RU2688807C1 - Compensator of thermobaric changes of tubing string length - Google Patents

Compensator of thermobaric changes of tubing string length Download PDF

Info

Publication number
RU2688807C1
RU2688807C1 RU2018130558A RU2018130558A RU2688807C1 RU 2688807 C1 RU2688807 C1 RU 2688807C1 RU 2018130558 A RU2018130558 A RU 2018130558A RU 2018130558 A RU2018130558 A RU 2018130558A RU 2688807 C1 RU2688807 C1 RU 2688807C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pipe
compensator
sealing elements
well
possibility
Prior art date
Application number
RU2018130558A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Отто Гуйбер
Анатолий Александрович Чернов
Анатолий Петрович Федорченко
Original Assignee
Отто Гуйбер
Анатолий Александрович Чернов
Анатолий Петрович Федорченко
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 Отто Гуйбер, Анатолий Александрович Чернов, Анатолий Петрович Федорченко filed Critical Отто Гуйбер
Priority to RU2018130558A priority Critical patent/RU2688807C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2688807C1 publication Critical patent/RU2688807C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/02Couplings; joints
    • E21B17/04Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like
    • E21B17/07Telescoping joints for varying drill string lengths; Shock absorbers

Abstract

FIELD: oil and gas industry.SUBSTANCE: invention relates to oil and gas industry and can be used as part of process equipment for compensation of thermobaric changes of tubing string length. Compensator for thermobaric changes in the length of the tubing string includes an external pipe having the possibility of being connected to the casing string of the tail pipe of the well, an internal pipe located coaxially in the external pipe, as well as sealing elements. Outer and inner pipes are installed so that annular cavity is formed between them and attached to each other. Compensator is equipped with an intermediate pipe having the possibility of connection to the tubing string and installed in the said annular cavity with the possibility of axial reciprocating movement and with gaps relative to the inner surface of the external pipe and external surface of the internal pipe. On external and internal surfaces of external pipe there are stops having the possibility of contact by one end with support coupling, fixed on casing pipe of well shank, and by another end – with compression sealing elements, one of which is located on external surface of external pipe, and other is between external and intermediate pipes, wherein in each said clearance, coaxially to each other, pre-compressed sealing elements and sealing elements having a possibility of compression are arranged.EFFECT: providing compensation of considerable thermobaric length changes of the tubing string clones with the heat-insulating coating and providing tightness of disconnection of the under-packer zone of the well from the above-packer zone of the well.4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано в составе технологического оборудования для компенсации термобарических изменений длины колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) с теплоизоляционным покрытием (ТИП) при закачке в продуктивный пласт скважины рабочего агента воздействия (РАВ) и отборе из продуктивного пласта целевого продукта.The invention relates to the oil and gas industry and can be used in the composition of the process equipment to compensate for thermobaric changes in the length of a tubing string with a thermal insulation coating (TYPE) when pumping a working exposure agent (PAB) into the reservoir and removing it from the productive reservoir of the target product.

В настоящее время нефтедобывающие компании приступили к освоению нефтеносных сланцевых формаций, в частности, таких, как баженовская свита и доманиковая свита, а также глубокозалегаемых (до 5000 метров) тяжелых углеводородов. Весьма перспективным для их освоения признано использование так называемых термохимических технологий, основанных на закачке по колонне НКТ с ТИП в продуктивный пласт РАВ, имеющего высокие температуру (до 800°С) и давление (до 60 МПа).At present, oil-producing companies have begun to develop oil-bearing shale formations, in particular, such as the Bazhenov formation and the Domanik formation, as well as deep-seated (up to 5,000 meters) heavy hydrocarbons. The use of so-called thermochemical technologies based on the injection of a tubing with a TYPE into a productive layer of PAB, which has high temperatures (up to 800 ° C) and pressure (up to 60 MPa), is considered very promising for their development.

При реализации таких технологий, при прохождении по колонне НКТ под высоким давлением высокотемпературного РАВ, общая длина колонны НКТ, в результате их нагрева, значительно удлиняется.With the implementation of such technologies, when passing through the tubing under high pressure of high-temperature PAB, the overall tubing length, as a result of their heating, is significantly extended.

Так, например, при закачке в продуктивный пласт высокотемпературного РАВ по колонне НКТ, выполненных из сплава INCONEL 740Н, при их нагреве, в среднем (равномерно по всей длине НКТ), до температуры 520°C, участок колонны НКТ, длинной 3000 метров, линейно удлиняется на 21,84 метра, а при отборе из продуктивного пласта менее высокотемпературной водонефтяной эмульсии, имеющей температуру 280°С (в среднем, по всей длине НКТ), тот же участок, длиной 3000 метров, линейно удлиняется на 11,34 метра или линейно укорачивается на 10,5 метров относительно его линейного удлинения при прокачке РАВ (21,84 м - 11,34 м =10,5 м).So, for example, when pumping a high-temperature RAV into the productive layer along a tubing string made of INCONEL 740H alloy, when they are heated, on average (uniformly along the entire tubing length) to a temperature of 520 ° C, the tubing string section is 3000 meters long, linearly it is extended by 21.84 meters, and when sampling from a productive layer of a less high-temperature water-oil emulsion having a temperature of 280 ° C (on average, over the entire length of the tubing), the same section, 3000 meters long, is linearly extended by 11.34 meters or linearly shortened by 10.5 meters relative to its linear elongation Eniya when pumping RAV (21.84 m - 11.34 m = 10.5 m).

Таким образом, в процессе использования термохимических технологий при циклическом воздействии высокотемпературного РАВ на продуктивный пласт и отборе из продуктивного пласта водонефтяной эмульсии, имеющей (по сравнению с температурой РАВ) значительно более низкую температуру, НКТ, размещенные внутри обсадной колонны, циклически изменяют свою длину.Thus, in the process of using thermochemical technologies when cycling high-temperature PAB on the reservoir and the selection of oil-oil emulsion from the reservoir, having (compared to the PAB temperature) significantly lower temperature, the tubing inside the casing, cyclically change its length.

Такие тепловые линейные деформации НКТ приводят к периодическому возвратно-поступательному перемещению пакера вместе с колонной НКТ вдоль внутренней поверхности обсадных труб, что весьма часто приводит к нарушению герметичности разобщения подпакерной и надпакерной зон скважины и к потере части дорогостоящего РАВ за счет его перетока из подпакерной зоны скважины в надпакерную, и, как следствие - к снижению давления в подпакерной зоне скважины.Such thermal linear deformations of the tubing lead to periodic reciprocating movement of the packer along with the tubing string along the inner surface of the casing, which very often leads to a violation of the tightness of separation of the subpacker and nadpakerny zones of the well due to its overflow from the subpacker zone of the well in nadpakternuyu, and, as a consequence - to reduce the pressure in the sub-pakernoy zone of the well.

Приведенные выше обстоятельства снижают эффективность использования термохимических технологий при освоении нефтеносных сланцевых формаций и разработке месторождений тяжелых углеводородов, в частности, глубокозалегаемых.The above circumstances reduce the effectiveness of the use of thermochemical technologies in the development of oil shale formations and the development of heavy hydrocarbon deposits, in particular, deep-seated ones.

Одним из направлений решения данных проблем является использование устанавливаемых в колонну НКТ устройств, компенсирующих вызванные воздействием давления и температуры изменения длины колонны НКТ - компенсаторов.One of the ways to solve these problems is the use of devices installed in the tubing string, compensating for changes in the tubing length - tubing compensators caused by pressure and temperature.

Используемые для этих целей компенсаторы не отличаются разнообразием конструкций.The compensators used for these purposes do not differ in a variety of designs.

