RU92083U1

RU92083U1 - CASING REPAIR DEVICE

Info

Publication number: RU92083U1
Application number: RU2009140739/22U
Authority: RU
Inventors: Сергей Сергеевич Яковлев; Игорь Александрович Малыхин
Original assignee: Сергей Сергеевич Яковлев; Игорь Александрович Малыхин
Priority date: 2009-11-06
Filing date: 2009-11-06
Publication date: 2010-03-10

Abstract

Устройство для ремонта обсадной колонны, включающее привод с расширяющим конусом и расширяемый патрубок, а также нижнее пакерующее устройство, отличающееся тем, что нижнее пакерующее устройство содержит корпус с размещенной на его наружной поверхности манжетой, сверху которой размещен подвижный упор, связанный с приводом, а снизу - упор, зафиксированный на корпусе, при этом корпус сверху связан с межпакерной трубой и снабжен технологическими окнами, а подвижный упор выполнен в виде цилиндра, жестко связанного посредством срезных элементов через технологические окна с приводом, выполненым в виде цилиндрической втулки, установленной в корпусе с возможностью осевого перемещения, причем подвижный упор выполнен с возможностью фиксации от смещения вверх относительно корпуса в любом рабочем положении, а также посадочный инструмент, выполненный в виде толкателя снизу и якоря сверху, причем толкатель выполнен в виде жестко связанного с якорем гидроцилиндра с расположенным в нем штоком, который снабжен поршнем и хвостовиком с кольцевым упором и захватом, а якорь представляет собой корпус с расположенными в нем плашками с возможностью их радиального перемещения.A device for repairing a casing string, including an actuator with an expanding cone and an expandable nozzle, as well as a lower packer device, characterized in that the lower packer device comprises a housing with a sleeve located on its outer surface, on top of which there is a movable stop connected with the actuator, and below - an emphasis fixed on the housing, with the housing on top connected to the interpacker pipe and provided with technological windows, and the movable emphasis is made in the form of a cylinder rigidly connected by shear elements s through technological windows with a drive made in the form of a cylindrical sleeve mounted in the housing with the possibility of axial movement, and the movable stop is made with the possibility of fixation from displacement upward relative to the housing in any working position, as well as a landing tool made in the form of a pusher from below and anchors above, and the pusher is made in the form of a hydraulic cylinder rigidly connected to the anchor with a rod located in it, which is equipped with a piston and a shank with an annular stop and a gripper, and the anchor represents oboj housing with disposed therein dies with the possibility of radial displacement.

Description

Предложение относится к области нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для отключения пластов при освоении, эксплуатации и капитальном ремонте скважин.The proposal relates to the field of the oil and gas industry, namely, devices for shutting off formations during development, operation and overhaul of wells.

Известно устройство (Патент РФ№2074306, МПК E21B 33/12, 21.07.1994), включающее соединенные между собой патрубками верхний и нижний пакеры, каждый из которых состоит из корпуса с муфтой и радиальными каналами, обечайку, образующую с корпусом кольцевую полость с герметично расположенной в ней втулкой, кольцевой конус со шлипсовым узлом, а также узел установки верхнего пакера.A device is known (RF Patent No. 2074306, IPC E21B 33/12, 07/21/1994), comprising upper and lower packers interconnected by pipes, each of which consists of a housing with a sleeve and radial channels, a shell forming an annular cavity with the housing the sleeve located in it, an annular cone with a slips assembly, and also an installation unit for the upper packer.

Недостатком устройства является сложность конструкции, обуславливающая сравнительно небольшой диаметр проходного канала, что затрудняет проведение технологических операций в скважине в интервале ниже устройства.The disadvantage of this device is the design complexity, which leads to a relatively small diameter of the passage channel, which makes it difficult to carry out technological operations in the well in the interval below the device.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для ремонта обсадной колонны (А.с. СССР на изобретение №1086118, МПК 7 E21B 29/00, опубл. в БИ №14 от 15.04.84), состоящее из верхнего пакерующего устройства, включающего привод, расширяющий конус и расширяемый патрубок, а также нижнего пакерующего устройства, снабженного также расширяющим конусом, размещенным внутри расширяемого патрубка, связанного с верхним.The closest in technical essence to the proposed one is a device for repairing a casing string (AS USSR for invention No. 1086118, IPC 7 E21B 29/00, published in BI No. 14 of 04/15/84), consisting of an upper packing device, including a drive, an expanding cone and an expandable nozzle, as well as a lower packer, also equipped with an expanding cone located inside the expandable nozzle associated with the upper.

