Способ ликвидации негерметичности обсадных труб в скважине и труб подземного трубопровода

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при проведении ремонтно-изоляционных работ в скважинах, а также в подземных трубопроводах. Способ включает обследование труб с выявлением интервала негерметичности, монтаж выполненного с возможностью перекрытия негерметичности труб герметизирующего устройства на поверхности, спуск и размещение герметизирующего устройства в интервале негерметичности с последующей герметизацией негерметичности труб. В качестве герметизирующего устройства используют внутреннюю вставку в виде стальной трубы, выполненной с возможностью свободного прохождения внутри труб и перекрытия негерметичности, на наружной поверхности концов которой по окружностям, на расстоянии, превышающем размер негерметичности, закреплены термитные заряды с воспламеняющими устройствами, соединенными с источником тока на поверхности. Герметизацию негерметичности труб осуществляют путем инициации горения термитных зарядов и фиксирования внутренней вставки на внутренней поверхности негерметичного участка труб посредством кольцевой термитной сварки. Повышается эксплуатационная надежность, сохраняется ремонтопригодность. 1 ил.

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при проведении ремонтно-изоляционных работ в скважинах, а также в подземных трубопроводах.

Известен способ проведения ремонтных работ в эксплуатационной скважине, включающий закачку в скважину расчетного объема вязкоупругого состава, последующую закачку цементного раствора через колонну насосно-компрессорных труб при открытом кольцевом пространстве скважины и закачку расчетного количества продавочной жидкости при закрытом кольцевом пространстве скважины, приподъем колонны насосно-компрессорных труб и оставление скважины на период достижения материалом необходимых свойств (патент RU №2121559, E21B 33/13, опубл. 10.11.1998 г.). При этом расчетный объем вязкоупругого состава закачивают в скважину через колонну насосно-компрессорных труб и располагают его в интервале ниже нижней границы негерметичности обсадной колонны, приподъем колонны насосно-компрессорных труб производят для расположения ее нижнего открытого конца на уровне негерметичности обсадной колонны перед закачкой цементного раствора и выше верхней границы цементного раствора - после закачки. Перед закачкой цементного раствора делают технологическую выдержку, а расчетное количество продавочной жидкости выбирают равным 1,5-кратному объему части колонны насосно-компрессорных труб, находившейся в цементном растворе.

Недостаток такого способа проведения ремонтных работ в эксплуатационной скважине заключается в том, что он не обеспечивает получение прочного герметичного материала в области проведения ремонтных работ и, как следствие, не обеспечивает нужной степени герметизации.

Известен способ проведения ремонтно-изоляционных работ в скважине, включающий глушение скважины, подъем на поверхность насосно-компрессорных труб - НКТ со скважинным оборудованием, обследование обсадной колонны с выявлением интервала негерметичности, установку на НКТ пакера, спуск в скважину НКТ со скважинным оборудованием, закачку блокирующего состава под давлением и введение скважины в рабочий режим, в котором в качестве блокирующего состава используют гидрофобизирующую или гидрофобную жидкость, не меняющую своего агрегатного состояния в условиях эксплуатации, при этом пакер размещают на уровне ниже интервала негерметичности обсадной колонны, а блокирующий состав подают в пространство над пакером между обсадной колонной и НКТ при постоянном давлении, причем прекращают подачу при повышении давления сопротивления подаче выше допустимого (патент RU №2423599, E21B 33/13, опубл. 10.07.2011 г.).

Недостатком данного способа проведения ремонтно-изоляционных работ в скважине является необходимость монтажа подъемного агрегата, проведение спускоподъемных операций насосно-компрессорных труб со скважинным оборудованием, что требует дополнительных затрат, связанных с использованием спецтехники, и повышает время проведения работ по введению скважины в эксплуатацию.

Наиболее близким к заявленному является способ ликвидации негерметичности в колонне труб, включающий обследование колонны труб, расположенной в скважине, с выявлением интервала негерметичности, монтаж герметизирующего устройства на поверхности, состоящего из деформируемого пластичного материала, внутри которого расположен заряд взрывчатого вещества с инициатором взрыва и выполненного с возможностью свободного прохождения внутри колонны труб и перекрытия негерметичности колонны труб, при этом инициатор взрыва соединен с проводником инициирующего импульса, соединенного со взрывной сетью на поверхности, после чего оборудуют герметизирующее устройство грузом шаблоном и расходомером, последовательно соединяя их между собой, спускают во внутрь колонны труб герметизирующее устройство с грузом шаблоном и расходомером и размещают герметизирующее устройство внутри колонны труб в интервале негерметичности, при этом спуск осуществляют на геофизическом кабеле, затем производят взрыв герметизирующего устройства с последующей герметизацией негерметичности колонны труб посредством заполнения негерметичности и фиксации в ней деформируемого пластичного материала, в качестве деформируемого пластичного материала используют полимерное герметизирующее вещество, отверждаемое под воздействием пластичной деформации и детонационного воздействия (патент RU №2498044, E21B 29/02, E21B 33/10, опубл. 10.11.2013 г.).

