RU2639002C1 - Устройство для восстановления дефектных участков эксплуатационных колонн нефтегазовых скважин при помощи конуса-трансформера - Google Patents
Устройство для восстановления дефектных участков эксплуатационных колонн нефтегазовых скважин при помощи конуса-трансформера Download PDFInfo
- Publication number
- RU2639002C1 RU2639002C1 RU2017106231A RU2017106231A RU2639002C1 RU 2639002 C1 RU2639002 C1 RU 2639002C1 RU 2017106231 A RU2017106231 A RU 2017106231A RU 2017106231 A RU2017106231 A RU 2017106231A RU 2639002 C1 RU2639002 C1 RU 2639002C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cone
- transformer
- expanding mandrel
- oil
- plaster
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 18
- 230000002950 deficient Effects 0.000 title claims description 12
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000011505 plaster Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 4
- 241000282472 Canis lupus familiaris Species 0.000 claims description 7
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 5
- 210000003128 head Anatomy 0.000 description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 4
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 208000031968 Cadaver Diseases 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B29/00—Cutting or destroying pipes, packers, plugs or wire lines, located in boreholes or wells, e.g. cutting of damaged pipes, of windows; Deforming of pipes in boreholes or wells; Reconditioning of well casings while in the ground
- E21B29/10—Reconditioning of well casings, e.g. straightening
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Fluid-Damping Devices (AREA)
Abstract
Группа изобретений относится к нефтегазовой промышленности, преимущественно к устройствам для герметизации эксплуатационных колонн и отключения пластов. Устройство содержит пластырь в виде гладкого металлического патрубка, имеющего снаружи на концах эластичные уплотнительные кольца, и расширяющую оправку, выполненную в виде конуса-трансформера, образованного подпружиненными сменными конусообразными секторами, расположенными в пазах конической части корпуса с возможностью продольного перемещения. При этом вершина корпуса конуса-трансформера направлена в сторону, противоположную рабочему ходу расширяющей оправки, что обеспечивает наиболее плавное расширение пластыря. Для предотвращения обратного хода устройство снабжено противовозвратным устройством. В качестве поршня, приводящего в движение конусообразные секторы, используется силовая армированная манжета. Образующие конусообразных секторов представляют собой участки эвольвенты. Снижается осевое усилие при расширении пластыря, повышается надежность и эффективность работы устройства. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, преимущественно к устройствам для герметизации обсадных колонн и отключения пластов.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известно устройство для ремонта обсадной колонны по авторскому свидетельству SU 1659621 А1, МПК Е21В 29/10, опубл. 30.06.1991, бюл. №24. Устройство спускается в скважину на геофизическом кабеле и включает размещенные в корпусе электродвигатель с редуктором, плунжерный гидравлический насос, систему клапанов управления, дифференциальный поршень, а также расположенные снаружи дорнирующий конус с подпружиненными плавающими плашками и раскатывающую головку, кинематически связанную с валом электродвигателя. Дифференциальный поршень перемещает дорнирующий конус с подпружиненными плавающими плашками внутрь пластыря, производя его расширение, а раскатывающая головка своим вращением окончательно распрямляет и выглаживает стенки пластыря, прижимая его к эксплуатационной колонне.
Основным недостатком описанного устройства является сложность конструкции скважинного модуля, в котором смонтирована электрогидромеханическая приводная система с множеством прецизионных деталей и комплектующих изделий. Кроме того, метод раскатывания применим только для тонкостенных продольно-гофрированных пластырей, что ограничивает область применения описанного устройства. И, наконец, самый главный недостаток известного устройства - ограничение по длине пластыря, вытекающее из конструкции. Длина пластыря ограничена ходом поршня и длиной приводного вала раскатывающей головки. Таким образом, данное устройство неприменимо для герметизации протяженных дефектных участков эксплуатационных колонн.
Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения (прототипом) является трехступенчатая дорнирующая головка, раскрытая в описании к патенту RU 2154148 С2, кл. Е21В 29/10, опубл. 20.08.2000.