Недостатком известного устройства является технологическая сложность его установки при значительной протяженности межпакерного интервала из-за необходимости совместного монтажа и спуска в скважину межпакерных патрубков и патрубков, соединяющих нижний расширяющий конус с приводом.A disadvantage of the known device is the technological complexity of its installation with a significant length of the interpacker interval due to the need for joint installation and lowering of the interpacker pipes and pipes connecting the lower expansion cone to the drive into the well.

Цель предложения - упрощение технологии работ и увеличение длины перекрываемого интервала.The purpose of the proposal is to simplify the technology of work and increase the length of the overlapping interval.

Поставленная цель достигается предлагаемым устройством, включающим верхнее пакерующее устройства, включающего привод со штоком, расширяющий конус и расширяемый патрубок, а также нижнее пакерующее устройство.This goal is achieved by the proposed device, including an upper packing device, including a drive with a rod, an expanding cone and an expandable nozzle, as well as a lower packing device.

Новым являетя то, что нижнее пакерующее устройство содержит корпус с размещенной на его наружной поверхности манжетой, сверху которой размещен подвижный упор, связанный с приводом, а снизу - упор, зафиксированный на корпусе, при этом корпус сверху связан с межпакерной трубой и снабжен технологическими окнами, а подвижный упор выполнен в виде цилиндра, жестко связанного посредством срезных элементов через технологические окна с приводом, выполненым в виде полой втулки, установленной в корпусе с возможностью осевого перемещения, причем подвижный упор выполнен с возможностью фиксации от смещения вверх относительно корпуса в любом рабочем положении, а также посадочный инструмент, выполненный в виде толкателя снизу и якоря сверху, причем толкатель выполнен в виде жестко связанного с якорем гидроцилиндра с расположенным в нем штоком, который снабжен в верхней части поршнем, в нижней части - хвостовиком с кольцевым упором и захватом, а якорь представляет собой полый корпус с расположенными в нем плашками с возможностью радиального перемещения под действием избыточного давления.What is new is that the lower packer device comprises a housing with a cuff located on its outer surface, on top of which there is a movable stop connected to the drive, and on the bottom there is a stop fixed on the housing, while the housing is connected to the interpacker pipe from above and provided with technological windows, and the movable stop is made in the form of a cylinder, rigidly connected by shear elements through technological windows with a drive made in the form of a hollow sleeve mounted in the housing with the possibility of axial movement, and the movable stop is made with the possibility of fixing from displacement upward relative to the housing in any working position, as well as a landing tool made in the form of a pusher from below and anchors from above, the pusher made in the form of a hydraulic cylinder rigidly connected to the armature with the rod located in it, which is provided in the upper parts with a piston, in the lower part - with a shank with an annular stop and a gripper, and the anchor is a hollow body with dies located in it with the possibility of radial movement under the action of excessive pressure and I.

На фиг.1 представлено предлагаемое устройство, включающее верхнее пакерующее устройство (фиг.1, а) и нижнее пакерующие устройство (фиг.1, б), соединенные межпакерными патрубками.Figure 1 presents the proposed device, including the upper packing device (Fig. 1, a) and the lower packing device (Fig. 1, b), connected by interpacker pipes.