Недостатком этого способа является опасность еще большего повреждения трубы, ослабленной наличием трещин или коррозионным воздействием среды, ударным воздействием взрыва, что может привести к утрате свойств ремонтопригодности и эксплуатационной надежности трубы.

В основу изобретения положена техническая проблема, заключающаяся в создании способа ликвидации негерметичности обсадных труб в скважине и труб подземного трубопровода, обеспечивающего возможность дистанционного ремонта труб (устранение негерметичностей, вызванных коррозионным воздействием среды, свищей, трещин, разрывов, утонения стенок или механическими повреждениями) в различных средах и в местах ограниченной доступности, в том числе на больших глубинах, путем герметизации мест дефектов труб стальными внутренними вставками при минимальном воздействии на них.

При этом техническим результатом является сохранение свойств ремонтопригодности и эксплуатационной надежности обсадных труб в скважине и труб подземного трубопровода.

Достижение вышеуказанного технического результата обеспечивается тем, что в способе ликвидации негерметичности обсадных труб в скважине и труб подземного трубопровода, включающем обследование труб с выявлением интервала негерметичности, монтаж выполненного с возможностью перекрытия негерметичности труб герметизирующего устройства на поверхности, спуск и размещение герметизирующего устройства в интервале негерметичности с последующей герметизацией негерметичности труб, в качестве герметизирующего устройства используют внутреннюю вставку в виде стальной трубы, выполненной с возможностью свободного прохождения внутри труб и перекрытия негерметичности, на наружной поверхности концов которой по окружностям, на расстоянии, превышающем размер негерметичности, закреплены термитные заряды с воспламеняющими устройствами, соединенными с источником тока на поверхности, при этом герметизацию негерметичности труб осуществляют путем инициации горения термитных зарядов и фиксирования внутренней вставки на внутренней поверхности негерметичного участка труб посредством кольцевой термитной сварки.

Использование в качестве герметизирующего устройства внутренней вставки в виде стальной трубы, выполненной с возможностью свободного прохождения внутри труб и перекрытия негерметичности, на наружной поверхности концов которой по окружностям, на расстоянии, превышающем размер негерметичности, закреплены термитные заряды с воспламеняющими устройствами, соединенными с источником тока на поверхности, и при этом осуществление герметизации негерметичности труб путем инициации горения термитных зарядов и фиксирования внутренней вставки на внутренней поверхности негерметичного участка труб посредством кольцевой термитной сварки, обеспечивает возможность дистанционного ремонта труб (устранение негерметичностей, вызванных коррозионным воздействием среды, свищей, трещин, разрывов, утонения стенок или механическими повреждениями) в различных средах и в местах ограниченной доступности, в том числе на больших глубинах, путем герметизации мест дефектов труб стальными вставками при минимальном воздействии на них, сохраняя при этом свойства ремонтопригодности и эксплуатационной надежности обсадных труб в скважине и труб подземных трубопроводов.

Ликвидация негерметичности обсадных труб в скважине и труб подземных трубопроводов путем установления внутренней вставки в интервале негерметичности с последующей ее фиксацией на внутренней поверхности негерметичного участка труб термитной сваркой не сопровождается динамическими воздействиями на зону повреждения труб, способствующими возникновению новых повреждений, свищей, трещин и разрывов вблизи дефектного участка труб.

Сущность изобретения поясняется следующими чертежом, на котором показано осуществление способа ликвидации негерметичности труб посредством герметизирующего устройства, выполненного в виде внутренней вставки.

Способ ликвидации негерметичности обсадных труб в скважине и труб подземного трубопровода осуществляется следующим образом.

При эксплуатации скважин или подземных трубопроводов происходит нарушение герметичности труб за счет возникновения повреждений, вызванных коррозионным воздействием среды, свищей, трещин, разрывов, утонения стенок или механических повреждений. Указанные нарушения герметичности труб могут происходить в различных средах и в местах ограниченной доступности, в том числе на больших глубинах. Возникновение указанных повреждений и дефектов требует проведения ремонтно-изоляционных работ.

Способ ликвидации негерметичности обсадных труб в скважине и труб подземного трубопровода включает обследование труб 1 с выявлением интервала негерметичности 2, монтаж выполненного с возможностью перекрытия негерметичности 2 труб 1 герметизирующего устройства на поверхности, спуск и размещение герметизирующего устройства в интервале негерметичности 2 с последующей герметизацией негерметичности 2 труб 1.