Известное из наиболее близкого аналога устройство содержит основной конус-пуансон, плавающие секторы, расположенные на самоуплотняющейся манжете, а также подпружиненные конусные плашки, установленные между конусом-пуансоном и плавающими секторами с возможностью продольного перемещения в пазах "ласточкин хвост", выполненных на конической части основного корпуса. При этом конусная часть корпуса направлена вершиной вверх, т.е. по ходу дорнирующей головки в процессе расширения пластыря. При заходе дорнирующей головки в пластырь его предварительное расширение осуществляется конусом-пуансоном, затем промежуточное - конусными плашками за счет их осевого и периферийного смещения в пазах, и окончательное - плавающими секторами под гидравлическим давлением в системе.
К недостаткам известного из наиболее близкого аналога устройства следует отнести его изначальную ориентированность на работу с продольно-гофрированными пластырями, что резко ограничивает сферу его применения. Тонкостенные гофрированные пластыри могут обеспечить герметизацию дефектных участков эксплуатационной колонны только при небольших пластовых давлениях флюида в скважине. Для ремонта скважин с большими пластовыми давлениями, достигающими иногда 100 и более атмосфер, требуется прижатие металлического пластыря к стенке колонны посредством эластичных уплотнительных колец, которые устанавливаются (например, могут быть привулканизированы) на наружной поверхности гладких цилиндрических пластырей. Только в этом случае достигается гарантированная отсечка дефектного участка эксплуатационной колонны. Кроме того, конструкция дорнирующей головки предполагает ее заход в пластырь с торца, а затем начало расширения, т.е. пластырь должен быть заякорен. Таким образом, в комплект оборудования должна дополнительно входить система якорения пластыря, что усложняет и удорожает процесс ремонта эксплуатационной колонны.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задача заявляемого изобретения состоит в разработке устройства для восстановления дефектных участков эксплуатационных колонн нефтегазовых скважин при помощи конуса-трансформера, а также повышении надежности работы и расширении сферы применяемости устройства в целом.
Техническим результатом изобретения является повышение надежности и эффективности работы устройства за счет применения конуса-трансформера, у которого в конусной части основного корпуса расположены подпружиненные сменные конусообразные сегменты, установленные с возможностью продольного перемещения в пазах, выполненных вдоль образующих. Указанный технический результат достигается за счет того, что в заявленном устройстве вершина конусной части основного корпуса направлена против рабочего хода расширяющей оправки, при этом последняя снабжена противовозвратным устройством, включающим крестовину, в проушинах которой установлены с возможностью качания на осях подпружиненные собачки, носовые части которых прижаты к наружной поверхности пустотелой тяги (мандрели). Кроме того, конусообразные сегменты через проставку подпираются силовой армированной манжетой. Помимо этого, образующие конусообразных сегментов представляют собой участки эвольвенты.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Изобретение будет более понятным из описания, не имеющего ограничительного характера и приводимого со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:
Фиг. 1 - общий вид устройства для восстановления дефектных участков эксплуатационных колонн нефтегазовых скважин при помощи конуса-трансформера до начала процесса расширения пластыря:
1 - эксплуатационная колонна; 2 - пластырь; 3 - эластичное уплотнительное кольцо; 4 - расширяющая оправка (конус-трансформер); 5 - силовая армированная манжета; 6 - проставка; 7 - противовозвратное устройство; 8 - пружина; 9 - ограничительная втулка; 10 - пустотелая тяга (мандрель); 11 - башмак с обратным клапаном; 12 - стопорное кольцо; 13 - гидравлическое посадочное устройство.
Фиг. 2 - то же, в момент начала расширения пластыря.
Фиг. 3 - то же, в процессе дальнейшего расширения пластыря.
Фиг. 4 - вид А на фиг. 1 в масштабе увеличения:
14 - корпус конуса-трансформера; 15 - конусообразный сегмент; 16 - крестовина; 17 - собачка; 18 - нажимной корпус; 19 - стопор; 20 - ось собачки.
Фиг. 5 - разрез Б-Б на виде А.