Верхнее пакерующее устройство (вариант) содержит расширяемый патрубок 1 с расположенным на нем уплотняемым элементом 2 а также расширяющий конус 3, установленный на приводе 4, В нижней части расширяемый патрубок жестко связан с межпакерными патрубками 5. Нижнее пакерующее устройство состоит из корпуса 6 с размещенной на его наружной поверхности уплотнительной манжетой 7, сверху которой размещен подвижный упор 8 с закрепленным на нем колпаком 9, а снизу - неподвижный упор 10, зафиксированный на корпусе 6 срезными элементами 11. Подвижный упор 8 связан с приводом 12, выполненным в виде цилиндрической втулки, установленной в корпусе 6 с возможностью осевого перемещения, посредством срезных элементов 13 через технологические окна 14, выполненные в корпусе 6. Корпус 6 связан сверху с межпакерными патрубками 5 посредством муфты 15. Подвижный упор 8 выполнен с возможностью фиксации от смещения вверх относительно корпуса 6 в любом рабочем положении благодаря наличию стопорного кольца 16 с зубчатыми насечками на внутренней поверхности, расположенного в кольцевой полости между подвижным упором 8 и колпаком 9, и зубчатым насечкам на наружной поверхности корпуса 6. Посадочный инструмент (вариант) выполнен в виде толкателя снизу и якоря сверху, причем толкатель выполнен в виде гидроцилиндра 17 с расположенным в нем полым штоком 18, оснащенного поршнем и наконечником 19. Наконечник 19 имеет в верхней части кольцевой упор 20, а в нижней - захват, выполненный в виде подпружиненной защелки 21 со скошенным наружним торцем, установленной в радиальном канале наконечника 19. Для самозаполнения инструмента при спуске в скважину в наконечнике выполнен центральный канал 22 с радиальным отводом, перекрываемый шаровым клапаном 23. Якорь выполнен в виде корпуса 24 и плашек 25, установленных в корпусе с возможностью радиального перемещения наружу под действием избыточного давления в корпусе и взаимодействия с внутренней поверхностью дополнительной обсадной колонны. Монтируется посадочный инструмент на колонне НКТ 26.The upper packing device (option) contains an expandable nozzle 1 with a sealing element 2 located on it and an expanding cone 3 mounted on the actuator 4. In the lower part, the expandable nozzle is rigidly connected with the interpacker nozzles 5. The lower packing device consists of a housing 6 with its outer surface with a sealing sleeve 7, on top of which there is a movable stop 8 with a cap 9 mounted on it, and below - a fixed stop 10, fixed on the housing 6 with shear elements 11. The movable stop 8 it is connected with a drive 12 made in the form of a cylindrical sleeve mounted in the housing 6 with the possibility of axial movement, by means of shear elements 13 through technological windows 14 made in the housing 6. The housing 6 is connected from above to the interpacker pipes 5 by means of a coupling 15. A movable stop 8 is made with the possibility of fixing from displacement upward relative to the housing 6 in any working position due to the presence of a retaining ring 16 with serrated notches on the inner surface located in the annular cavity between the movable stop 8 and the cap 9, and the serrated notches on the outer surface of the housing 6. The landing tool (option) is made in the form of a pusher from below and an anchor from above, and the pusher is made in the form of a hydraulic cylinder 17 with a hollow rod 18 located therein, equipped with a piston and a tip 19. Tip 19 has an annular stop 20 in the upper part, and in the lower part there is a grip made in the form of a spring-loaded latch 21 with a beveled outer end installed in the radial channel of the tip 19. For self-filling of the tool during descent into the well, the tip is made the central channel 22 with a radial tap, blocked by a ball valve 23. The anchor is made in the form of a housing 24 and dies 25 mounted in the housing with the possibility of radial movement outward under the action of excessive pressure in the housing and interaction with the inner surface of the additional casing string. Mounted landing tool on the tubing string 26.

