Устройство для ремонта обсадной колонны

 

Изобретение относится к нефтедобьшающей пром-сти и позволяет повысить надежность установки патрубка (П) в обсадной колонне и обеспечивает возможность его извлечения. Устр-во включает привод, опорную в тулку 2, расширяющиеся конусы (К) 1, установленные во внутренней полости П 3. Последний выполнен с внутренними утолщениями 4 по концам, имеющими Z (Л 4 00 J

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК (gl) 4 Е 21 3 29/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И QTHPblTHA

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4126467/22-03 (22) 29 ° 09.86 (46) 30.10.88. Бюл. У 40 (71) Татарский государственный научно-исследовательский и проектный институт (72) М.М. Загиров и Н.Н. Кудряшов (53) 622.248.3(088.8) (563 Авторское свйдетельство СССР

У 1086118, кл. Е 21 В 29/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР

9 1153037, кл, Е 2 1 В 29/00, 1983.

„„SU„„1434074 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕМОНТА ОБСАДНОЙ

КОЛОННЫ (57) Изобретение относится к нефтедобывающей пром-сти и позволяет новысить надежность установки патрубка (П} в обсадной колонне и обеспечивает возможность его извлечения. Устр-во включает привод, опорную втулку 2, расширяющиеся конусы (К) 1, установленные во внутренней полости П 3.

Последний выполнен с внутренними утолщениями 4 по концам, имеющими

1434074 наружные винтовые канавки 5, в которых размещены цилиндрические винтовые пружины 6. Под действием внешнего осевого усилия, создаваемого приводом, К 1 перемещаются внутри П 3 и взаимодействуют с утолщениями 4.

При этом П 3 взаимодействует с втулкой 2, препятствуиищей его перемещению вдоль оси вместе с K 1, увеличивается в диаметре и прижимается к стенкам обсадной колонны 7. Пружины

6 разворачиваются, прижимаются к

Изобретение относится к нефтедобывающей промьппленности, а именно к средствам ремонта обсадной колонны

1 в скважине.

Цель изобретения — повьппение надежности установки патрубка в обсадной колонне и обеспечение воэможности его извлечения.

На чертеже приведена схема устрой-, ства для ремонта обсадной колонны.

Устройство для ремонта обсадной колонны содержит привод (на чертеже не показан), расширяющие конусы 1 (на чертеже показаны частично) и опорную втулку 2 с расположенным между ними патрубком 3, выполненным с внутренними утолщениями 4 по концам. Утоп" щения 4 патрубка 3 выполнены с наружными винтовыми канавками 5, в которых размещены цилиндрические винтовые пружины 6 ° Устройство установлено внутри обсадной колонны 7.

Устройство работает следующим образом.

Под действием внешнего осевого усилия, создаваемого приводом устройства, расширяющие конусы 1 перемещаются внутри патрубка 3 и взаимодействуют с его внутренними утолщениями

4. При этом патрубок 3 вэаимодейству» 3 ет с опорной втулкой 2, препятствующей его перемещению вдоль оси совместно с расширяющими конусами, увеличивается в диаметре и прижимается к стенкам обсадной колонны 7. Винтовые цилиндрические пружины 6, размещенные в винтовых канавках 5 на наружстенкам колонны 7 и деформируют их до образования винтовой канавки. После прохождения К 1 утолщений 4 их выводят из зацепления с П 3 и вместе с приводом извлекают на поверхность.

Посредством образования замкового соединения П 3 скрепляют с колонной

7 и перекрывают имеющиеся в ней отверстия. Спускают в скважину дополни: тельную колонну труб меньшего диаметра, вводят в зацепление с ПЗ и вращением их вывинчивают П 3. 1 ил.