Так, например, известен компенсатор термобарических изменений длины колонны НКТ, включающий корпус, выполненный из двух соединенных между собой посредством муфты патрубков, подвижный шток, изготовленный из двух патрубков, соединенных муфтой, которая выполнена с возможностью поступательного движения в корпусе и служит упором для установленных в корпусе пружин, на нижнюю часть подвижного штока навернута концевая муфта, которая выполнена с возможностью поступательного движения в корпусе, при этом на корпус сверху навернут переводник, ограничивающий ход компенсатора, а снизу - переводник с отверстием и пазом для выхода электрической либо гидравлической линии, служащий для соединения с колонной НКТ и на который навернут кожух для защиты электрической либо гидравлической линии, а электрическая либо гидравлическая линия выполнена в виде спирали и уложена внутри корпуса и подвижного штока, при этом подвижный шток выполнен с возможностью поступательного движения в верхнем переводнике и муфте корпуса.So, for example, a compensator for thermobaric changes in the length of a tubing string is known, comprising a body made of two interconnected by means of a sleeve coupling, a movable rod made of two branch pipes interconnected by a sleeve, which is made with the possibility of translational movement in the body the spring case, the end sleeve is screwed on the lower part of the movable rod, which is made with the possibility of translational motion in the case; compensating stroke of the compensator, and from below - a sub with a hole and a groove for the output of an electric or hydraulic line, which is used to connect to the tubing string and on which the casing is screwed to protect the electric or hydraulic line, and the electric or hydraulic line is made in the form of a spiral and laid inside the case and a movable rod, while the movable rod is made with the possibility of translational motion in the upper sub and the housing coupling.

(см. патент РФ на полезную модель №174333, кл. Е21В 17/07, 2017 г.).(see RF patent for useful model No. 174333, class E21B 17/07, 2017).

В результате анализа известного компенсатора необходимо отметить, что его конструкция не обеспечивает компенсации значительных термобарических линейных деформаций колонны НКТ, а также не предполагает защиты подпакерной зоны скважины от надпакерной.As a result of the analysis of the known compensator, it should be noted that its design does not compensate for significant thermobaric linear deformations of the tubing string, and also does not imply protection of the subpacker zone of the well from the over-packer.

Известен компенсатор термобарических изменений длины колонны труб, выполненный из стандартных труб и включающий корпус, состоящий из двух частей - нижней и верхней. В нижней части корпуса расположен шток, на который насажена пружина компенсации хода колонны труб вниз, ограниченная с одной стороны муфтой со скользящей посадкой, а с другой - гайкой. Линейные размеры, ход пружины и рабочий зазор между муфтой и нижней ограничивающей гайкой могут быть постоянными с запасом хода, либо выбраны из предполагаемого хода колонны труб вниз. При этом компенсатор соединен с колонной труб при помощи патрубка, который посредством муфты соединен со штоком. На этот шток насажена пружина компенсации хода колонны труб вверх, ограниченная гайками, завернутыми в нижний и верхний части корпуса. Для исключения заедания и западания пружин, они снабжены проставочными кольцами. В верхней части корпуса расположена муфта со скользящей посадкой, соединяющая шток с патрубком верхним, ход которого ограничен гайками, завернутыми в верхнюю часть корпуса. Линейные размеры, ход пружины и рабочий зазор между муфтой и верхней ограничивающей гайкой могут быть постоянными с запасом хода, либо выбраны из предполагаемого хода колонны труб вверх. В верхнюю гайку завернут патрубок соединительный, соединяющий через переводник компенсатор с колонной труб.Known compensator thermobaric changes in the length of the column of pipes, made of standard pipes and includes a housing consisting of two parts - the lower and upper. In the lower part of the body there is a rod, on which a spring of compensation of the stroke of the tubing down is mounted, limited on one side by a slip-fit coupling, and on the other by a nut. The linear dimensions, the spring travel and the working clearance between the coupling and the lower limiting nut can be constant with a power reserve, or selected from the intended downward movement of the pipe string. In this case, the compensator is connected to the column pipe by means of a pipe, which is connected by means of a coupling to a rod. A spring of compensation of the stroke of the pipe string upwards is fastened on this rod, limited by nuts, wrapped in the lower and upper parts of the body. To eliminate sticking and spring sticking, they are equipped with spacer rings. In the upper part of the body there is a coupling with a sliding fit, which connects the rod with the upper branch pipe, the course of which is limited by nuts, wrapped in the upper part of the body. The linear dimensions, the spring travel and the working clearance between the coupling and the upper limiting nut can be constant with a power reserve or selected from the intended upward movement of the pipe string. The connecting pipe connecting the compensator to the column pipe connected via the sub is wrapped in the top nut.

При работе компенсатора посредством деформации пружин происходит компенсация хода колонны труб вниз или вверх.When the compensator is in operation, by means of the deformation of the springs, the stroke of the pipe string is compensated up or down.

(см. патент РФ №2566352, кл. Е21В 17/07, 2015 г.).(see RF patent №2566352, CL Ev21B 17/07, 2015).

В результате анализа конструкции известного компенсатора необходимо отметить, что его недостатками являются большие габариты, особенно, осевые, так как компенсация сжатия колонны труб и ее расширения обеспечиваются разными конструктивными модулями, что также усложняет конструкцию компенсатора, расположение пружин вне корпуса приводит к их коррозии и созданию аварийной ситуации, при этом ход пружин невелик, что не позволяет использовать компенсатор для компенсации значительных термобарических деформаций колонны труб.As a result of analyzing the design of a known compensator, it should be noted that its drawbacks are large dimensions, especially axial ones, since compensation of compression of the pipe string and its expansion is provided by different design modules, which also complicates the design of the compensator, the location of the springs outside the housing leads to corrosion and emergency, while the spring travel is small, which does not allow the use of a compensator to compensate for significant thermobaric deformations of the pipe string.

Известен компенсатор осевой, состоящий из сердечника, корпуса, который жестко соединен резьбой с ниппелем, цанги, скрепленной с корпусом, и втулки. Компенсатор также содержит срезные винты и разрезное стопорное кольцо. Резьбовые лепестки цанги входят в зацепление с резьбой, выполненной на сердечнике. Они застопорены втулкой, которая зафиксирована на сердечнике срезными винтами, находящимися в ее радиальных отверстиях.Known axial compensator, consisting of a core body, which is rigidly connected by thread with a nipple, collet, fastened to the body, and the sleeve. The compensator also contains shear screws and a split retaining ring. The threaded petals of the collet engage with a thread made on the core. They are locked with a sleeve, which is fixed to the core with shear screws located in its radial holes.

Разрезное стопорное кольцо выполнено в виде храповика, имеет на внутренней поверхности ряд зубьев, которые взаимодействуют с расположенными на наружной поверхности сердечника ответными зубьями. Это позволяет кольцу перемещаться с втулкой по сердечнику только в одном направлении, препятствуя последующему возврату втулки в исходное положение.The cutting retaining ring is made in the form of a ratchet, has on the inner surface a series of teeth that interact with counter-teeth located on the outer surface of the core. This allows the ring to move with the sleeve over the core in only one direction, preventing the sleeve from returning to its original position.

Участок сердечника, соприкасающийся с ниппелем и корпусом, имеет на внутренней поверхности грани, благодаря которым осуществляется передача крутящего момента от колонны НКТ на ниппель посредством ответных граней на его наружной поверхности. Эти грани находятся вдоль всей длины хода сердечника относительно ниппеля, что позволяет передавать вращение на оборудование, расположенное ниже компенсатора. Компенсатор также имеет упор для втулки, выполненный в виде гайки, навинченной на сердечник.The core section in contact with the nipple and the body has faces on the inner surface, due to which torque is transmitted from the tubing string to the nipple by means of response faces on its outer surface. These faces are located along the entire stroke of the core relative to the nipple, which allows you to transfer the rotation to the equipment located below the compensator. The compensator also has a stop for the sleeve, made in the form of a nut, screwed on the core.

