RU2522360C1

RU2522360C1 - Device for installation of profile packer in well

Info

Publication number: RU2522360C1
Application number: RU2013114323/03A
Authority: RU
Inventors: Габдрашит Султанович Абдрахманов; Марат Марсович Залятов; Нигаматьян Хамитович Хамитьянов; Наиль Назымович Вильданов; Виктор Александрович Старов; Нафис Ягфарович Тимкин; Анатолий Вениаминович Киршин
Original assignee: Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина; Общество с ограниченной ответственностью "Управляющая компания "Система-Сервис"
Priority date: 2013-03-29
Filing date: 2013-03-29
Publication date: 2014-07-10

Abstract

FIELD: oil and gas industry.

SUBSTANCE: device includes a body with the upper and lower subs, guiders at the external surface expanded bottom-up by mandrel inserts capable to limit a longitudinal movement by means of pushers along the guiders, and a cylinder with an annular piston placed below and interacting with the pushers and capable of an upward movement limitation at the calibrated load due to the adjuster. The cylinder actuator is connected rigidly to the lower sub; the body is equipped with a thrust from the outside. The adjuster is made as a spring installed between the body thrust and the annular piston before it is pressed downwards.

EFFECT: improved quality and maintainability of the profile packer installation, and reduced accident rate.

1 dwg

Description

Изобретение относится к бурению и ремонту скважин и предназначено, в частности, для расширения и калибровки устройств из профильных труб.The invention relates to drilling and repair of wells and is intended, in particular, for the expansion and calibration of devices from shaped pipes.

Известно «Устройство для установки профильного перекрывателя в скважине» (патент RU №2249090, Е21B 29/10, опубл. Бюл. №9 от 27.03.2005 г.), включающее последовательно соединенные дорнирующие узлы, содержащие корпусы, имеющие центральные каналы и плашки, имеющие возможность нахождения в рабочем и нерабочем положениях, при этом центральные каналы дорнирующих узлов выполнены проходными, а каждый из дорнирующих узлов снабжен штоком, размещенным в центральном проходном канале корпуса и взаимодействующим с плашками посредством уплотненных относительно стенок корпуса толкателей, при этом плашки закреплены в наклонных пазах корпуса, штоки верхних дорнирующих узлов подпружинены в сторону удерживания плашек в нерабочем положении, а нижних - в сторону рабочего положения, а максимальный диаметр окружности, описанный вокруг каждого дорнирующего узла в их рабочем положении, уменьшается от верхнего узла к нижнему.It is known "Device for installing a profile overlap in the well" (patent RU No. 2249090, E21B 29/10, publ. Bull. No. 9 of 03/27/2005), including series-connected dornition nodes containing housings having central channels and dies, with the possibility of being in the working and non-working positions, while the central channels of the turning nodes are made through, and each of the turning nodes is equipped with a rod located in the central passage of the housing and interacting with the dies by means of seals relative to the body of the pushers, while the dies are fixed in the inclined grooves of the housing, the rods of the upper dornerny nodes are spring-loaded in the direction of holding the dies in the idle position, and the lower - in the direction of the working position, and the maximum circle diameter described around each of the dormant node in their working position decreases from the top node to the bottom.

Недостатками данного устройства является то, что оно сложно в изготовлении, имеет низкую надежность из-за наличия большого количества сопрягаемых деталей, при этом возможно «затекание» материала профильной трубы между плашками, что ухудшает герметичность установки профильного перекрывателя и уменьшает его внутренний диаметр.The disadvantages of this device is that it is difficult to manufacture, has low reliability due to the presence of a large number of mating parts, while it is possible “leakage” of the material of the profile pipe between the dies, which impairs the tightness of the installation of the profile overlap and reduces its inner diameter.

