Башмак для установки профильного перекрывателя в скважине

Авторы патента:

Насыров Азат Леонардович (RU)

Максимов Денис Владимирович (RU)

Исмагилов Марат Азатович (RU)

Мелинг Константин Викторович (RU)

Мелинг Виталий Константинович (RU)

Хабибуллин Рустэм Ядкарович (RU)

E21B29/10 - восстановление обсадных труб, например выпрямление

Владельцы патента RU 2469176:

Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина (RU)

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к устройствам для установки профильных перекрывателей при изоляции ими зон осложнений бурения. Башмак для установки профильного перекрывателя в скважине включает корпус с центральным проходным каналом с седлом и расположенным выше кольцевым выступом, полым клапаном. Полый клапан заглушен снизу, оснащен боковыми каналами, расположен в центральном канале с возможностью продольного перемещения вверх до взаимодействия с седлом. Кроме того, полый клапан зафиксирован в нижнем положении разрушаемым соединением и оснащен пружинным фиксатором, взаимодействующим с кольцевым выступом с фиксацией в верхнем положении. Причем боковые каналы выполнены с возможностью герметичного перекрытия корпусом в верхнем положении. Клапан выполнен сборным, состоящим из наружной втулки с разрушаемым соединением и пружинным фиксатором и сердечника с расположенными ниже боковыми каналами, выполненными тангенциально. Причем сердечник вставлен в наружную втулку с возможностью вращения. Сердечник оснащен снизу конусом, сужающимся вниз, с винтовыми наружными пазами. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к устройствам для установки профильных перекрывателей при изоляции ими зон осложнений бурения.

Известен башмак для установки профильных перекрывателей в скважинах (патент РФ №2187619, С2, МПК 7 Е21В 29/10, опубл. в бюл. №23 от 20.08.2002 г.), включающий корпус с центральным проходным каналом, в котором размещено седло с клапаном. Клапан в центральном канале корпуса установлен неподвижно и снабжен фиксатором, а седло клапана телескопически соединено с корпусом с помощью временного разрушаемого соединения и имеет внутренний выступ, взаимодействующий с фиксатором клапана при перемещении седла внутри корпуса для фиксации башмака в рабочем положении.

Недостатками данного башмака являются сложность конструкции и низкая работоспособность, поскольку вследствие попадания в башмак скважинного шлама затруднено перемещение седла относительно клапана и его фиксация в рабочее положение, что может затруднить создание необходимого давления для расширения перекрывателя.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является башмак для установки профильного перекрывателя в скважине (патент RU №52904 U1, МПК Е21В 29/10, опубл. в бюл. №12 от 27.04.2006 г.), включающий корпус с центральным проходным каналом, в котором размещено седло клапана, соединенное с корпусом с помощью временного разрушаемого соединения с возможностью фиксации в рабочем положении при помощи взаимодействия пружинного фиксатора с кольцевым выступом. Кольцевой выступ расположен на внутренней стенке корпуса выше седла, которое заглушено снизу, снабжено боковыми каналами, выполненными с возможностью герметичного перекрытия корпусом в рабочем положении, и наружной кольцевой выборкой под пружинный фиксатор.

Недостатком этого башмака является возможное непрохождение профильного перекрывателя в скважинах с кавернами и уступами, в результате чего требуется подъем профильного перекрывателя из скважины и дополнительная проработка ствола, что в конечном итоге ведет к дополнительным затратам времени и средств на ликвидацию зон осложнений бурения.

Технической задачей предлагаемого изобретения является снижение затрат времени и материальных средств при установке профильного перекрывателя в скважинах с кавернами и уступами, в результате чего не требуется дополнительная проработка ствола и сокращается количество спуско-подъемных операций.

Техническая задача решается башмаком для установки профильного перекрывателя в скважине, включающим корпус с центральным проходным каналом с седлом и расположенным выше кольцевым выступом, полый клапан, заглушенный снизу, оснащенный боковыми каналами, расположенный в центральном канале с возможностью продольного перемещения вверх до взаимодействия с седлом, зафиксированный в нижнем положении разрушаемым соединением и оснащенный пружинным фиксатором, взаимодействующим с кольцевым выступом с фиксацией в верхнем положении, причем боковые каналы выполнены с возможностью герметичного перекрытия корпусом в верхнем положении.