Устройство для восстановления дефектных участков эксплуатационных колонн нефтегазовых скважин при помощи конуса-трансформера содержит пластырь (2) в виде тонкостенной гладкой трубы с наружными эластичными уплотнительными кольцами (3) на концах и расширяющую оправку (4) в виде конуса-трансформера, находящуюся внутри пластыря (2) и надетую на пустотелую тягу (мандрель) (10). С одной стороны расширяющая оправка (4) контактирует со стопорным кольцом (12), а с другой стороны - с проставкой (6), которая, в свою очередь, подпирается силовой армированной манжетой (5). Противовозвратное устройство (7) служит для предотвращения нежелательного осевого перемещения назад расширяющей оправки (4) после запуска процесса расширения пластыря (2) (фиг. 4) и включает крестовину (16), в проушинах которой при помощи осей (20) установлены подпружиненные собачки (17), и нажимной корпус (18), имеющий пазы для беспрепятственного качания собачек (17). Пружина (8) предназначена для силового замыкания деталей устройства, расположенных между заплечиком пустотелой тяги (мандрели) (10) и стопорным кольцом (12). Ограничительная втулка (9) предотвращает заневоливание и поломку пружины (8) при подъеме тяги (мандрели) (10), которая связана с подъемником буровой установки (на рисунках не показан) посредством тяг (не показаны), например, в виде колонны насосно-компрессорных труб (НКТ). Нижний торец пластыря (2) герметично заглушен башмаком (11) с обратным клапаном (на рисунках не показан). В башмак (11) вмонтировано гидравлическое посадочное устройство (13) с седлом (не показано) для сбрасываемой пробки (на рисунках показана пунктиром), которое служит для перенаправления нагнетаемой рабочей жидкости и создания давления, инициирующего начало движения силовой армированной манжеты (5) и расширяющей оправки (4).
Устройство для восстановления дефектных участков эксплуатационных колонн нефтегазовых скважин при помощи конуса-трансформера работает следующим образом.
Устройство спускают в скважину на тяге, например, на колонне НКТ, до тех пор, пока дефектный участок эксплуатационной колонны (1) не окажется в интервале между эластичными уплотнительными кольцами (3) пластыря (2). При этом последний в зависимости от характера и расположения дефектов эксплуатационной колонны (1) может быть удлинен путем составления из отдельных секций, например, при помощи низкопрофильных резьбовых соединений. Затем сверху сбрасывают пробку (показана пунктиром), которая садится в седло гидравлического посадочного устройства (13), и начинают нагнетание рабочей жидкости. Последняя проникает в полость между стенками пустотелой тяги (мандрели) (10) и пластыря (2), вызывая осевое перемещение силовой армированной манжеты (5), которая выполняет роль поршня. При этом через проставку (6) манжета (5) давит на конусообразные сегменты (15), которые перемещаются вдоль пазов "ласточкин хвост" (фиг. 5) корпуса конуса-трансформера (14), одновременно совершая движение к периферии и воздействуя на стенки пластыря (2), тем самым плавно производя его предварительную раздачу (фиг. 2, фиг. 4). Начало процесса раздачи пластыря (2) попутно производит его якорение в эксплуатационной колонне (1) за счет деформации ближайших эластичных уплотнительных колец (3) (фиг. 2). Силовая армированная манжета (5), распрямляясь в расширенной части пластыря (2), сохраняет контакт с его стенками и продолжает играть роль поршня. Противовозвратное устройство (7) под воздействием пружины (8) перемещается вслед за силовой армированной манжетой (5) до тех пор, пока подпружиненные собачки (17), постоянно прижатые к наружной поверхности тяги (мандрели) (10) и скользящие по ней, не попадут своими носовыми частями в одну из канавок "В", делая невозможным обратный ход подвижных деталей (фиг. 2, фиг. 4). Одновременно с этим проставка (6), пройдя под воздействием силовой манжеты (5) расстояние рабочего хода "L" (фиг. 4), упирается своим буртиком в торец зафиксированного корпуса конуса-трансформера (14), что ограничивает дальнейшее перемещение в его пазах конусообразных сегментов (15) и, следовательно, определяет нужный диаметр пластыря (2) после расширения (фиг. 2). Этот момент определяется по скачку давления нагнетаемой жидкости. Затем при помощи подъемника (не показан) мандрель (10) начинает движение вверх (фиг. 3), производя основной процесс расширения пластыря (2) или его секционной сборки, который длится до тех пор, пока расширяющая оправка (конус-трансформер) (4) не пройдет всю его длину. За счет того, что образующие конусообразных сегментов (15) выполнены в виде участка эвольвенты, достигается минимальная сила трения при перемещении расширяющей оправки (4) в виде конуса-трансформера о стенки пластыря (2), тем самым снижается осевое усилие, требуемое для работы устройства в целом. При этом ограничительная втулка (9) упирается в нажимной корпус (18) противовозвратного устройства (7), разгружая пружину (8) и предохраняя ее от заневоливания и поломки (фиг. 3). Пластырь (2) оказывается расширенным и плотно прижатым к стенкам эксплуатационной колонны (1), при этом уплотнительные эластичные кольца (3) отсекают зону негерметичности от полости скважины. После этого устройство поднимается из скважины, разбуривается башмак (11) с гидравлическим посадочным устройством (13), при этом срезается нерасширенная часть пластыря (2), примыкающего к башмаку (11).