Компенсатор спускают в скважину совместно с другим оборудованием на колонне НКТ.The compensator is lowered into the well with other equipment on the tubing string.

При создании во внутренней полости компенсатора избыточного давления, равного величине давления его раскрытия, благодаря разнице площадей сечений верхней и нижней частей втулки результирующее усилие, действующее на втулку, направлено вверх. Это приводит к срезу винтов и перемещению втулки с разрезным стопорным кольцом вверх по сердечнику в крайнее верхнее положение до упора.When an overpressure compensator is created in the internal cavity, equal to the pressure of its opening, due to the difference in cross-sectional areas of the upper and lower parts of the sleeve, the resulting force acting on the sleeve is directed upwards. This leads to the cut of the screws and the displacement of the sleeve with a split retaining ring up the core to the extreme upper position until it stops.

В результате перемещения втулки освобождаются резьбовые концы лепестков цанги, которая соединена с корпусом. Это создает возможность перемещения сердечника по ниппелю с корпусом.As a result of movement of the sleeve, the threaded ends of the collet lobes, which is connected to the housing, are released. This creates the possibility of moving the core over the nipple with the housing.

Под действием растягивающей нагрузки, возникающей в колонне НКТ при создании в ее внутренней полости избыточного давления, для приведения в действие оборудования с гидравлическим управлением, резьбовые концы лепестков цанги упруго разжимаются и сердечник перемещается по ниппелю. В результате этого компенсатор телескопически раскрывается, увеличивая свою длину, и, таким образом, компенсирует величину растяжения колонны НКТ. Это позволяет снять возникшие в колонне НКТ напряжения.Under the action of the tensile load that occurs in the tubing string when an overpressure is created in its internal cavity, to actuate the equipment with hydraulic control, the threaded ends of the collet lobes are elastically unclenched and the core moves along the nipple. As a result, the compensator telescopically opens, increasing its length, and thus compensates for the amount of stretching of the tubing string. This allows you to remove stresses arising in the tubing tubing.

(см. патент РФ №2558833, кл. Е21В 17/07, 2015 г.).(see RF patent №2558833, CL Ev21B 17/07, 2015).

В результате анализа выполнения данного компенсатора необходимо отметить, что для него характерна сложность конструкции, а, следовательно, невысокая надежность, а также незначительный осевой ход при компенсации термобарических деформаций.As a result of the analysis of the performance of this compensator, it should be noted that it is characterized by the complexity of the design, and, consequently, low reliability, as well as a slight axial stroke when compensating for temperature and pressure deformations.

Известен термокомпенсатор, содержащий коаксиально расположенные и образующие телескопическое соединение наружную и внутреннюю трубы, уплотнения в виде сальникового узла, резьбовую втулку, направляющую втулку и шпонку.Known thermal compensator containing coaxially located and forming a telescopic connection of the outer and inner pipes, seals in the form of a gland assembly, a threaded bushing, a guide bushing and a key.

Направляющая втулка жестко закреплена внутри наружной трубы с помощью резьбы. Шпонка установлена в пазу направляющей втулки и связывает последнюю с внутренней трубой. Паз под шпонку во внутренней трубе выполнен такой длины, чтобы обеспечить раздвижение компенсатора на заданный ход. Шпоночное соединение обеспечивает передачу крутящего момента между внутренней и наружной трубами. Во избежание раскручивания направляющей втулки, резьбовое соединение последней с наружной трубой законтрено. Торцевая поверхность резьбовой втулки выполнена с выступами, а обращенная к ней торцевая поверхность наружной трубы - с впадинами, соответствующими выступам резьбовой втулки, с возможностью вхождения выступов во впадины. Такое выполнение торцевых поверхностей резьбовой втулки и наружной трубы обеспечивает возможность периодической подтяжки уплотнений сальникового узла для обеспечения герметичности зазора между наружной и внутренней трубами.The guide sleeve is rigidly fixed inside the outer pipe with a thread. The key is installed in the groove of the guide sleeve and connects the latter with the inner tube. The groove under the key in the inner tube is made of such length to ensure the expansion of the compensator to a predetermined stroke. The key connection ensures the transmission of torque between the inner and outer tubes. In order to avoid unwinding of the guide bush, the threaded connection of the latter with the outer pipe is locked. The end surface of the threaded sleeve is made with protrusions, and the end surface of the outer pipe facing it is provided with depressions corresponding to the protrusions of the threaded sleeve, with the possibility of the protrusions entering the hollows. This embodiment of the end surfaces of the threaded sleeve and the outer pipe provides the ability to periodically tighten the seals of the stuffing box to ensure the tightness of the gap between the outer and inner pipes.

(см. патент РФ №2176304, кл. Е21В 17/07, 2001 г.) - наиболее близкий аналог. (see RF patent №2176304, CL Ev21B 17/07, 2001) - the closest analogue.

В результате анализа известного термокомпенсатора необходимо отметить, что использование для герметизации зазора между наружной и внутренней трубами торцевого сальникового уплотнения с возможностью его периодической подтяжки, не обеспечивает надежной его герметизации, особенно, при действии высокотемпературного РАВ под высоким давлением. Кроме того, данный термокомпенсатор не рассчитан для использования на колоннах НКТ, для которых характерны при эксплуатации значительные осевые термобарические деформации.As a result of the analysis of the known thermal compensator, it should be noted that the use of the end gland seal for sealing the gap between the outer and inner pipes with the possibility of its periodic tightening does not ensure its reliable sealing, especially when exposed to high-temperature PAB under high pressure. In addition, this thermal compensator is not designed for use on tubing strings, which are characterized by significant axial thermobaric deformations during operation.

Таким образом, из современного уровня техники не выявлены компенсаторы термобарических деформаций колонн НКТ, имеющие относительно небольшой диаметр, которые могли бы эффективно работать в условиях действия высоких температур (до 800°С) и высоких давлений (до 60 МПа) при одновременном гарантированном обеспечении герметичности разобщения подпакерной и надпакерной зон скважины.Thus, from the current state of the art, no compensators for thermobaric deformations of tubing strings having a relatively small diameter have been identified that could work effectively under conditions of high temperatures (up to 800 ° C) and high pressures (up to 60 MPa), while simultaneously guaranteeing leak tightness underpacker and overpacker zones of the well.

Техническим результатом настоящего изобретения является разработка компенсатора термобарических изменений длины колонны НКТ с ТИП, обеспечивающего компенсацию значительных термобарических изменений длины колонны НКТ с ТИП при прокачке через нее в продуктивный пласт высокотемпературного РАВ под высоким давлением, а также при отборе из продуктивного пласта водонефтяной эмульсии при гарантированном обеспечении герметичности разобщения подпакерной зоны скважины от надпакерной зоны скважины,The technical result of the present invention is to develop a compensator for thermobaric changes in the length of a tubing string with a TYPE, which compensates for significant thermobaric variations in the length of a tubing string with a TYPE when pumping a high-temperature PAB through a productive layer under high pressure, as well as when selecting an oil-water emulsion from a productive layer while ensuring tightness of separation of the sub-packer zone of the well from the above-packer zone of the well,