Новым является то, что клапан выполнен сборным, состоящим из наружной втулки с разрушаемым соединением и пружинным фиксатором и сердечника с расположенными ниже боковыми каналами, выполненными тангенциально, причем сердечник вставлен в наружную втулку с возможностью вращения.

Новым является также то, что сердечник оснащен снизу конусом, сужающимся вниз, с винтовыми наружными пазами.

На фиг.1 показан башмак для установки профильного перекрывателя в скважине; на фиг.2 - сечение А-А фиг.1.

Башмак для установки профильного перекрывателя в скважине (фиг.1) включает корпус 1, в котором размещен сборный клапан, состоящий из наружной втулки 2 и сердечника 3, причем сердечник 3 вставлен в наружную втулку 2 с возможностью вращения. На внутренней поверхности корпуса 1 расположено седло 4, выше которого находится кольцевой выступ 5. Наружная втулка 2 клапана имеет кольцевую выборку 6 под пружинный фиксатор 7 и соединяется с корпусом 1 с помощью временного разрушаемого соединения 8 (например, срезного штифта), которое фиксирует клапан в нижнем положении. Сердечник 3 клапана снабжен боковыми каналами 9 (фиг.1, фиг.2), которые выполнены тангенциально и герметично перекрываются корпусом 1 (фиг.1) в верхнем положении, при взаимодействии пружинного фиксатора 7 с кольцевым выступом 5, при этом несанкционированные перетоки жидкости исключаются уплотнительными кольцами 10. Сердечник 3 снизу оснащен конусом 11, сужающимся вниз, с винтовыми пазами 12. Технологические соединения конструктивных элементов на фиг.1 и 2 не показаны.

Наружная втулка 2 или сердечник 3 клапана могут выполняться сборными и изготавливаться из легкоразбуриваемого материала, например, чугуна для осуществления возможности дальнейшего бурения скважины.

Башмак работает следующим образом. Корпус 1 (фиг.1) башмака жестко (например, сваркой) присоединяют к профильному перекрывателю 13 (показан условно), который на колонне бурильных труб (не показано) спускают в скважину. В случаях непрохождения профильного перекрывателя 13 в скважине из-за наличия каверн или уступов, включают буровые насосы (не показаны) и осуществляют промывку ствола скважины. При этом нагнетаемая жидкость циркулирует по колонне бурильных труб, профильному перекрывателю 13, далее через боковые каналы 9 (фиг.1, фиг.2) сердечника 3 (фиг.1) и по затрубному пространству изливается на поверхность скважины. Благодаря тангенциальному расположению боковых каналов 9 (фиг.2), сердечник 3 (фиг.1), вставленный в наружную втулку 2, начинает вращаться, при этом конус 11 с винтовыми пазами 12 выходит из каверны или уступа и спуск профильного перекрывателя 13 продолжают вновь до забоя.

При подходе компоновки к забою включают буровые насосы и осуществляют промывку скважины. По мере очищения забоя скважины от шлама разгрузкой колонны бурильных труб создают нагрузку на конус 11 сердечника 3 клапана, который упирается в забой скважины. При этом происходит срезание разрушаемого соединения 8, и наружная втулка 2 с сердечником 3 перемещаются внутри корпуса 1, герметично перекрывая за счет уплотнительных колец 10 боковые каналы 9. Одновременно с этим пружинный фиксатор 7, расположенный на кольцевой выборке 6 наружной втулки 2, проходя через седло 4, заходит за кольцевой выступ 5 и фиксирует башмак в верхнем положении.

Далее профильный перекрыватель 13 на колонне бурильных труб приподнимают до отрыва от забоя, ориентируя на зону осложнения, создают внутреннее давление для расправления и фиксации к стенкам скважины, после чего его развальцовывают для окончательной и герметичной установки профильного перекрывателя 13 в скважине.

