device for isolation of troublesome zones when drilling wells with shaped shutter with cylindrical sections

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2483190C1 true RU2483190C1 (en) 2013-05-27

Family

ID=48791946

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011150542/03A RU2483190C1 (en) 2011-12-12 2011-12-12 Method and device for isolation of troublesome zones when drilling wells with shaped shutter with cylindrical sections

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2483190C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2531076C1 (en) * 2013-06-24 2014-10-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Method and device for isolation of troublesome zones when drilling wells and detecting faults in casing strings with shaped shutter with cylindrical sections
RU2531961C1 (en) * 2013-07-18 2014-10-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Device for isolation of well drilling problems zones by shutter with cylindrical sections
RU2618546C1 (en) * 2016-03-03 2017-05-04 Публичное акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Device for isolating problematic zones by profile shutter with cylindrical sections at well drilling
RU2778120C1 (en) * 2022-02-04 2022-08-15 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Expandable piping system for fixing trouble zones while drilling wells

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1712581A1 (en) * 1986-09-22 1992-02-15 Татарский Государственный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефтяной Промышленности Trouble zone isolator
US7552766B2 (en) * 1999-04-30 2009-06-30 Owen Oil Tools Lp Ribbed sealing element and method of use
RU2374424C1 (en) * 2008-05-04 2009-11-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Method and arrangement of insulation for borehole trouble zone using profiled shutter with cylindrical areas
RU2386780C1 (en) * 2009-02-03 2010-04-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Method of selective flow opening and fixation of complicated sections of borehole

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1712581A1 (en) * 1986-09-22 1992-02-15 Татарский Государственный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефтяной Промышленности Trouble zone isolator
US7552766B2 (en) * 1999-04-30 2009-06-30 Owen Oil Tools Lp Ribbed sealing element and method of use
RU2374424C1 (en) * 2008-05-04 2009-11-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Method and arrangement of insulation for borehole trouble zone using profiled shutter with cylindrical areas
RU2386780C1 (en) * 2009-02-03 2010-04-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Method of selective flow opening and fixation of complicated sections of borehole

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2531076C1 (en) * 2013-06-24 2014-10-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Method and device for isolation of troublesome zones when drilling wells and detecting faults in casing strings with shaped shutter with cylindrical sections
RU2531961C1 (en) * 2013-07-18 2014-10-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Device for isolation of well drilling problems zones by shutter with cylindrical sections
RU2618546C1 (en) * 2016-03-03 2017-05-04 Публичное акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Device for isolating problematic zones by profile shutter with cylindrical sections at well drilling
RU2778120C1 (en) * 2022-02-04 2022-08-15 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Expandable piping system for fixing trouble zones while drilling wells

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2374424C1 (en) Method and arrangement of insulation for borehole trouble zone using profiled shutter with cylindrical areas
EP2119867B1 (en) Monobore construction with dual expanders
US7628210B2 (en) Ball seat having ball support member
US7637323B2 (en) Ball seat having fluid activated ball support
US7673677B2 (en) Reusable ball seat having ball support member
US8668006B2 (en) Ball seat having ball support member
RU2418147C1 (en) Calibrating device of extension-type well shaft
US20050224225A1 (en) Apparatus for expanding a tubular member
US20070271981A1 (en) Apparatus for expanding a tubular member
RU2344268C1 (en) Method for isolation of well drilling problem areas and device for its realisation
RU2459928C1 (en) Packer
RU2483190C1 (en) Method and device for isolation of troublesome zones when drilling wells with shaped shutter with cylindrical sections
RU2531076C1 (en) Method and device for isolation of troublesome zones when drilling wells and detecting faults in casing strings with shaped shutter with cylindrical sections
US7967064B2 (en) Apparatus for radially expanding and plastically deforming a tubular member
RU2522326C1 (en) Device to isolate problematic zones by profile packer with cylindrical sections at well drilling
RU2618546C1 (en) Device for isolating problematic zones by profile shutter with cylindrical sections at well drilling
RU2433246C1 (en) Method of well trouble isolation by profile shutters
RU2522360C1 (en) Device for installation of profile packer in well
RU2708740C1 (en) Device for isolation of a complication zone with pre-flushing
RU2584484C1 (en) Device for lowering and installation of profile shutter in well
RU2164587C2 (en) Gear to shut off tubing string
RU2495220C2 (en) Hydraulic jack anchor for installation of profiled shutter in well
AU2003257878B2 (en) Mono-diameter wellbore casings
RU2439281C1 (en) Bore-hole disconnecting piece
RU2531961C1 (en) Device for isolation of well drilling problems zones by shutter with cylindrical sections

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20171213