2 ной поверхности деформируемого патрубка, упруго разворачиваются и совместно с ним также прижимаются к стенкам обсадной трубы, деформируя их до образования рельефной поверхности в ниде ответной винтовой канавки. Созданию рельефной поверхности в стенке обсадной трубы способствует относительно малая площадь контактной поверхности в соединении труб и, следовательно, высокая концентрация напряжений и деформаций в материале деталей. Кроме того, величину шага винтовых канавок и цилиндрических винтовых пружин выполняют исходя из. условия минимального взаимодействия зон деформации, развивающихся в стенках обсадных труб. После прохождения расширяющимися конусами внутренних утолщений их выводят из зацепления с патрубком и совместно с приводом извлекают на поверхность. Патрубок посредством замкового соединения, образовавшегося в результате взаимодействия сдеформированных стенок обсадных труб, винтовых канавок и цилиндрических винтовых пружин, прочно скрепляют с обсадной колонной и герметично перекрывают имеющиеся в ней отверстия. При необходимости восстановления внутреннего диаметра обсадной колонны в скважину спускают дополнительную колонну труб меньшего диаметра, вводят в зацепление (на чертеже не показано) с установленным в ней патрубком 3. Вращением дополнительной колонны труб по направле1434074 нию навивки цилиндрических винтовых пружин патрубок 3 вывинчивают иэ замковбго соединения и выводят из зацепления с обсадной колонной. При этом винтовые цилиндрические пружины упруго уменьшаются в диаметре, улавливаются и извлекаются на поверхность вместе с деформируемым патрубком.

При радиальной деформации цилиндрических труб, установленных первоначально с технологическим зазором между сопрягаемыми поверхностями и изготовленных из материалов с сопоставлением физико-механических свойств, прочного соединения с гаран«f5 тированным натягом между ними не образуется.

Условием для ориентировочной оцен- ки вероятности образования соединения труб деформированием является

Еп бтл

01 т где Яд, E — модули упругости материалов охватываемой (патрубок) и охватывающей (обсадные трубы) деталей соединения; д териалов.

При Е „ = Е, (3,„ = G трубы между собой не соединяются.

Установка патрубка с винтовой пружиной на наружной поверхности утол- 35 щений, имеющей твердость, большую твердости материала патрубка, позволяет получить соединение с повышенной прочностью при любом сочетании физико-механических свойств материалов 40 патрубка и обсадной трубы.

Пример. В нагнетательную скважину с обсадной колонной диаметром 146 мм на глубину 1500 м спустили с целью ее защиты на колонне 45 насосно-компрессорных труб диаметром

73 мм в качестве пакера устройство для ремонта обсадной колонны, содержащее привод, расширяющий конус диаметром 114 мм, опорную втулку с ус- 50 тановленным между ними деформируемым патрубком диаметром 118 мм, толщиной стенки 6 мм, длиной 0,7 м с внут-. ренним утолщением, равным 10 мм, изготовленным H9 cTRJIH CT 10. Утолщение деформируемого патрубка выполнили с наружной винтовой канавкой, шириной 5 мм и глубиной 4 мм, в которой разместили цилиндрическую винтовую пружину диаметром 118 мм с левым направлением навивки витков диаметром 8 мм, изготовленную из стали

65Г. Число витков равнялось 5, Шаг винтовых канавок и пружины составлял ориентировочно 1/6 диаметра обсадной колонны и равнялся 25 мм. Подачей гидравлического давления привели в действие привод устройства для ремонта обсадной колонны. При этом расширяющий конус перемещался относительно деформируемого патрубка и взаимодействовал с его внутренним утолщекием. Деформируемый патрубок совместно с цилиндрической винтовой пружиной увеличился в диаметре и плотно Прижался к стенкам обсадной колонны, В результате взаимодействия стенок труб, винтовых канавок и цилиндрической пружины образовалось прочное замковое соединение деформируемого патрубка с обсадной колонной. Межтрубное пространство дополнительно герметизировали деформируемьпки эластичными элементами (на чертеже не показаны). Извлекли деформируемый патрубок из сквалжны натяжением да 5 тс и вращением вправо с усилием 350 кгс.м колонны насосно-компрессорных труб до появления циркуляции эакачиваемой в них технологической жидкости с последующим подъемом труб по типовым технологическим регламентам.

Качество ремонта обсадной колонны, осуществленного с применением предлагаемого устройства, проверяли путем наблюдения sa эксплуатационными параметрами действующей нагнетательной скважины в течение 6 мес. Отклонений, свидетельствующих о разгерметизации межтрубного пространства в скважине, не отмечено.

Формула изобретения

Устройство для ремонта обсадной колонны, включающее патрубок с внутренними утолщениями по концам и установленные в его внутренней полости расширяющие конусы, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности установки патрубка в обсадной колонне и обеспечения возможности его извлечения, оно снабжено винтовой пружиной, а патрубок для размещения последней имеет на наружной поверхности утолщений винто" вую канавку.