Указанный технический результат обеспечивается тем, что в компенсаторе термобарических изменений длины колонны насосно-компрессорных труб, содержащем наружную трубу, имеющую возможность соединения с обсадной трубой потайной колонны скважины, внутреннюю трубу, расположенную коаксиально в наружной трубе, а также уплотнительные элементы, новым является то, что наружная и внутренняя трубы установлены с образованием кольцевой полости между ними и скреплены друг с другом, причем компенсатор оснащен промежуточной трубой, имеющей возможность соединения с колонной насосно-компрессорных труб и установленной в упомянутой кольцевой полости с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения и с зазорами относительно внутренней поверхности наружной трубы и внешней поверхности внутренней трубы, на внешней и внутренней поверхностях наружной трубы установлены упоры, имеющие возможность контакта одним торцом с опорной соединительной муфтой, закрепленной на обсадной трубе хвостовика скважины, а другим торцом - с уплотнительными элементами, имеющими возможность сжатия, один из которых размещен на внешней поверхности наружной трубы, а другой - между наружной и промежуточной трубами, при этом, в каждом упомянутом выше зазоре, соосно друг другу, размещены предварительно сжатые уплотнительные элементы и уплотнительные элементы, имеющие возможность сжатия, все уплотнительные элементы выполнены, преимущественно, из базальтового волокна, имеющего диаметр волокон от 0,5 до 3,5 мкм, на поверхностях труб, контактирующих с уплотнительными элементами, выполнены рифления, а металлические детали компенсатора изготовлены из сплава INCONEL 740Н.This technical result is ensured by the fact that in the compensator for thermobaric changes in the length of the tubing string containing the outer tube, which can be connected with the casing tube of the countersink well, the inner tube located coaxially in the outer tube, as well as sealing elements, is new that the outer and inner pipes are installed with the formation of an annular cavity between them and fastened with each other, and the compensator is equipped with an intermediate pipe having The connections with the tubing string and the one installed in the said annular cavity with the possibility of axial reciprocating movement and with gaps relative to the inner surface of the outer pipe and the outer surface of the inner pipe, on the outer and inner surfaces of the outer pipe are installed stops that can be contacted by one end with the basic coupling, mounted on the casing of the well shank, and the other end - with sealing elements that can be compressed I, one of which is placed on the outer surface of the outer pipe, and the other between the outer and intermediate pipes, wherein, in each of the above-mentioned gap, are pre-compressed sealing elements and sealing elements that have the possibility of compression, all sealing elements mainly made of basalt fiber having a fiber diameter of 0.5 to 3.5 μm, corrugations are made on the surfaces of pipes in contact with the sealing elements, and metal parts of the compensator are made claimed alloy INCONEL 740N.

Сущность заявленного изобретения поясняется графическими материалами, на которых:The essence of the claimed invention is illustrated graphic materials on which:

- на фиг. 1 - компенсатор в исходном положении, размещенный внутри потайной колонны, до начала закачки РАВ в продуктивный пласт, продольный разрез;- in fig. 1 - compensator in the initial position, placed inside the secret column, prior to the injection of the PAB into the reservoir, a longitudinal section;

- на фиг. 2 - компенсатор в рабочем положении, размещенный внутри потайной колонны, перед закачкой в продуктивный пласт РАВ, продольный разрез;- in fig. 2 - compensator in the working position, placed inside the secret column, before being pumped into the productive layer RAB, longitudinal section;

- на фиг. 3 - компенсатор, размещенный внутри потайной колонны, в процессе закачки РАВ в продуктивный пласт, продольный разрез;- in fig. 3 - compensator placed inside the countersunk column, in the process of PAB injection into the reservoir, longitudinal section;

- на фиг. 4 - компенсатор, размещенный внутри потайной колонны, в процессе отбора из продуктивного пласта водонефтяной эмульсии, продольный разрез.- in fig. 4 - compensator, placed inside the secret column, in the process of selection from the reservoir oil-water emulsion, longitudinal section.

В описании, приведенными ниже позициями, обозначены следующие конструктивные элементы заявленного в качестве изобретения компенсатора.In the description given below, the positions denote the following structural elements of the compensator declared as an invention.

1. Обсадная труба потайной колонны скважины.1. Casing pipe of a secret column of a well.

2. Обсадная труба хвостовика скважины.2. Casing liner shank.

3. Опорная соединительная муфта для соединения обсадной трубы потайной колонны скважины 1 и обсадной трубы 2 хвостовика скважины.3. Supporting coupling for connecting the casing of the head of the well string 1 and the casing 2 of the shank of the well.

4. Кольцевой паз опорной соединительной муфты 3.4. The annular groove support coupling 3.

5. Уплотнительный элемент опорной соединительной муфты 3.5. Sealing element supporting coupling 3.

6. Рифленый участок на внутренней поверхности обсадной трубы 1.6. Corrugated area on the inner surface of the casing 1.

7. Упор.7. Emphasis.

8. Головная часть упора 7.8. The head of the stop 7.

9. Уплотнительный элемент.9. Sealing element.

10. Упор.10. Emphasis.

11. Фиксатор упора 10.11. Lock stop 10.

12. Труба наружная.12. External pipe.

13. Рифленый участок на наружной поверхности трубы 12.13. Corrugated area on the outer surface of the pipe 12.

14. Нижний рифленый участок на внутренней поверхности трубы 12.14. The lower grooved area on the inner surface of the pipe 12.

15. У ступ опорной соединительной муфты 3.15. At stupas of the basic connecting coupling 3.

16. Упор.16. Emphasis.

17. Головная часть упора 16.17. The head of the stop 16.

18. Фиксатор головной части упора 17.18. Lock the head of the stop 17.

19. Уплотнительный элемент.19. Sealing element.

20. Упор.20. Emphasis.

21. Кольцо.21. The ring.

22. Предварительно сжатый уплотнительный элемент.22. Pre-compressed sealing element.

23. Предварительно сжатый уплотнительный элемент.23. Precompressed sealing element.

24. Упор.24. Emphasis.

25. Упор.25. Emphasis.

26. Уплотнительный элемент.26. Sealing element.

27. Уплотнительный элемент.27. Sealing element.

28. Труба внутренняя.28. The pipe is internal.

29. Верхний рифленый участок на внутренней поверхности трубы 12.29. The upper grooved area on the inner surface of the pipe 12.

30. Рифленый участок на внутренней поверхности трубы 28.30. Corrugated area on the inner surface of the pipe 28.

31. Соединительный элемент.31. Connecting element.

32. 32.1 и 32.2. Фиксирующие кольца.32. 32.1 and 32.2. Locking rings.

33. Фиксаторы фиксирующих колец 32.1. и 32.2.33. Clamps fixing rings 32.1. and 32.2.

34. Труба промежуточная.34. Pipe intermediate.

35. Кольцо.35. The ring.

36. Кольцо.36. The ring.

37. НКТ с ТИП. 37. Tubing with a type.

38. Держатель НКТ с ТИП. 38. Tubing holder.

39. Держатель НКТ с ТИП. 39. Tubing holder.

40. Высокотемпературный РАВ высокого давления.40. High-temperature high-pressure PAB.

41. Водонефтяная эмульсия.41. Water-oil emulsion.

Скважина, в которой предполагается монтировать колонну НКТ с ТИП, компенсацию термобарических изменений длины которой необходимо обеспечить, оборудована обсадной трубой 1 потайной колонны скважины (далее - обсадная труба 1) и обсадной трубой 2 хвостовика скважины (далее - обсадная труба 2), герметично соединенных друг с другом опорной соединительной муфтой 3. Для обеспечения герметичности соединения в кольцевом пазе 4 соединительной муфты 3 размещено уплотнение 5.The well in which it is supposed to install the tubing string with a TYPE, compensation for thermobaric changes in the length of which is necessary to ensure, is equipped with a casing 1 of a secret well column (hereinafter referred to as casing 1) and a casing 2 of a well shank (hereafter referred to as casing 2), sealed together with another supporting coupling 3. To ensure the tightness of the connection in the annular groove 4 of the coupling 3 is placed a seal 5.

На внутренней поверхности обсадной трубы 1 имеется рифленый участок 6.On the inner surface of the casing 1 has a corrugated section 6.