Предлагаемая конструкция башмака решает проблему прохождения профильного перекрывателя в скважинах с уступами и кавернами, тем самым снижает финансовые и временные затраты при его установке.

1. Башмак для установки профильного перекрывателя в скважине, включающий корпус с центральным проходным каналом с седлом и расположенным выше кольцевым выступом, полый клапан, заглушенный снизу, оснащенный боковыми каналами, расположенный в центральном канале с возможностью продольного перемещения вверх до взаимодействия с седлом, зафиксированный в нижнем положении разрушаемым соединением и оснащенный пружинным фиксатором, взаимодействующим с кольцевым выступом с фиксацией в верхнем положении, причем боковые каналы выполнены с возможностью герметичного перекрытия корпусом в верхнем положении, отличающийся тем, что клапан выполнен сборным, состоящим из наружной втулки с разрушаемым соединением и пружинным фиксатором и сердечника с расположенными ниже боковыми каналами, выполненными тангенциально, причем сердечник вставлен в наружную втулку с возможностью вращения.

2. Башмак по п.1, отличающийся тем, что сердечник оснащен снизу конусом, сужающимся вниз, с винтовыми наружными пазами.

Изобретение относится к изготовлению изделий из композиционных материалов методом намотки, в частности, на обсадной трубе с заранее вырезанным в ней «окном», предназначенной для установки в состав эксплуатационной колонны при строительстве многозабойных скважин.

Устройство для герметизации обсадной колонны // 2465435

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к эксплуатации и ремонту скважин. .

Устройство для перекрытия зоны осложнения при бурении скважины // 2462583

Изобретение относится к бурению и капитальному ремонту скважин и предназначено, в частности, для развальцовывания труб при их установке в скважине. .

Способ и устройство для крепления неустойчивых пород на протяженных участках стволов скважин // 2459927

Изобретение относится к бурению скважин, в частности для крепления неустойчивых пород на протяженных участках стволов скважин. .

Устройство для расширения труб в скважине // 2459066

Изобретение относится к бурению и капитальному ремонту скважин и предназначено, в частности, для расширения труб при их установке в скважине. .

Способ ремонта обсадной колонны без уменьшения проходного диаметра // 2445442

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к капитальному ремонту обсадных колонн с помощью металлических пластырей. .

Устройство для расширения труб в скважине // 2445441

Изобретение относится к бурению и капитальному ремонту скважин и предназначено для расширения труб в скважине. .

Устройство для поинтервального перекрытия зон осложнений при бурении скважин // 2439283

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к поинтервальному бурению и креплению осложненных участков ствола скважины. .

Способ установки пластыря в обсадной колонне труб // 2438000

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к технике и технологии капитального ремонта скважин, а именно к способам для установки металлических гофрированных и круглых пластырей для восстановления герметичности обсадных труб.

Способ установки профильного перекрывателя с цилиндрическими участками // 2436930

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

Способ крепления необсаженной части скважины методом диапазонного расширения труб // 2471969

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к бурению и капитальному ремонту скважин, и предназначено для изоляции зон осложнений установкой расширяемых труб в скважине

Способ ремонта скважины // 2494222

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может найти применение при ремонте скважины с нарушениями обсадной колонны. При осуществлении способа ведут спуск в интервал ремонта пластыря и якоря, посадку якоря, расширение стенок пластыря до их прижатия к стенкам скважины. Работы проводят в скважине с не менее чем 6-дюймовой изношенной эксплуатационной колонной, пластырем перекрывают интервал перфорации эксплуатационной колонны не менее чем на 2 м с каждой стороны. Работы с пластырем проводят в среде водного раствора поверхностно-активного вещества. Спускают в скважину новую эксплуатационную колону, цементируют межтрубное пространство между старой и новой эксплуатационной колонной, перфорируют в интервале продуктивного пласта новую эксплуатационную колонну, цементное кольцо между пластырем и новой эксплуатационной колонной, пластырь и старую эксплуатационную колонну. Повышается надежность герметизации.

