Способ установки профильного перекрывателя с цилиндрическими участками

Изобретение относится к бурению и ремонту нефтяных и газовых скважин, в частности для изоляции зон осложнения бурения скважин. Способ включает спуск устройства, содержащего дорн и развальцеватель в сборе с перекрывателем в скважину на бурильном инструменте, ориентацию перекрывателя на интервал установки, создание избыточного гидравлического давления в системе для расширения перекрывателя до фиксации его в скважине, отсоединение инструмента от перекрывателя и окончательное механическое расширение перекрывателя при поступательном и вращательном движении инструмента. При этом для окончательного расширения перекрывателя используют последовательно развальцеватель, придавая вращательно-поступательное движение инструменту при расширении цилиндрических участков, и дорн, придавая поступательное движение инструменту для калибровки профильных участков перекрывателя в дорне. Повышается качество изоляции зон осложнения, осуществляется экономия ресурсов за счет увеличения срока службы оборудования и сокращения времени на установку. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к бурению и ремонту нефтяных и газовых скважин, в частности для изоляции зон осложнения бурения скважин.

Известен «Способ установки пластыря в обсадной колонне труб» (патент RU №2150570, МПК Е21В 29/10, опубл. бюл. №16 от 10.06.2000 г.), включающий спуск устройства в сборе с пластырем на инструменте в скважину, ориентацию пластыря на дефект, создание избыточного гидравлического давления в системе и расширение пластыря дорнирующей головкой сверху вниз силовым толкателем устройства до сопряжения с обсадной колонной. При этом расширение пластыря дорнирующей головкой обеспечивают силовым толкателем, применяя устьевой упор, которым компенсируют противовес инструмента силовому толкателю, жестко связывают спускаемый инструмент с фланцем устья скважины и осуществляют возвратно-поступательное движение инструмента в скважине.

Недостатками данного способа являются:

- недостаточность сопряжения пластыря с обсадной трубой вследствие только возвратно-поступательного движения инструмента в скважине;

- использование дополнительного оборудования (силовой толкатель, устьевой упор), кроме этого, необходимость манипуляций с расклиниванием и заклиниванием устьевого упора после каждого хода силового толкателя, что требует дополнительного времени и удорожания затрат на установку пластыря.

Известен также «Способ установки пластыря в обсадной колонне труб» (патент RU №2342515, МПК Е21В 29/10, опубл. бюл. №36 от 27.12.2008 г.), включающий спуск устройства в сборе с пластырем на инструменте в скважину, ориентацию пластыря на дефект, создание избыточного гидравлического давления в системе и расширение пластыря дорнирующей головкой сверху вниз, обеспечиваемое силовым толкателем, применяя устьевой упор, которым компенсируют противовес инструмента силовому толкателю, жестко связывают спускаемый инструмент с фланцем устья скважины и осуществляют поступательное движение дорнирующей головки и инструмента. При этом устьевой упор закрепляют на фланец устья с возможностью вращения, а инструменту придают вращательное движение с вальцующей головкой, расположенной выше дорнирующей головки, с которой соединена вальцующая головка с возможностью вращения.

Недостатками данного способа также являются:

- использование дополнительного дорогого и металлоемкого оборудования (силовой толкатель, устьевой упор с возможностью вращения, специальный подшипник);

- необходимость дополнительных операций, связанных с расклиниванием и заклиниванием устьевого упора после каждого хода силового толкателя, сброса давления в системе до нуля после каждого хода силового толкателя, что требует дополнительного времени и увеличения затрат на установку пластыря.

- и дорнирующий, и вальцующий инструменты расширяют и калибруют трубу по всей длине, что приводит к значительному износу и уменьшению их рабочего диаметра.

Техническими задачами предлагаемого изобретения являются повышение качества изоляции зон осложнения при бурении или ремонте скважин, экономия материальных, энергетических и финансовых ресурсов за счет увеличения срока службы оборудования и сокращения времени на установку профильного перекрывателя.

Техническая задача решается способом установки профильного перекрывателя с цилиндрическими участками, включающим спуск устройства, содержащего дорн и развальцеватель в сборе с перекрывателем в скважину на бурильном инструменте, ориентацию перекрывателя на интервал установки, создание избыточного гидравлического давления в системе для расширения перекрывателя до фиксации его в скважине, отсоединение инструмента от перекрывателя и окончательное механическое расширение перекрывателя при поступательном и вращательном движении инструмента.

Новым является то, что для окончательного расширения перекрывателя используют последовательно развальцеватель, придавая вращательно-поступательное движение инструменту при расширении цилиндрических участков, и дорн, придавая поступательное движение инструменту для калибровки профильных участков перекрывателя. Кроме этого, для выхода роликов развальцевателя в рабочее положение через инструмент прокачивают жидкость с определенным расходом для создания рабочего перепада давлений, а для выхода плашек дорна в рабочее положение через инструмент расход жидкости увеличивают до заданного значения для создания рабочего перепада давлений в дорне.