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет получить устройство для восстановления дефектных участков эксплуатационных колонн нефтегазовых скважин при помощи конуса-трансформера, которое увеличивает надежность и эффективность работы. Устройство при этом имеет достаточно простую конструкцию, а технология работ с ним легко осуществима.
Изобретение было раскрыто выше со ссылкой на конкретный вариант его осуществления. Для специалистов могут быть очевидны и иные варианты осуществления изобретения, не меняющие его сущности, как она раскрыта в настоящем описании. Соответственно изобретение следует считать ограниченным по объему только нижеследующей формулой изобретения.
Claims (2)
1. Устройство для восстановления дефектных участков эксплуатационных колонн нефтегазовых скважин при помощи конуса-трансформера, включающее пластырь в виде гладкостенного металлического патрубка, имеющего снаружи на концах уплотнительные эластичные кольца, гидравлический посадочный инструмент и насаженную на пустотелую тягу расширяющую оправку в виде конуса-трансфомера, выполненную в виде корпуса, на конической поверхности которого имеются продольные канавки типа "ласточкин хвост" с размещенными в них конусообразными сегментами, обладающими возможностью продольного перемещения, отличающееся тем, что вершина конической части корпуса направлена против рабочего хода расширяющей оправки, при этом последняя снабжена противовозвратным стопорным устройством в виде крестовины, в проушинах которой установлены с возможностью качания на осях подпружиненные собачки, носовые части которых направлены против рабочего хода расширяющей оправки и постоянно прижаты к поверхности пустотелой тяги.
2. Устройство для восстановления дефектных участков эксплуатационных колонн нефтегазовых скважин при помощи конуса-трансформера, включающее пластырь в виде гладкостенного металлического патрубка, имеющего снаружи на концах уплотнительные эластичные кольца, гидравлический посадочный инструмент и насаженную на пустотелую тягу расширяющую оправку в виде конуса-трансфомера, выполненную в виде корпуса, на конической поверхности которого имеются продольные канавки типа "ласточкин хвост" с размещенными в них конусообразными сегментами, обладающими возможностью продольного перемещения, отличающееся тем, что конусообразные сегменты через проставку подпираются силовой армированной манжетой, а их образующие представляют собой участки эвольвенты.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017106231A RU2639002C1 (ru) | 2017-02-27 | 2017-02-27 | Устройство для восстановления дефектных участков эксплуатационных колонн нефтегазовых скважин при помощи конуса-трансформера |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017106231A RU2639002C1 (ru) | 2017-02-27 | 2017-02-27 | Устройство для восстановления дефектных участков эксплуатационных колонн нефтегазовых скважин при помощи конуса-трансформера |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2639002C1 true RU2639002C1 (ru) | 2017-12-19 |
Family
ID=60719010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017106231A RU2639002C1 (ru) | 2017-02-27 | 2017-02-27 | Устройство для восстановления дефектных участков эксплуатационных колонн нефтегазовых скважин при помощи конуса-трансформера |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2639002C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109798081A (zh) * | 2019-02-27 | 2019-05-24 | 中石化石油工程技术服务有限公司 | 一种取换采油井筒套管的方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2154148C2 (ru) * | 1998-05-13 | 2000-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Кубаньгазпром" | Трехступенчатая дорнирующая головка |