Способ ремонта скважины // 2498045

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при ремонте скважины. Способ включает спуск колонны насосно-компрессорных труб с пакером в обсадную колонну, посадку пакера, определение удельной приемистости каждого нарушения обсадной колонны, изоляцию нарушений. Над пакером устанавливают двухпозиционный клапан, спускают колонну насосно-компрессорных труб до забоя скважины и производят шаблонировку обсадной колонны. Производят посадку пакера над нижним нарушением, определяют начальную удельную приемистость нарушения. При удельной приемистости ниже 0,5 м3/(ч·МПа) изоляцию интервала нарушения не производят. При удельной приемистости выше 0,5 м3/(ч·МПа) производят закачку и продавку в интервал нарушения блокирующего состава, промывают излишки блокирующего состава, определяют конечную удельную приемистость этого нарушения. Выполняют вышеописанные операции напротив каждого интервала нарушения, после чего поднимают пакер в интервал нахождения «головы» дополнительной безмуфтовой обсадной колонны малого диаметра. Приводят в действие двухпозиционный клапан. Производят исследование обсадной колонны на герметичность свабированием. Спускают дополнительную безмуфтовую обсадную колонну и прокачивают цементный раствор с поднятием его до «головы» дополнительной обсадной колонны. Повышается эффективность, упрощается технология, снижается металлоемкость конструкции. 5 ил.

Способ ремонта обсадной колонны в скважине с дефектным участком // 2501935

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к восстановлению герметичности обсадных колонн. На устье скважины производят сборку инструмента в следующей последовательности снизу вверх: универсальное вырезающее устройство, снабженное раздвижными резцами, винтовой забойный двигатель - ВЗД, колонна насосно-компрессорных труб - НКТ. Инструмент спускают в скважину. На устье герметизируют пространство между колонной НКТ и обсадной колонной и фиксируют колонну НКТ. Производят обвязку верхнего конца колонны НКТ через тройник с двумя насосными агрегатами. Одновременно с их помощью производят закачку технологической жидкости в инструмент и поднимают давление жидкости до 3 МПа. Через каждые 2 мин повышают давление жидкости в инструменте на 1 МПа до достижения давления жидкости 12 МПа. Поддерживая давление, производят врезание в обсадную колонну в течение 15 мин. Подбирают нагрузку на вырезающее устройство, не превышающую 40 кН, и производят вырезание дефектного участка во всем интервале обсадной колонны. При достижении нижнего интервала вырезания приподнимают инструмент на 1,0 м со скоростью 0,1 м/с и, не снижая давления, производят промывку в объеме скважины. Спускают гидромониторную насадку и по периметру полученного выреза вымывают породу из дефектного участка. Спускают колонну заливочных труб и изолируют скважину от забоя до верхнего интервала дефектного участка. Снижается нагрузка на инструмент и сокращается продолжительность работ. 3 ил.

Соединение профильных труб перекрывателей скважин // 2509863

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к соединениям профильных труб, расширяемых в процессе перекрытия ими зон осложнения бурения или нарушения герметичности обсадных колонн в скважинах. Техническим результатом данного изобретения является уменьшение жесткости поперечного сечения соединения и исключение перетока жидкости между стенками перекрывателя и скважины. Соединение профильных труб перекрывателей скважин содержит профильные трубы с цилиндрическими концами, которые снабжены муфтовой и ниппельной резьбой на взаимообращенных поверхностях. Также имеются средства герметизации соединения, выполненные в виде двух эластичных колец. Одно из колец установлено в расширенном кольцевом муфтовом конце со стороны внутреннего стыка резьбы между взаимообращенными цилиндрическими поверхностями резьбового и кольцевого участков. В ниппельном конце выполнено сужение под второе эластичное кольцо со стороны наружного стыка резьбы между взаимообращенными цилиндрическими поверхностями резьбового и кольцевого участков. При этом наружный стык выполнен в виде конусных плотно прилегающих взаимообращенных поверхностей труб. Выше и/или ниже резьбового соединения на цилиндрическом участке выполнено сужение в виде чередующихся кольцевых утолщений и впадин. На наружной поверхности сужения приварена эластичная манжета заподлицо с цилиндрическим участком. 2 ил.