В полости обсадной трубой 1 размещен кольцевой упор 7, нижним (здесь и далее термины «нижний» и «верхний» следует понимать, как расположенные в плоскости чертежа) своим торцом, имеющий возможность контакта с уплотнением 5 и имеющий выполненную в виде фланца головную часть 8.In the cavity of the casing pipe 1 is placed an annular stop 7, the lower one (hereinafter the terms “lower” and “upper” should be understood as located in the plane of the drawing) with its end face, which has the possibility of contact with the seal 5 and having a flange-shaped head portion 8 .

Компенсатор оснащен кольцевым уплотнительным элементом 9, размещаемым в полости обсадной трубы 1, нижним своим торцом, контактирующим с головной частью 8 упора 7, а верхним - с упором 10, установленным на внешней поверхности наружной трубы 12 и, контактирующим с рифленым участком 6 обсадной трубы 1 посредством фиксатора 11. Конструктивные элементы 7, 8, 9, 10, 11 образуют внешний термостойкий пакер высокого давления.The compensator is equipped with an annular sealing element 9 placed in the cavity of the casing 1, with its lower end in contact with the head 8 of the stop 7, and the upper with the stop 10 mounted on the outer surface of the outer pipe 12 and in contact with the corrugated section 6 of the casing 1 by means of the latch 11. The structural elements 7, 8, 9, 10, 11 form an external heat-resistant high-pressure packer.

Уплотнительный элемент 9 надет на внешнюю поверхность наружной трубы 12, имеющей на наружной поверхности рифленый участок 13, с которым контактирует уплотнительный элемент 9, а на внутренней - нижний рифленый участок 14. Упор 7 надет на внешнюю поверхность наружной трубы 12.The sealing element 9 is worn on the outer surface of the outer pipe 12, having a corrugated section 13 on the outer surface, with which the sealing element 9 contacts, and on the inner surface is a lower corrugated section 14. The stop 7 is mounted on the outer surface of the outer pipe 12.

На внутренней поверхности опорной соединительной муфты 3 образован уступ 15, с которым имеет возможность контакта нижняя часть кольцевого упора 16, выполненная в виде фланца головная часть 17 которого посредством фиксатора 18 зафиксирована в полости трубы 12 и на нее сверху опирается уплотнительный элемент 19, контактирующий наружной поверхностью с нижним рифленым участком 14 трубы 12. Верхний торец уплотнительного элемента 19 контактирует с кольцевым упором 20. Конструктивные элементы 16, 17, 18, 19, 20 образуют внутренний термостойкий пакер высокого давления.On the inner surface of the supporting coupling 3, a step 15 is formed, with which the lower part of the ring stop 16 is capable of contact, the flange-shaped part 17 of which is fixed in the cavity of the pipe 12 by means of a clamp 18 and a sealing element 19 is in contact with the outer surface with the lower corrugated section 14 of the pipe 12. The upper end of the sealing element 19 is in contact with the ring stop 20. The structural elements 16, 17, 18, 19, 20 form an internal heat-resistant high packer pressure.

Наружная труба 12 своим верхним торцом, посредством соединительного элемента 31, например, фланца, скреплена (например, посредством сварки) с верхним торцом внутренней трубы 28. Скрепленные друг с другом трубы 12 и 28 расположены друг относительно друга коаксиально с образованием полости между ними.The outer pipe 12 with its upper end, by means of a connecting element 31, for example, a flange, is fastened (for example, by welding) to the upper end of the inner pipe 28. The pipes 12 and 28 fastened to each other are located relative to each other coaxially to form a cavity between them.

Труба 12 на своей внутренней поверхности имеет верхний рифленый участок 29, а труба 28 на своей внутренней поверхности - рифленый участок 30.The pipe 12 has an upper corrugated section 29 on its inner surface, and a pipe 28 on its internal surface has a corrugated section 30.

В полости, образованной трубами 12 и 28, с зазорами относительно внутренней поверхности трубы 12 и внешней поверхности трубы 28, и с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения относительно них размещена промежуточная труба 34.In the cavity formed by the pipes 12 and 28, with gaps relative to the inner surface of the pipe 12 and the outer surface of the pipe 28, and with the possibility of axial reciprocating movement relative to them is placed an intermediate pipe 34.

В пространстве (в зазорах) между трубой 34 и трубами 12 и 28 размещены уплотнительные элементы 26 и 27, контактирующие с рифлеными участками 29 и 30 труб 12 и 28 и, опирающиеся нижними торцами на кольцевые упоры 24 и 25. Упор 24 закреплен на наружной поверхности внутренней трубы 28, а упор 25 - на внутренней поверхности наружной трубы 12.In the space (in the gaps) between the pipe 34 and the pipes 12 and 28 are placed the sealing elements 26 and 27 in contact with the corrugated sections 29 and 30 of the pipes 12 and 28 and supporting the bottom ends on the ring stops 24 and 25. The stop 24 is fixed on the outer surface the inner pipe 28, and the stop 25 on the inner surface of the outer pipe 12.

Своими верхними торцами уплотнительные элементы 26 и 27 контактируют с фиксирующими кольцами 32.1 и 32.2, закрепленными на трубах 12 и 28 посредством фиксаторов 33, которые не закреплены на внешней и внутренней поверхностях промежуточной трубы 34. Сверху, на внешней и внутренней поверхностях трубы 34 посредством сварки закреплены кольца 35 и 36, которые в отличие от фиксирующих колец 32.1 и 32.2, закрепленных на трубах 12 и 28 посредством фиксаторов 33, всегда возвратно поступательно перемещаются вместе с промежуточной трубой 34.The upper ends of the sealing elements 26 and 27 are in contact with the locking rings 32.1 and 32.2 fixed to the pipes 12 and 28 by means of clamps 33, which are not fixed to the outer and inner surfaces of the intermediate pipe 34. From above, the outer and inner surfaces of the pipe 34 are fixed by welding rings 35 and 36, which, in contrast to the locking rings 32.1 and 32.2, attached to the pipes 12 and 28 by means of the clamps 33, always reciprocally move together with the intermediate pipe 34.

На нижнем торце трубы 28 закреплено кольцо 21.At the bottom of the pipe 28 is fixed ring 21.

В образованных трубами зазорах под уплотнительными элементами 26 и 27, между упором 20, кольцом 21 снизу и упорами 24 и 25 сверху соосно уплотнительным элементам 26 и 27 размещены предварительно сжатые уплотнительные элементы 22 и 23.In the gaps formed by the pipes under the sealing elements 26 and 27, pre-compressed sealing elements 22 and 23 are placed between the stop 20, the ring 21 at the bottom and the stops 24 and 25 at the top, coaxially with the sealing elements 26 and 27.

На нижней части трубы 34 имеются держатели 38 и 39, предназначенные для скрепления ее с НКТ с ТИП 37 посредством сварки. Для предупреждения перекосов при скреплении трубы 34 с НКТ с ТИП 37 и повышения надежности скрепления используется не один, а два держателя 38 и 39.On the lower part of the pipe 34 there are holders 38 and 39, designed to bond it to the tubing with TYPE 37 by welding. To prevent distortions when binding the pipe 34 with tubing with TYPE 37 and to increase the reliability of bonding, not one but two holders 38 and 39 are used.

Металлические детали компенсатора наиболее целесообразно изготавливать из сплава INCONEL 740Н, который относится к коррозионностойким сплавам и обладает высокой стойкостью к воздействию РАВ.The metal parts of the compensator are most expediently manufactured from INCONEL 740H alloy, which belongs to corrosion-resistant alloys and is highly resistant to the effects of PAB.