На фиг.1 изображен общий вид устройства и профильного перекрывателя с цилиндрическим участком; на фиг.2 - вид А увеличенный.

Способ осуществляется устройством для установки профильного перекрывателя 1 (фиг.1) с цилиндрическими участками 2, которое состоит из раздвижного гидравлического развальцевателя 3 и раздвижного гидравлического дорна 4, жестко соединенных между собой. Раздвижной гидравлический развальцеватель 1 включает в себя ролики 5, которые выводятся из транспортного положения в рабочее поршнем с толкателями 6 при прокачивании жидкости с заданным расходом Р₁ через инструмент. В качестве раздвижного гидравлического развальцевателя 3 могут использоваться аналогичные развальцеватели (например, патент на полезную модель RU №65949, патент на изобретение RU №2235849).

Раздвижной гидравлический дорн 4 включает в себя плашки 7, которые выводятся из транспортного положения в рабочее подпружиненным толкателем 8 при прокачивании жидкости с увеличенным расходом P₂ через инструмент, клапан 9 (фиг.2), дросселирующее отверстие 10. В качестве раздвижного гидравлического дорна 4 (фиг.1) могут использоваться аналогичные дорны (например, патент RU №2374424), оснащенные клапаном 9 (фиг.2) и дросселирующим отверстием 10. Устройство в сборе с профильным перекрывателем 1 (фиг.1) спускается в скважину 11 на колонне бурильных труб 12.

Реализация способа.

Устройство в сборе с профильным перекрывателем 1 на колонне бурильных труб 12 спускают в скважину 11, ориентируют в интервале установки, создают избыточное гидравлическое давление в системе для расширения профильного перекрывателя 1 до фиксации его в скважине 11 и отсоединяют инструмент.

Затем, придавая инструменту вращательно-поступательное движение, начинают прокачивать через него жидкость с заданным расходом P₁. При этом за счет создания перепада давления поршень с толкателями 6 раздвижного гидравлического развальцевателя 3 выводит ролики 5 из транспортного в рабочее положение и производится расширение цилиндрического участка 2 профильного перекрывателя 1. Плашки 7 раздвижного гидравлического дорна 4 при этом находятся в транспортном положении. После того как раздвижной гидравлический развальцеватель 3 попадает в профильную часть перекрывателя 1, начинают прокачивать жидкость с увеличенным расходом Р₂ и прекращают вращать инструмент. При этом срабатывает клапан 9 (фиг.2) и за счет перепада давления толкатель 8 (фиг.1) выводит плашки 7 раздвижного гидравлического дорна 4 в рабочее положение. Далее разгружают инструмент и за счет его веса калибруют профильную часть перекрывателя 1 до следующего цилиндрического участка 2. Ролики 5 раздвижного гидравлического развальцевателя 3 при этом не вращаются, а калибровка стенок профильного перекрывателя 1 осуществляется плашками 7 раздвижного гидравлического дорна 4. В том случае, когда не хватает веса инструмента, можно использовать утяжеленные бурильные трубы. По достижении раздвижным гидравлическим развальцевателем 3 цилиндрического участка 2 уменьшают расход жидкости до значения P₁, при этом подпружиненный толкатель 8 вытесняет жидкость через дросселирующее отверстие 10 (фиг.2) и возвращает плашки 7 (фиг.1) раздвижного гидравлического дорна 4 в исходное транспортное положение. Затем инструменту придают вращательно-поступательное движение и операцию повторяют.

За счет того что расширение профильного перекрывателя 1 раздвижным гидравлическим развальцевателем 3 производится не по всей длине, а только в цилиндрических участках, значительно увеличивается его ресурс работы.

Предлагаемое техническое решение обеспечивает повышение качества изоляции зон осложнения при бурении или ремонте скважин, экономит материальные, энергетические и финансовые ресурсы за счет увеличения срока службы оборудования и сокращения времени на установку профильного перекрывателя.

1. Способ установки профильного перекрывателя с цилиндрическими участками, включающий спуск устройства, содержащего дорн и развальцеватель в сборе с перекрывателем в скважину на бурильном инструменте, ориентацию перекрывателя на интервал установки, создание избыточного гидравлического давления в системе для расширения перекрывателя до фиксации его в скважине, отсоединение инструмента от перекрывателя и окончательное механическое расширение перекрывателя при поступательном и вращательном движении инструмента, отличающийся тем, что для окончательного расширения перекрывателя используют последовательно развальцеватель, придавая вращательно-поступательное движение инструменту при расширении цилиндрических участков, и дорн, придавая поступательное движение инструменту для калибровки профильных участков перекрывателя.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для выхода роликов разальцевателя в рабочее положение через инструмент прокачивают жидкость с определенным расходом для создания рабочего перепада давлений, а для выхода плашек дорна в рабочее положение через инструмент расход жидкости увеличивают до заданного значения для создания рабочего перепада давлений в дорне.