Обследование труб 1 с выявлением интервала негерметичности 2 проводят известными геофизическими способами и средствами, например, прибором ННТ-АР. Возможны также и другие способы и средства, например, ультразвуковые толщиномеры, контролирующие толщину стенок трубы.

Негерметичности 2 могут представлять собой повреждения, вызванные коррозионным воздействием среды, свищи, трещины, разрывы, утонения стенок или механические повреждения.

После установления места повреждения труб 1 и размера дефекта подбирается подходящая по размерам внутренняя вставка 3, выполненная в виде стальной трубы и используемая в качестве герметизирующего устройства.

Герметизирующее устройство монтируют на поверхности. На подготовленную внутреннюю вставку 3 закрепляются термитные заряды 4 с воспламеняющими устройствами 5, соединенными с источником тока (не показан) на поверхности. Термитные заряды 4 представляют собой пакеты с прессованной шашкой из железоалюминиевой термитной смеси в герметичной упаковке. Упаковка термита должна обеспечить герметичность до глубин 200-3000 м. Другим способом предотвращения попадания жидкой среды в термитные заряды 4 является прессование термитной шашки под давлением не ниже давления гидростатического столба жидкости на глубине сварки. В пакеты вставляются воспламеняющие устройства 5 для поджигания термитного заряда 4 с кабелем достаточной длины. При этом необходимо обеспечить надежную изоляцию термитного заряда 4 от проникновения жидкости, что может препятствовать развитию горения смеси. Термитные заряды 4 закрепляются на наружной поверхности концов внутренней вставки 3 по окружностям, на расстоянии, превышающем размер негерметичности 2.

Используемая в качестве внутренней вставки 3 стальная труба имеет возможность свободного прохождения внутри труб 1.

Внутренняя вставка 3 в виде стальной трубы с закрепленными термитными зарядами 4 выполняется с диаметром на 4-8 мм меньше внутреннего диаметра труб 1, что обеспечивает возможность ее доставки к негерметичному участку при наличии кривизны труб 1.

Смонтированное таким образом герметизирующее устройство доставляется к месту дефекта и размещаются в интервале негерметичности 2.

Спуск внутренней вставки 3 к месту повреждения вертикального участка труб 1 производится с использованием троса с установлением места дефекта по прибору ННТ-АР или его аналогами.

Для герметизации труб 1 на наклонных и горизонтальных участках доставка внутренней вставки 3 производится автономными устройствами, в качестве которых, например, может быть использовано одно из устройств для очистки труб изнутри, перемещение которого происходит с помощью турбинного или электромеханического привода.

Устранение негерметичности труб 1 осуществляется в результате сгорания термитных зарядов 4 с фиксацией внутренней вставки 3 на внутренней поверхности негерметичного участка труб 1 посредством кольцевой термитной сварки.

Электрический ток подается на воспламеняющее устройство 5 термитного заряда 4, реакция горения которого продолжается несколько секунд. Расплавленные продукты сгорания термита, как имеющие высокую температуру (до 2500-3000°C), прогревают и подплавляют поверхность труб 1 и внутренней вставки 3 в зоне расположения термитного заряда, сваривая их между собой с герметизацией дефектного участка и восстановлением герметичности труб 1.

После чего производится обследование труб 1 на герметичность известными геофизическими способами и средствами, например прибором ННТ-АР или ультразвуковыми толщиномерами.

Таким образом, ликвидация негерметичности обсадных труб в скважине и труб подземного трубопровода путем установления внутренней вставки в интервале негерметичности с последующей ее фиксацией на внутренней поверхности негерметичного участка труб термитной сваркой не сопровождается динамическими воздействиями на зону повреждения труб, способствующими возникновению новых повреждений, свищей, трещин и разрывов вблизи дефектного участка труб. В результате чего такие трубы сохраняют свои свойства ремонтопригодности и эксплуатационной надежности.

Способ ликвидации негерметичности обсадных труб в скважине и труб подземного трубопровода, включающий обследование труб с выявлением интервала негерметичности, монтаж выполненного с возможностью перекрытия негерметичности труб герметизирующего устройства на поверхности, спуск и размещение герметизирующего устройства в интервале негерметичности с последующей герметизацией негерметичности труб, отличающийся тем, что в качестве герметизирующего устройства используют внутреннюю вставку в виде стальной трубы, выполненной с возможностью свободного прохождения внутри труб и перекрытия негерметичности, на наружной поверхности концов которой по окружностям, на расстоянии, превышающем размер негерметичности, закреплены термитные заряды с воспламеняющими устройствами, соединенными с источником тока на поверхности, при этом герметизацию негерметичности труб осуществляют путем инициации горения термитных зарядов и фиксирования внутренней вставки на внутренней поверхности негерметичного участка труб посредством кольцевой термитной сварки.