Устройство для установки расширяемой внутренней облицовки с контролем установочного диаметра по мере продвижения // 2509869

Изобретение относится к области добычи нефти или отбора воды, в частности к установке внутренней ремонтной накладки в скважине или трубопроводе с целью обеспечения герметичности. Устройство включает расширитель, установленный внутри ремонтной накладки с возможностью последовательного перемещения вдоль оси от одного края насадки к другому, контрольный элемент, установленный непосредственно у задней части расширителя в направлении его перемещения. Часть элемента откалибрована таким образом, что элемент может свободно проходить внутрь накладки, когда она должным образом расширена, следуя за перемещением расширителя, и наоборот, не может войти внутри накладки, когда она неправильно или недостаточно расширена. 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ ремонта обсадной колонны в скважине с дефектным участком // 2510452

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к восстановлению герметичности обсадных колонн скважин. На устье скважины производят сборку инструмента в следующей последовательности снизу-вверх: универсальное вырезающее устройство УВУ, колонна утяжеленных бурильных труб, колонна бурильных труб, спускают инструмент в скважину так, чтобы резцы УВУ находились напротив верхнего интервала дефектного участка. Производят обвязку верхнего конца колонны бурильных труб с двумя насосными агрегатами, с устья скважины производят вращение инструмента со скоростью 70 об/мин и одновременно производят закачку технологической жидкости в колонну бурильных труб с помощью одного насосного агрегата при давлении жидкости 3,0 МПа, затем каждые 10 мин, не снижая скорости вращения инструмента, ступенчато увеличивают давление жидкости на 1 МПа до достижения давления 5,0 МПа. Запускают в работу второй насосный агрегат, не снижая скорости вращения, ступенчато увеличивают давление жидкости на 1 МПа до достижения давления 9,0 МПа, выводят два насосных агрегата на режим подачи технологической жидкости, при давлении 9,0 МПа производят вырезание дефектного участка. Не снижая параметров работы насосных агрегатов и ротора, подбирают нагрузку на УВУ, не превышающую 40 кН, производят вырезание во всем интервале дефектного участка. Производят промывку, останавливают насосные агрегаты и производят подъем инструмента на устье скважины. Спускают колонну заливочных труб и изолируют изолирующим составом скважину от забоя до верхнего интервала дефектного участка. Снижаются нагрузки на инструмент, сокращается продолжительность работ. 3 ил.

Способ герметизации обсадных труб и устройство для его осуществления // 2513740

Изобретение относится к способам герметизации обсадных труб, применяемых в нефтяной и газовой промышленности. Технический результат - устранение негерметичности обсадных труб с различными повреждениями. Сущность изобретения заключается в том, что металлический лист - накладка прямоугольной формы, толщиной 2-3 мм и более, изготавливается из сплава с памятью, например нитинола, свертывается в рулон в криостате с температурой минус 80°С и ниже, помещается в эластичный трубчатый рукав длиной не менее высоты накладки и располагается в устройстве, в котором поддерживается температура ниже температуры возврата материала накладки к первоначальной форме, например с помощью сухого льда, затем устройство с накладкой опускают к месту негерметичности колонны, освобождают накладку от корпуса устройства, после чего она нагревается от жидкости в скважине, при этом начинает проявляться термоупругость и накладка стремится вернуться к своему первоначальному плоскому состоянию, чему мешают трубы обсадной колонны, и прижимается к их внутренней поверхности через эластичную прокладку, что обеспечивает хорошую герметичность по всему периметру этой поверхности. А устройство для герметизации обсадных труб включает корпус (1) цилиндрической формы с закрытым верхним торцом плоской накладкой, в центре которой выполнено отверстие и вварена в него короткая труба (4) с резьбой на свободном конце, для присоединения к колонне труб (5) перед спуском, а нижний торец корпуса закрывается круглым дном (13) с шариковыми замками (12) в их боковой поверхности для удержания дна в соединении с корпусом, и на внутренней поверхности дна установлен нижний узел крепления троса (10), другой конец которого закреплен на верхнем узле (6), расположенном у нижнего торца короткой трубы, причем длина троса (8) должна быть не менее двух высот накладки; внутренняя поверхность корпуса и дна покрыта слоем из теплоизоляционного материала (2), чтобы за время спуска накладка не успела нагреться; между внутренними объемами короткой трубы и корпуса имеется связь в виде отверстий для протекания по ним жидкости под давлением, а рулон из накладки помещается внутрь корпуса, который при этом переворачивается, свободные объемы в корпусе заполняются сухим льдом (16), после чего устанавливается дно и корпус переворачивается обратно. Изобретение позволяет надежно и на долгое время эксплуатации герметизировать обсадные трубы. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Способ ремонта скважины с дефектным участком со смещением обсадной колонны // 2515739