Наиболее близким к предлагаемому является «Способ и устройство изоляции зон осложнения бурения скважины профильным перекрывателем с цилиндрическими участками» (патент RU №2374424, Е21B 29/10, опубл. бюл. №33 от 27.11.2009 г.), включающее профильный перекрыватель с цилиндрическими участками и резьбовыми соединениями, установленный на нижнем конце перекрывателя башмак с обратным клапаном и ловильной головкой вверху, расширяющую головку, состоящую из нескольких секций, установленных друг над другом с уменьшающимися по диаметру рабочими поверхностями в сторону перекрывателя, и содержащую сверху узел соединения с колонной труб, а снизу замковый механизм, герметично соединенный с верхним концом перекрывателя, с ловителем внизу под ловильную головку башмака, кроме того, дополнительно содержит якорный узел, состоящий из верхней и нижней секций и выполненный с возможностью взаимодействия со стенками скважины или профильного перекрывателя при повышении внутреннего давления, и установленные последовательно ниже гидродомкрат, состоящий из соединенных соосно полых поршней и цилиндров, гидравлического центратора и перепускного клапана, расположенного выше расширяющей головки, секции которого выполнены в виде пуансонов с уменьшающимися от секции к секции в сторону перекрывателя рабочими максимальными диаметрами, 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, причем на корпусе последнего от перекрывателя пуансона размещен цилиндр, сообщенный с центральным каналом корпуса, с кольцевым поршнем, взаимодействующим сверху с толкателем и выполненным с возможностью ограниченного осевого перемещения при тарированной нагрузке благодаря фиксатору, а на корпусе остальных дорнов размещены пружины сжатия, опирающиеся каждая снизу на свой упор, а сверху - на толкатели, при этом перепускной клапан выполнен в виде полой корпусной втулки с цилиндрическим сужением и полого штока, вставленного телескопически с возможностью ограниченного перемещения в корпусную втулку и оснащенного снизу ниппелем, герметично взаимодействующим с цилиндрическим сужением корпусной втулки, причем ниппель оснащен обратным клапаном, перекрывающим проходной канал, выше обратного клапана ниппеля выполнены радиальные отверстия, выполненные с возможностью герметичного перекрытия кольцевым сужением при перемещении штока вниз относительно корпусной втулки, кольцевое сужение которого оснащено каналами, сообщающими внутреннюю полость корпусной втулки над кольцевым сужением с внутренней полостью под кольцевым сужением, при этом корпусная втулка и шток соединены соответственно с корпусом верхней секции дорнирующей головки и гидравлическим центратором.Closest to the proposed is the "Method and device for isolating zones of complications of drilling a well with a profile overlap with cylindrical sections" (patent RU No. 2374424, E21B 29/10, publ. Bulletin No. 33 of November 27, 2009), including a profile overlap with cylindrical sections and threaded connections, mounted on the lower end of the overlap shoe with check valve and fishing head at the top, expanding head, consisting of several sections mounted on top of each other with decreasing in diameter working surfaces to the side of the overlap, and containing on top the connection node with the pipe string, and below the locking mechanism, hermetically connected to the upper end of the overlap, with the catcher below the catch head of the shoe, in addition, further comprises an anchor assembly consisting of upper and lower sections and made with the possibility of interaction with the walls of the borehole or profile blocker with increasing internal pressure, and a hydraulic jack installed sequentially below, consisting of coaxially connected hollow pistons and cylinders, a guide an equalizing centralizer and a bypass valve located above the expanding head, the sections of which are made in the form of punches with working maximal diameters decreasing from section to section towards the overlap, each punch being made of a housing with a central channel and rails expanding from the overlap, on which with the possibility of limited displacement inserts are installed, supported by a pusher from the bottom of the overlap, and on the case of the latter from the punch overlap is placed n cylinder in communication with the central channel of the housing, with an annular piston interacting from above with a pusher and made with the possibility of limited axial movement at a calibrated load due to the clamp, and compression springs are placed on the body of the other mandrels, each resting on its bottom from the bottom, and on top - at pushers, while the bypass valve is made in the form of a hollow body sleeve with cylindrical constriction and a hollow rod inserted telescopically with limited movement in the body sleeve equipped with a bottom nipple tightly interacting with the cylindrical narrowing of the housing sleeve, the nipple equipped with a non-return valve blocking the passage channel; radial holes are made above the non-return valve of the nipple, which can be sealed by annular narrowing when the rod moves downward relative to the housing sleeve, the annular narrowing of which is equipped with channels communicating the inner cavity of the body sleeve over the annular narrowing with the inner cavity under the annular narrowing, carcass sleeve, and that the rod connected respectively with the housing top section and a hydraulic head dorniruyuschey centralizer.

Недостатками данного устройства являются неравнопрочная конструкция корпуса пуансона (верхняя и нижняя резьбы), обусловленная конструктивными особенностями, что может привести к аварийной ситуации в процессе раздачи пуансоном профильного перекрывателя, а также во время подъема инструмента в случае подклинивания, кроме того, невозможность замены дорнирующих узлов без полной разборки пуансона и компоновки инструмента, что увеличивает время простоя в процессе работы по установке перекрывателя и, соответственно, происходит удорожание работ в целом.The disadvantages of this device are uneven design of the punch body (upper and lower threads), due to structural features, which can lead to an emergency during the distribution of the profile overlap by the punch, as well as during the lifting of the tool in case of wedging, in addition, the impossibility of replacing the turning parts without complete disassembly of the punch and the layout of the tool, which increases the downtime during installation of the shutter and, accordingly, there is a rise in price Abot in general.