Работает устройство следующим образом. Устройство, состоящее из расширяемого патрубка 1 с уплотняемым элементом 2, межпакерными патрубками 5 и нижним пакерующим устройством без посадочного инструмента спускают на колонне НКТ в скважину на приводе 4 с конусом 3 на необходимую глубину, в расчете, чтобы интервал негерметичности обсадной колонны находился между верхним и нижним пакерующими устройствами. Приводят в действие привод 4, который тянет вверх расширяющий конус 3 (фиг.1, а). Последний, проходя через сужение расширяемого патрубка 1 расширяет его вместе с уплотняемым элементом 2 до внутреннего диаметра обсадной колонны. Патрубок плотно и герметично прижимается к стенкам обсадной колонны, надежно фиксируя все устройство в обсадной колонне. После извлечения из скважины привода 4 с конусом 3 в скважину на колонне НКТ внутрь межпакерных патрубков спускают посадочный инструмент до достижения нижнего пакерующего устройства (фиг.1, б). При этом наконечник 19 проходит в осевой канал втулки 12, подпружиненная защелка 21 при проходе во внутрь втулки по своему скошенному торцу смещается в радиальном канале наконечника, а затем под действием пружины возвращается в исходное положение, кольцевой упор 20 уперается в верхний торец втулки 12. Посадочный инструмент разгружают на втупку 12 с усилием 3-4 т (фиксируется по индикатору веса). В колонне НКТ создают повышенное давление, под действием которого плашки 25 якоря упираются в стенки межпакерных патрубков, фиксируя гидроцилиндр 17 от осевого перемещения вверх, а шток 18 с наконечником 19 перемещается вниз, толкая втулка 12 привода, которая передает усилие посредством срезных элементов 13, расположенных в технологических окнах на подвижный упор, который в свою очередь, также начинает перемещаться вниз. Давление внутри колонны НКТ продолжают повышать, в результате чего подвижный упор 8 сжимает уплотнительный элемент 7, который расширяясь в радиальном направлении прижимается к стенке обсадной колонны..The device operates as follows. A device consisting of an expandable nozzle 1 with a sealing element 2, interpacker nozzles 5 and a lower packer without a landing tool is lowered on the tubing string into the well on the actuator 4 with cone 3 to the required depth, so that the casing leakage interval is between the upper and bottom packers. Drive 4 is driven, which pulls up the expanding cone 3 (Fig. 1, a). The latter, passing through the narrowing of the expandable nozzle 1 expands it together with the sealing element 2 to the inner diameter of the casing. The nozzle is tightly and hermetically pressed against the walls of the casing, reliably fixing the entire device in the casing. After removing the drive 4 with the cone 3 from the well into the well on the tubing string, the landing tool is lowered into the interpacker nozzles until the lower packing device is reached (Fig. 1, b). In this case, the tip 19 passes into the axial channel of the sleeve 12, the spring-loaded latch 21, when passing into the sleeve along its chamfered end, is displaced in the radial channel of the tip, and then, under the action of the spring, returns to its original position, the ring stop 20 abuts against the upper end of the sleeve 12. Landing the tool is unloaded on the sleeve 12 with a force of 3-4 tons (fixed by the weight indicator). An increased pressure is created in the tubing string, under the action of which the armature dies 25 abut against the walls of the interpacker nozzles, fixing the hydraulic cylinder 17 from axial movement upward, and the rod 18 with the tip 19 moves downward, pushing the drive sleeve 12, which transfers the force through the shear elements 13 located in technological windows on a moving emphasis, which, in turn, also begins to move down. The pressure inside the tubing string continues to increase, as a result of which the movable stop 8 compresses the sealing element 7, which expands in the radial direction and is pressed against the casing wall.

Процесс запакеровки продолжается до тех пор, пока втулка привода ни разрушит срезные элементы, в результате чего она свободно разместиться на наконечнике толкателя между кольцевым упором и защелкой. Процесс запакеровки закончен. Посадочный инструмент вместе с втулкой привода извлекается из скважины.The sealing process continues until the drive sleeve destroys the shear elements, as a result of which it fits freely on the push rod tip between the ring stop and the latch. The packing process is completed. The planting tool along with the drive sleeve is removed from the well.

Предлагаемое устройство благодаря наличию посадочного инструмента для установки нижнего пакера упрощает монтаж, спуск и установку устройства при значительной протяженности межпакерного интервала.The proposed device due to the presence of a landing tool for installing the lower packer simplifies installation, descent and installation of the device with a significant length of the inter-packer interval.

Claims

A device for repairing a casing string, including an actuator with an expanding cone and an expandable nozzle, as well as a lower packer device, characterized in that the lower packer device comprises a housing with a sleeve located on its outer surface, on top of which there is a movable stop connected with the actuator, and below - an emphasis fixed on the housing, with the housing on top connected to the interpacker pipe and provided with technological windows, and the movable emphasis is made in the form of a cylinder rigidly connected by shear elements s through technological windows with a drive made in the form of a cylindrical sleeve mounted in the housing with the possibility of axial movement, and the movable stop is made with the possibility of fixation from displacement upward relative to the housing in any working position, as well as a landing tool made in the form of a pusher from below and anchors above, and the pusher is made in the form of a hydraulic cylinder rigidly connected to the anchor with a rod located in it, which is equipped with a piston and a shank with an annular stop and a gripper, and the anchor represents oboj housing with disposed therein dies with the possibility of radial displacement.