Уплотнительные элементы компенсатора могут быть изготовлены из сверхтонкого базальтового волокна, имеющего диаметр от 0,5 до 3,5 мкм или из микропористого материала "MICROTHERM", изготовленного из пирогенного диоксида кремния и имеющего начальную плотность 320 кг/м3.The sealing elements of the compensator can be made of ultrafine basalt fiber having a diameter of 0.5 to 3.5 μm or of a microporous material MICROTHERM made of fumed silica and having an initial density of 320 kg / m 3 .

Выполненные из этих материалов уплотнения способны сохранять свою работоспособность при температурах до 1150°С. The seals made of these materials are able to maintain their performance at temperatures up to 1150 ° C.

Выполненные на конструктивных элементах компенсатора рифленые участки повышают герметичность контактного соединения «рифленая поверхность конструктивного элемента компенсатора - поверхность контактирующего с ним уплотнительного элемента», а также обеспечивают удержание контактирующих с ними уплотнительных элементов в заданном положении при эксплуатации компенсатора.The corrugated sections made on the structural elements of the compensator increase the tightness of the contact connection “the corrugated surface of the structural element of the compensator - the surface of the sealing element in contact with it” and also ensure that the sealing elements in contact with them are in a predetermined position during operation of the compensator.

В качестве фиксаторов используются стандартные пружинные фиксаторы.Standard spring clamps are used as clamps.

Использование в конструкции компенсатора предварительно сжатых уплотнительных элементов 22 и 23, в комбинации с уплотнительными элементами 26 и 27 обеспечивает надежную герметичность компенсатора до начала осуществления подачи РАВ 40 по НКТ с ТИП 37, в процессе его подачи по НКТ с ТИП 37, а также в процессе отбора по НКТ с ТИП 37 водонефтяной эмульсии 41.The use of pre-compressed sealing elements 22 and 23 in the construction of the compensator, in combination with the sealing elements 26 and 27, ensures reliable tightness of the compensator prior to the start of the supply of PAB 40 through the tubing with TYPE 37, during its feeding through the tubing with TYPE 37, as well as during selection for tubing with TYPE 37 water-oil emulsion 41.

Сборку компенсатора осуществляют следующим образом (Фиг. 1).The Assembly of the compensator is as follows (Fig. 1).

1. К нижнему торцу внутренней трубы 28 крепят, например, посредством сварки, кольцо 21.1. To the lower end of the inner pipe 28 is fixed, for example, by welding, the ring 21.

2. На внешнюю поверхность внутренней трубы 28 надевают до упора в кольцо 21 предварительно сжатый уплотнительный элемент 22.2. On the outer surface of the inner pipe 28 is put on until the stop in the ring 21 pre-compressed sealing element 22.

3. На внешнюю поверхность внутренней трубы 28 посредством сварки крепят упор 24.3. On the outer surface of the inner tube 28 by means of welding fix the stop 24.

4. На внешнюю поверхность внутренней трубы 28 до контакта с упором 24 надевают уплотнительный элемент 26.4. On the outer surface of the inner pipe 28 to contact with the stop 24 put the sealing element 26.

5. На внешнюю поверхность внутренней трубы 28 сверху уплотнительного элемента 26 надевают фиксирующее кольцо 32.1 и фиксируют его фиксатором 33.5. On the outer surface of the inner tube 28 on top of the sealing element 26 put the retaining ring 32.1 and fix it with the latch 33.

6. На сборку (п. п. 1-5) надевают промежуточную трубу 34.6. On the assembly (pp. 1-5) put on the intermediate pipe 34.

7. На внешнюю поверхность промежуточной трубы 34 надевают головной частью 17 вверх упор 16.7. On the outer surface of the intermediate pipe 34 put the head part 17 upward stop 16.

8. На внешнюю поверхность промежуточной трубы 34 до упора в головную часть 17 упора 16 надевают уплотнительный элемент 19.8. The sealing element 19 is put on the outer surface of the intermediate pipe 34 up to the stop in the head part 17 of the stop 16.

9. На внутреннюю поверхности промежуточной трубы 34 над фиксирующим кольцом 32.1 посредством сварки крепят кольцо 36.9. On the inner surface of the intermediate pipe 34 above the fixing ring 32.1, the ring 36 is fixed by welding.

10. На внутреннюю поверхность наружной трубы 12 посредством сварки крепят упор 20.10. The stop 20 is attached to the inner surface of the outer pipe 12 by welding.

11. В наружную трубу 12 вставляют до контакта нижним торцом с упором 20 предварительно сжатый уплотнительный элемент 23.11. In the outer tube 12 is inserted before the contact of the lower end with the stop 20 pre-compressed sealing element 23.

12. На внутреннюю поверхность наружной трубы 12, над уплотнительным элементом 23 посредством сварки крепят упор 25.12. On the inner surface of the outer pipe 12, above the sealing element 23 by welding attach the stop 25.

13. В наружную трубу 12 вставляют до контакта с упором 25 уплотнительный элемент 27.13. In the outer tube 12 is inserted before contact with the stop 25, the sealing element 27.

14. В наружную трубу 12 над уплотнительным элементом 27 вставляют фиксирующее кольцо 32.2 и фиксируют его фиксатором 33.14. In the outer tube 12 above the sealing element 27, insert the locking ring 32.2 and fix it with the clamp 33.

15. Сборку (п.п. 10-14) надевают на промежуточную трубу 34, при этом уплотнительный элемент 19 расположен между наружной и промежуточной трубами.15. Assembly (PP 10-14) put on the intermediate pipe 34, while the sealing element 19 is located between the outer and intermediate pipes.

16. На наружную поверхность промежуточной трубы 34 над фиксирующим кольцом 32.2 посредством сварки крепят кольцо 35.16. On the outer surface of the intermediate pipe 34 above the fixing ring 32.2, a ring 35 is attached by welding.

17. К верхним торцам труб 28 и 12 посредством сварки крепят соединительный элемент 31, скрепляя их друг с другом.17. To the upper ends of the pipes 28 and 12 by welding, fasten the connecting element 31, fastening them with each other.

18. На внутреннюю поверхность промежуточной трубы 34 посредством сварки крепят держатели 38 и 39.18. On the inner surface of the intermediate pipe 34 by means of welding holders 38 and 39 are attached.

19. На наружную трубу 12 надевают головной частью 8 вверх упор 7.19. On the outer tube 12 is put on the head part 8 upward stop 7.

20. На наружную трубу 12 сверху упора 7 до контакта с его головной частью 8 надевают уплотнительный элемент 9.20. On the outer tube 12 on top of the stop 7 before contact with its head part 8 wear sealing element 9.

21. На наружной поверхности трубы 12 посредством сварки крепят упор 10.21. On the outer surface of the pipe 12 by welding fix the stop 10.

Компенсатор собран и готов к использованию. В собранном положении компенсатора уплотнительный элемент 9 контактирует с рифленой поверхностью 13, уплотнительный элемент 19 - с рифленой поверхностью 14, уплотнительный элемент 26 - с рифленой поверхностью 30, уплотнительный элемент 27 - с рифленой поверхностью 29.The compensator is assembled and ready to use. In the assembled position of the compensator, the sealing element 9 is in contact with the corrugated surface 13, the sealing element 19 - with the corrugated surface 14, the sealing element 26 - with the corrugated surface 30, the sealing element 27 - with the corrugated surface 29.

Для использования компенсатор доставляют к скважине.For use, the compensator is delivered to the well.

1. Держатели 38 и 39 скрепляют с колонной НКТ с ТИП 37.1. Holders 38 and 39 are fastened to the tubing string with TYPE 37.