Технической задачей изобретения является создание простой и надежной конструкции устройства для установки профильного перекрывателя в скважине, выполняющей качественное дорнирование профильного перекрывателя, способной многократно выполнять свои функции без возникновения аварийных ситуаций, в результате деформаций и механических повреждений, а также позволяющей проводить плановую замену дорнирующих узлов в процессе работы, с минимальной разборкой в полевых условиях за короткий промежуток времени.An object of the invention is the creation of a simple and reliable design of a device for installing a profile cutter in the well, performing high-quality drilling of the profile cutter, capable of repeatedly performing its functions without emergencies, as a result of deformations and mechanical damage, as well as allowing routine replacement of the cutting units in the process work, with minimal disassembly in the field for a short period of time.

Техническая задача решается устройством для установки профильного перекрывателя в скважине, включающим корпус с верхним и нижним переводниками, направляющими на наружной поверхности, расширяющимися снизу вверх дорнирующими вставками, выполненными с возможностью ограниченного продольного перемещения при помощи толкателей вдоль направляющих, и расположенный ниже направляющих цилиндр с кольцевым поршнем, взаимодействующим с толкателями и выполненным с возможностью ограниченного перемещения вверх при тарированной нагрузке благодаря регулятору.The technical problem is solved by a device for installing a profile overlap in the well, comprising a housing with upper and lower sub, guides on the outer surface, expanding inserts expanding from bottom to top, made with the possibility of limited longitudinal movement by means of pushers along the guides, and a cylinder with an annular piston located below the guides interacting with pushers and made with the possibility of limited upward movement at a tared load thanks I am the regulator.

Новым является то, что цилиндр жестко соединен с нижним переводником, корпус снаружи оснащен упором, а регулятор выполнен в виде пружины, установленной между упором корпуса и кольцевым поршнем для его прижатия вниз.What is new is that the cylinder is rigidly connected to the lower sub, the housing is equipped with an abutment on the outside, and the regulator is made in the form of a spring mounted between the housing abutment and an annular piston to press it down.

На чертеже изображен дорнирующий узел, входящий в состав устройства для установки профильного перекрывателя в скважине, с частичным продольным разрезом.The drawing shows a dodging unit, which is part of a device for installing a profile shutter in a well, with a partial longitudinal section.

Устройство для установки профильного перекрывателя (на чертеже не показан) в скважине, включающее дорнирующий узел 1 (см. чертеж), который содержит корпус 2, имеющий центральный проходной канал 3, верхний 4 и нижний 5 переводники, направляющие 6, расположенные на наружной поверхности корпуса 2, расширяющиеся снизу вверх, дорнирующие вставки 7, выполненные с возможностью ограниченного продольного перемещения при помощи толкателей 8 вдоль направляющих 6, и расположенный ниже направляющих 6 цилиндр 9 с кольцевым поршнем 10, взаимодействующим с толкателями 8 и выполненным с возможностью ограниченного перемещения вверх при тарированной нагрузке благодаря пружине 11, выполняющей функцию регулятора. Кроме того, цилиндр 9 жестко соединен с нижним переводником 5, например посредством резьбы 12, а пружина 11 установлена между упором 13 корпуса 2 и кольцевым поршнем 10 для его прижатия вниз. Полость 14, образованная между наружной стенкой цилиндра 9 и внутренней стенкой переводника 5, сообщается с центральным проходным каналом 3 с помощью канала 15.A device for installing a profile overlap (not shown in the drawing) in the well, including a turning unit 1 (see drawing), which contains a housing 2 having a central passage channel 3, upper 4 and lower 5 sub, guides 6 located on the outer surface of the housing 2, expanding from the bottom up, the mandrel inserts 7, made with the possibility of limited longitudinal movement by means of pushers 8 along the guides 6, and the cylinder 9 located below the guides 6 with the annular piston 10 interacting with the sense Ateliers 8 and made with the possibility of limited upward movement with a calibrated load due to the spring 11, which performs the function of a regulator. In addition, the cylinder 9 is rigidly connected to the lower sub 5, for example by means of a thread 12, and a spring 11 is installed between the abutment 13 of the housing 2 and the annular piston 10 for pressing it down. The cavity 14 formed between the outer wall of the cylinder 9 and the inner wall of the sub 5 communicates with the central passage channel 3 through the channel 15.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Дорнирующий узел 1 своей верхней 16 резьбой соединяется со скважинным оборудованием (на чертеже не показано) и нижней 17 с другими дорнирующими узлами (на чертеже не показаны), после чего спускаются в скважину (на чертеже не показана). При этом дорнирующие вставки 7 для уменьшения наружного диаметра и исключения их взаимодействия со стенками скважины во время спуска за счет усилия пружины 11, через кольцевой поршень 10 и толкатели 8 поджаты вниз и находятся в транспортном положении.The dorn node 1 with its upper 16 thread is connected to the downhole equipment (not shown in the drawing) and the lower 17 with other dorn nodes (not shown), and then descend into the well (not shown). In this case, the mandrel inserts 7 to reduce the outer diameter and prevent their interaction with the walls of the well during the descent due to the force of the spring 11, through the annular piston 10 and pushers 8 are pressed down and are in the transport position.