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к выправлению смятых и смещенных обсадных колонн в скважине и восстановлению их герметичности. При исследовании дефектного участка определяют диаметр d внутреннего сужения в интервале смещения дефектного участка обсадной колонны, в интервал смещения на технологической колонне труб спускают гидромониторную насадку и по всей длине и периметру интервала смещения направленным потоком технологической жидкости вымывают породу из скважины до тех пор, пока на устье скважины не перестанет выходить вымываемая порода. На устье скважины собирают снизу вверх следующую компоновку: перфорированный заглушенный снизу под конус хвостовик с верхним и нижним жесткими центраторами с переточными каналами и манжетой снаружи, разбуриваемый пакер. Пакер снизу жестко соединяют с хвостовиком, манжету на хвостовик устанавливают ниже нижнего центратора. Собранную компоновку на заливочной колонне труб спускают в интервал дефектного участка, центрируют смещенные части обсадной колонны так, чтобы верхний и нижний центраторы находились на расстоянии, не превышающем 1 м от интервала смещения обсадной колонны, сажают разбуриваемый пакер и производят тампонирование дефектного участка. Извлекают заливочную колонну труб, оставляют скважину на ожидание затвердевания микроцемента. На технологической колонне спускают винтовой забойный двигатель с фрезой, удаляют разбуриваемый пакер, затвердевший цемент, перфорированный хвостовик, верхний и нижний центраторы, манжету из дефектного участка и восстанавливают внутренний диаметр D обсадной колонны. Повышается эффективность ремонта, снижается металлоемкость. 4 ил.

Способ ремонта скважины при изоляции заколонных перетоков // 2516670

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к восстановлению крепления скважин при изоляции заколонных перетоков. Способ включает определение всей информации по дефектному участку обсадной колонны, его удаление. При наличии зумпфа не менее 5 м производят сборку инструмента: вырезающее устройство, снабженное выдвижными резцами, гидромониторная насадка, колонна утяжеленных бурильных труб, колонна бурильных труб. Спускают инструмент в скважину так, чтобы резцы находились напротив верхнего интервала дефектного участка, запускают в работу насосный агрегат и блок силового вертлюга. Производят закачку технологической жидкости при давлении 9,0 МПа. Блоком силового вертлюга производят вращение инструмента и врезание в верхний интервал дефектного участка. Не снижая параметров работы насосного агрегата и блока силового вертлюга, осевым перемещением инструмента вниз подбирают нагрузку на вырезающее устройство, производят вырезание колонны во всем интервале дефектного участка. При достижении нижнего интервала прекращают вращение инструмента, доспускают гидромониторную насадку до верхнего интервала дефектного участка, сбрасывают в колонну труб шар, создают избыточное давление в инструменте. Осевым перемещением инструмента с одновременным вращением направленным потоком жидкости по всему периметру вырезанного участка вымывают породу до тех пор, пока она не перестанет выходить на устье. Производят обратную промывку скважины, спускают колонну заливочных труб и изолируют скважину. Повышается эффективность ремонта скважин, сокращается продолжительность работ. 4 ил.