2. Колонну НКТ с ТИП и компенсатором опускают в нижнюю часть обсадной трубы 1 до тех пор, пока упор 7 не войдет в кольцеобразный паз 4 опорной соединительной муфты 3 и уплотнит уплотнительный элемент 5 опорной соединительной муфты 3, а упор 16 не сядет на уступ 15 опорной соединительной муфты 3.2. The tubing string with the TYPE and the compensator is lowered into the lower part of the casing 1 until the stop 7 enters the annular groove 4 of the support coupling 3 and seals the sealing element 5 of the support coupling 3, and the support 16 does not sit on the ledge 15 supporting coupling 3.

3. Далее колонну НКТ с ТИП 37 и компенсатором опускают в скважину до момента (Фиг. 2), когда упор 10 уплотнит (сожмет) уплотнительный элемент 9, а упор 20 уплотнит (сожмет) уплотнительный элемент 19, при этом фиксатор 11 фиксирует упор 10 в сжатом положении, а фиксатор 18 фиксирует упор 17.3. Next, the tubing string with type 37 and compensator is lowered into the well until (Fig. 2), when the stop 10 seals (compresses) the sealing element 9, and the stop 20 seals (compresses) the sealing element 19, while the clamp 11 fixes the stop 10 in the compressed position, and the latch 18 fixes the stop 17.

4. Далее по НКТ с ТИП 37 нагнетают в продуктивный пласт высокотемпературный РАВ высокого давления 40 (Фиг. 3.), в результате чего НКТ с ТИП 37 линейно удлиняется, а фиксирующие кольца компенсатора 32.1. и 32.2., придавливаемые кольцами 35 и 36 сжимают уплотнительные элементы 26 и 27. При этом фиксаторы фиксирующих колец 33 фиксируют фиксирующие кольца компенсатора 32.1. и 32.2 над сжатыми уплотнительными элементами за счет контакта с рифлеными поверхностями 29 и 30. При закачивании в продуктивный пласт РАВ все уплотнительные элементы компенсатора находятся в предельно возможном уплотненном (сжатом) состоянии (плотность сжатого сверхтонкого базальтового волокна может достигать 2000-3000 кг/м3) и, таким образом, надежно изолируют скважинную зону, находящуюся выше компенсатора от попадания в нее высокотемпературного РАВ высокого давления 40 из скважинной зоны, находящейся ниже компенсатора.4. Next, tubing with TYPE 37 is injected into the productive layer of high-temperature high-pressure PAB 40 (Fig. 3.), with the result that tubing with TYPE 37 is linearly extended, and fixing rings of the compensator 32.1. and 32.2., pressed down by the rings 35 and 36, compress the sealing elements 26 and 27. In this case, the retainers of the retaining rings 33 fix the retaining rings of the compensator 32.1. and 32.2 over compressed sealing elements due to contact with grooved surfaces 29 and 30. When pumped into the reservoir RAV, all sealing elements of the compensator are in the maximum possible compressed (compressed) state (the density of compressed ultrathin basalt fiber can reach 2000-3000 kg / m 3 ) and, thus, reliably isolate the borehole zone located above the compensator from getting into it a high-temperature high-pressure PAB 40 from the borehole zone located below the compensator.

5. При отборе из продуктивного пласта водонефтяной эмульсии 41 (Фиг. 4), температура которой ниже, чем температура высокотемпературного РАВ 40, НКТ с ТИП 37 линейно укорачивается, но при этом все уплотнительные элементы компенсатора остаются в предельно возможном уплотненном (сжатом) состоянии за счет работы фиксаторов 11, 18 и 33 компенсатора. Так, в частности, например, при отборе водонефтяной эмульсии фиксирующие кольца 32.1. и 32.2. зафиксированы фиксаторами 33 и, поэтому уплотнительные элементы 26 и 27 не разжимаются и остаются в сжатом состоянии, что обеспечивает надежную изоляцию скважинной зоны, находящейся выше компенсатора от попадания в нее высокотемпературного РАВ высокого давления 40 из скважинной зоны, находящейся ниже компенсатора.5. When selecting a water-oil emulsion 41 from the productive layer (FIG. 4), the temperature of which is lower than the temperature of the high-temperature PAB 40, the tubing with TYPE 37 is shortened linearly, but all the sealing elements of the compensator remain in the maximum possible compressed (compressed) state account of the work of clamps 11, 18 and 33 of the compensator. So, in particular, for example, when selecting a water-oil emulsion fixing rings 32.1. and 32.2. fixed by clamps 33 and, therefore, the sealing elements 26 and 27 are not expanded and remain in a compressed state, which ensures reliable isolation of the well zone, located above the compensator from getting into it high-temperature high-pressure PAB 40 from the well zone, below the compensator.

Для обеспечения надежной герметичности зазора между обсадной трубой 1 и внешней поверхностью наружной трубы 12 использован внешний термостойкий пакер высокого давления, уплотнительный элемент 9, которого при эксплуатации компенсатора находится в сжатом положении и надежно перекрывает зазор между обсадной трубой 1 и внешней поверхностью наружной трубы 12.To ensure reliable tightness of the gap between the casing 1 and the outer surface of the outer pipe 12 used external heat-resistant high-pressure packer, sealing element 9, which during operation of the compensator is in a compressed position and reliably closes the gap between the casing 1 and the outer surface of the outer pipe 12.

Для обеспечения надежной герметичности зазора между наружной трубой 12 и промежуточной трубой 34 использован внутренний термостойкий пакер высокого давления, уплотнительный элемент 19, которого при эксплуатации компенсатора находится в сжатом положении и надежно герметизирует зазор между наружной трубой 12 и промежуточной трубой 34 в нижней их части.To ensure reliable tightness of the gap between the outer tube 12 and the intermediate tube 34, an internal heat-resistant high-pressure packer is used, the sealing element 19, which is in a compressed position during operation of the compensator and reliably seals the gap between the outer tube 12 and the intermediate tube 34 in their lower part.

Для обеспечения надежной герметичности зазора между внутренней трубой 28 и промежуточной трубой 34. а также, дополнительно к уплотнительному элементу 19, зазора между наружной и промежуточной трубами 12 и 34, использованы предварительно сжатые уплотнительные элементы 22 и 23, а также сжимаемые уплотнительные элементы 26 и 27, что позволяет надежно герметизировать эти зазоры в процессе компенсации термобарических деформаций колонны НКТ, то есть, в процессе перемещения трубы 34 относительно труб 12 и 28.To ensure reliable tightness of the gap between the inner pipe 28 and the intermediate pipe 34. and in addition to the sealing element 19, the gap between the outer and intermediate pipes 12 and 34, precompressed sealing elements 22 and 23, as well as compressible sealing elements 26 and 27 are used that allows you to reliably seal these gaps in the process of compensating for thermobaric deformations of the tubing string, that is, in the process of moving the pipe 34 relative to the pipes 12 and 28.

Таким образом, конструкция компенсатора обеспечивает компенсацию значительных термобарических линейных деформаций колонны НКТ с ТИП в процессе закачки по ним в продуктивный пласт высокотемпературного РАВ под высоким давлением, а также в процессе отбора из продуктивного пласта водонефтяной эмульсии с гарантированным сохранением герметичности разобщения подпакерной зоны скважины от надпакерной зоны скважины.Thus, the design of the compensator provides compensation for significant thermobaric linear deformations of the tubing string with a TYPE in the process of pumping high-temperature PAB under a high pressure into the reservoir, as well as in the process of selecting an oil-water emulsion from the reservoir with guaranteed preservation of leak-tightness of uncoupling the subpacker zone of the well from the nadpaknernoy zone wells.

Объем прав, заявленных в настоящем изобретении, не ограничивается раскрытым в заявке описанием конкретной реализации компенсатора, а распространяется на его различные модификации, включая модификации выполнения конструктивных элементов, их связей, а также уплотнений и их материалов, в связи с чем, настоящее изобретение следует рассматривать как распространяющиеся на любые подобные модификации в пределах заявленных прав.The scope of the rights claimed in the present invention is not limited to the description of the specific implementation of the compensator disclosed in the application, but extends to its various modifications, including modifications to the design elements, their connections, as well as seals and their materials, therefore, the present invention should be considered as extending to any such modifications within the stated rights.