При достижении предварительно установленного гидравлическим расширением профильного перекрывателя, через центральный проходной канал 3 корпуса 2 начинают прокачивать жидкость, которая через канал 15 попадает в полость 14 и, создавая там избыточное давление, начинает преодолевать усилие пружины 11. Кольцевой поршень 10 при этом передвигается вверх относительно цилиндра 9, а толкатели 8, взаимодействующие с кольцевым поршнем 10, выводят дорнирующие вставки 7 в рабочее положение, передвигая их по направляющим 6, а их диаметр d при этом становится максимальным.Upon reaching the profile overlap pre-set by hydraulic expansion, liquid is pumped through the central passage channel 3 of the housing 2, which enters the cavity 14 through the channel 15 and, creating excessive pressure there, begins to overcome the force of the spring 11. The annular piston 10 moves upward relative to the cylinder 9, and the pushers 8, interacting with the annular piston 10, bring the cutting inserts 7 to the working position, moving them along the guides 6, and their diameter d becomes maximum.

Затем начинают разгружать колонну труб (на чертеже не показана) вместе с инструментом. При этом дорнирующие вставки 7 дорнируют и плотно прижимают профильный перекрыватель к стенкам скважины под весом колонны труб. После того, как полностью прошли профильный перекрыватель и прижали к стенкам скважины, перестают прокачивать промывочную жидкость. За счет усилия пружины 11, дорнирующие вставки 7, перемещаясь по направляющим 6 вниз, возвращаются в исходное транспортное положение, а инструмент поднимают на устье скважины.Then they begin to unload the pipe string (not shown in the drawing) together with the tool. In this case, the turning inserts 7 are turned and the profile cutter is pressed tightly against the walls of the well under the weight of the pipe string. After the profile cutter has completely passed and pressed against the walls of the well, the flushing fluid is no longer pumped. Due to the force of the spring 11, the mandrel inserts 7, moving along the guides 6 down, return to their original transport position, and the tool is lifted to the wellhead.

При необходимости замены дорнирующих вставок 7 нижний переводник 5 частично отвинчивают по резьбе 12, при этом за счет усилия пружины 11 кольцевой поршень 10 с толкателями 8 передвигается вниз и толкатели 8 выходят из зацепления с дорнирующими вставками 7. Также в крайнем нижнем положении дорнирующие вставки 7 выходят из зацепления с направляющими 6 и легко извлекаются. Установку новых дорнирующих вставок 7 производят в обратной последовательности. Такая замена не требует много времени и полной разборки устройства, кроме этого, нет необходимости применения специального инструмента, такого как гидравлические ключи и т.д.If it is necessary to replace the dorning inserts 7, the lower sub 5 is partially unscrewed along the thread 12, while due to the force of the spring 11, the annular piston 10 with the pushers 8 moves down and the pushers 8 disengage from the dormant inserts 7. Also, in the extreme lower position, the droning inserts 7 come out out of engagement with guides 6 and are easily removable. Installation of new dorning inserts 7 is carried out in the reverse order. Such a replacement does not require much time and complete disassembly of the device, in addition, there is no need to use special tools, such as hydraulic wrenches, etc.

Предложенная конструкция устройства для установки профильного перекрывателя в скважине позволяет выполнять качественное дорнирование профильного перекрывателя, выполнять свои функции без возникновения аварийных ситуаций в результате деформаций и механических повреждений, а также позволяет проводить плановую замену дорнирующих узлов в процессе работы с минимальной разборкой в полевых условиях за короткий промежуток времени.The proposed design of the device for installing the profile overlap in the well allows for quality drilling of the profile overlap, to perform its functions without emergencies as a result of deformations and mechanical damage, and also allows for routine replacement of the burner assemblies during operation with minimal disassembly in the field for a short period time.

Claims

A device for installing a profile overlap in the well, including a housing with upper and lower sub, guides on the outer surface, lore inserts expanding from bottom to top, made with the possibility of limited longitudinal movement using pushers along the guides, and a cylinder located below the guides with an annular piston interacting with pushers and made with the possibility of limited upward movement at a calibrated load thanks to the regulator, characterized by In that the cylinder is rigidly connected to the bottom sub, the housing is equipped externally focusing, and the controller is designed as a spring mounted between the stop body and the annular piston for pressing it downward.