| RU2236550C1 (ru) * | 2002-12-18 | 2004-09-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Устройство для герметизации обсадной колонны |
| CN203702051U (zh) * | 2014-03-04 | 2014-07-09 | 岳维建 | 油田用快速安全实体膨胀管加固装置 |
| CN104153735A (zh) * | 2014-07-24 | 2014-11-19 | 中国石油天然气股份有限公司 | 膨胀管补贴装置 |
-
2017
- 2017-02-27 RU RU2017106231A patent/RU2639002C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2154148C2 (ru) * | 1998-05-13 | 2000-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Кубаньгазпром" | Трехступенчатая дорнирующая головка |
| RU2236550C1 (ru) * | 2002-12-18 | 2004-09-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Устройство для герметизации обсадной колонны |
| CN203702051U (zh) * | 2014-03-04 | 2014-07-09 | 岳维建 | 油田用快速安全实体膨胀管加固装置 |
| CN104153735A (zh) * | 2014-07-24 | 2014-11-19 | 中国石油天然气股份有限公司 | 膨胀管补贴装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109798081A (zh) * | 2019-02-27 | 2019-05-24 | 中石化石油工程技术服务有限公司 | 一种取换采油井筒套管的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108166965B (zh) | 一种喷砂射孔、压裂及封隔一体化装置 | |
| SU1747673A1 (ru) | Устройство дл установки пластыр в обсадной трубе | |
| CN110709578A (zh) | 井下补丁安装工具 | |
| NO325410B1 (no) | Slagindikator og fremgangsmate for angivelse av et slag i ekspansjonssystem med rorformet utbedringsfôring | |
| CN204371179U (zh) | 一种可控防卡油气井套管整形装置 | |
| US9739121B2 (en) | Morphing tubulars | |
| CN103797212A (zh) | 冲击工具 | |
| RU2639002C1 (ru) | Устройство для восстановления дефектных участков эксплуатационных колонн нефтегазовых скважин при помощи конуса-трансформера | |
| RU2639007C1 (ru) | Устройство для установки пластыря в эксплуатационную колонну скважины с управляемым конусом-трансформером | |
| RU2433246C1 (ru) | Способ изоляции осложнений в скважине профильными перекрывателями | |
| RU2645060C1 (ru) | Устройство для ремонта обсадных и эксплуатационных колонн при помощи сдвоенного конуса-трансформера | |
| RU2629501C1 (ru) | Оборудование для восстановления изношенных и дефектных участков эксплуатационных колонн нефтегазовых скважин | |
| CN204877348U (zh) | 长井段加固管柱 | |
| RU2639006C1 (ru) | Устройство для восстановления дефектных участков эксплуатационных колонн нефтегазовых скважин с управляемым конусом-трансформером | |
| RU2644959C1 (ru) | Устройство для восстановления дефектных участков эксплуатационных колонн нефтегазовых скважин | |
| RU2669412C1 (ru) | Устройство для установки металлического пластыря в наклонно-направленных и горизонтальных участках нефтяных и газовых скважин | |
| RU2635805C1 (ru) | Система ликвидации негерметичности обсадных колонн | |
| CN210859161U (zh) | 泵下油管液控防喷装置 | |
| CN105178901B (zh) | 长井段加固管柱 | |
| CN2844407Y (zh) | 液压式井下变形套管修复器 | |
| RU156338U1 (ru) | Устройство для создания перфорационных каналов в скважине | |
| RU2493353C1 (ru) | Пакерное устройство | |
| RU2522360C1 (ru) | Устройство для установки профильного перекрывателя в скважине | |
| RU186556U1 (ru) | Устройство для герметизации эксплуатационной колонны | |
| CN114278236A (zh) | 一种套管扶正补接器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20180403 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200228 |