Claims (4)

1. Компенсатор термобарических изменений длины колонны насосно-компрессорных труб, содержащий наружную трубу, имеющую возможность соединения с обсадной трубой потайной колонны скважины, внутреннюю трубу, расположенную коаксиально в наружной трубе, а также уплотнительные элементы, отличающийся тем, что наружная и внутренняя трубы установлены с образованием кольцевой полости между ними и скреплены друг с другом, причем компенсатор оснащен промежуточной трубой, имеющей возможность соединения с колонной насосно-компрессорных труб и установленной в упомянутой кольцевой полости с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения и с зазорами относительно внутренней поверхности наружной трубы и внешней поверхности внутренней трубы, на внешней и внутренней поверхностях наружной трубы установлены упоры, имеющие возможность контакта одним торцом с опорной соединительной муфтой, закрепленной на обсадной трубе хвостовика скважины, а другим торцом - с уплотнительными элементами, имеющими возможность сжатия, один из которых размещен на внешней поверхности наружной трубы, а другой - между наружной и промежуточной трубами, при этом в каждом упомянутом выше зазоре, соосно друг другу, размещены предварительно сжатые уплотнительные элементы и уплотнительные элементы, имеющие возможность сжатия.1. Compensator thermobaric changes in the length of the tubing string, containing the outer pipe, having the ability to connect with the casing of the secret column of the well, the inner pipe located coaxially in the outer pipe, and sealing elements, characterized in that the outer and inner pipes are installed with the formation of an annular cavity between them and fastened with each other, and the compensator is equipped with an intermediate pipe, having the ability to connect with the tubing and the column in the annular cavity with the possibility of axial reciprocating movement and with gaps relative to the inner surface of the outer pipe and the outer surface of the inner pipe, stops are installed on the outer and inner surfaces of the outer pipe, which have the possibility of contacting one end with a supporting connecting sleeve attached to the casing the shank of the well, and the other end - with sealing elements having the possibility of compression, one of which is placed on the outer surface outwardly pipes, and the other between the outer and intermediate pipes, with each gap mentioned above, coaxially with each other, precompressed sealing elements and sealing elements are placed, which can be compressed. 2. Компенсатор по п. 1, отличающийся тем, что уплотнительные элементы выполнены из базальтового волокна, имеющего диаметр волокон от 0,5 до 3,5 мкм.2. The compensator under item 1, characterized in that the sealing elements are made of basalt fiber having a fiber diameter of from 0.5 to 3.5 microns. 3. Компенсатор по п. 1, отличающийся тем, что на поверхностях труб, контактирующих с уплотнительными элементами, выполнены рифления.3. The compensator according to claim 1, characterized in that corrugations are made on the surfaces of the pipes in contact with the sealing elements. 4. Компенсатор по п. 1, отличающийся тем, что его металлические детали изготовлены из сплава INCONEL 740Н.4. The compensator according to claim 1, characterized in that its metal parts are made of INCONEL 740H alloy.
RU2018130558A 2018-08-23 2018-08-23 Compensator of thermobaric changes of tubing string length RU2688807C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018130558A RU2688807C1 (en) 2018-08-23 2018-08-23 Compensator of thermobaric changes of tubing string length

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018130558A RU2688807C1 (en) 2018-08-23 2018-08-23 Compensator of thermobaric changes of tubing string length

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2688807C1 true RU2688807C1 (en) 2019-05-22

Family

ID=66637028

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018130558A RU2688807C1 (en) 2018-08-23 2018-08-23 Compensator of thermobaric changes of tubing string length

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2688807C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU196072U1 (en) * 2019-12-06 2020-02-14 Общество с ограниченной ответственностью "Скважинные термотехнологии" HEATED PIPE

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3433506A (en) * 1966-10-21 1969-03-18 Baker Oil Tools Inc High temperature extension joint
SU703644A1 (en) * 1973-03-02 1979-12-15 Специальное Конструкторское Бюро Министерства Геологии Ссср Twin drill string length compensator
RU2133324C1 (en) * 1996-11-22 1999-07-20 Научно-исследовательский и проектный институт "Севернипигаз" Thermoisolated string
RU2176304C2 (en) * 1999-09-06 2001-11-27 ОАО "Ижевский завод нефтяного машиностроения" Expansion joint
RU2566352C1 (en) * 2014-06-17 2015-10-27 ООО "Сервисная Компания "Навигатор" Compensator of thermobaric alterations in pipe string length with pitch oscillation damping
RU174333U1 (en) * 2016-10-27 2017-10-11 Игорь Александрович Малыхин COMPENSATOR OF THERMOBARIC CHANGE OF LENGTH OF PIPE COLUMN WITH EXTINGUISHING LONGITUDINAL VIBRATIONS

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3433506A (en) * 1966-10-21 1969-03-18 Baker Oil Tools Inc High temperature extension joint
SU703644A1 (en) * 1973-03-02 1979-12-15 Специальное Конструкторское Бюро Министерства Геологии Ссср Twin drill string length compensator
RU2133324C1 (en) * 1996-11-22 1999-07-20 Научно-исследовательский и проектный институт "Севернипигаз" Thermoisolated string
RU2176304C2 (en) * 1999-09-06 2001-11-27 ОАО "Ижевский завод нефтяного машиностроения" Expansion joint
RU2566352C1 (en) * 2014-06-17 2015-10-27 ООО "Сервисная Компания "Навигатор" Compensator of thermobaric alterations in pipe string length with pitch oscillation damping
RU174333U1 (en) * 2016-10-27 2017-10-11 Игорь Александрович Малыхин COMPENSATOR OF THERMOBARIC CHANGE OF LENGTH OF PIPE COLUMN WITH EXTINGUISHING LONGITUDINAL VIBRATIONS

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU196072U1 (en) * 2019-12-06 2020-02-14 Общество с ограниченной ответственностью "Скважинные термотехнологии" HEATED PIPE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2921656C (en) Running tool
US4548265A (en) Downhole steam packing
US7967299B2 (en) Body to bonnet seal on a blowout preventer
GB2103309A (en) High-pressure wellhead seal
US20100206575A1 (en) Self-Energizing Annular Seal
CN107002476B (en) Temperature activated zone separation packer apparatus
US10513893B2 (en) Joint element, a casing string including such a joint element and a method for compensating of forces due to thermal effects in a casing string
US4078832A (en) Pipe coupling with improved seal means
RU2688807C1 (en) Compensator of thermobaric changes of tubing string length
US4512410A (en) Geothermal expansion wellhead system
US11391108B2 (en) Shear ram for a blowout preventer
WO1992008915A1 (en) Packing assembly for oilfield equipment and method
RU2477781C1 (en) Hydraulic anchor
US9151132B2 (en) Method and system for setting a metal seal
NO333342B1 (en) Redundant sealing structure for composite risers with metal liners
US4566495A (en) Concentric walled conduit for a tubular conduit string
US4613159A (en) Pressure-assisted dynamic seal apparatus
US20210230962A1 (en) Swellable packer assembly for a wellbore system
CN206554903U (en) Thermal production well sleeve thermal stress compensator
US4913228A (en) Dual string tension-set, tension-release well packer
CN203796215U (en) Packer
RU2007109016A (en) METHOD FOR STRUCTURING AND OPERATING A STEAM PRESSURE WELL
RU2133324C1 (en) Thermoisolated string
RU2513937C1 (en) Method of sealing by restricted gasket
RU2197594C2 (en) Heat-insulated pipe string