RU163640U1 - CASING REPAIR DEVICE - Google Patents

Abstract

Устройство для ремонта обсадной колонны, включающее нижнее пакерующее устройство, содержащее гидравлический привод и полый ствол с размещенным на нем уплотнительным элементом и механизмом фиксации уплотнительного элемента в рабочем положении, верхнее пакерующее устройство, содержащее гидравлический привод, и межпакерную колонну труб, отличающееся тем, что привод нижнего пакерующего устройства включает корпус и шток с возможностью их взаимного перемещения под действием избыточного давления, нижнее пакерующее устройство содержит якорный узел, включающий размещенные на связанном со штоком привода полом стволе сужающийся вниз конус с возможностью продольного перемещения по полому стволу, плашкодержатель с плашками, выполненными с возможностью радиального расхождения при взаимодействии с конусом, при этом плашкодержатель связан с полым стволом срезными элементами с возможностью осевого перемещения относительно полого ствола после их срезания, связанный с корпусом привода верхний упор уплотнительного элемента, снабженный зафиксированным в нем блокировочными штифтами упорным кольцом с возможностью взаимодействия с разрезным пружинным кольцом и возможностью после разрушения блокировочных штифтов осевого перемещения в верхнем упоре, верхнее пакерующее устройство, содержащее гидравлический привод, включающий корпус и шток с возможностью их взаимного осевого перемещения под действием избыточного давления, содержит якорный узел, включающий размещенные на связанном со штоком привода полом патрубке с возможностью осевого перемещения продольно разрезной сужающийся вверх конус, связанный с корпусом пA device for repairing a casing string, comprising a lower packing device comprising a hydraulic drive and a hollow shaft with a sealing element and a locking mechanism for locking the sealing element in position, an upper packing device containing a hydraulic drive and an interpacker pipe string, characterized in that the drive the lower packer includes a housing and a rod with the possibility of their mutual movement under the action of excessive pressure, the lower packer contains yak a node including a tapering down cone arranged on a hollow shaft connected to the drive shaft and longitudinally moving along the hollow shaft, a ram holder with dies made with the possibility of radial divergence when interacting with the cone, while the ram holder is connected with shear elements with axial movement relative to the hollow barrel after cutting, the upper stop of the sealing element connected to the drive body, equipped with locking pins fixed therein with a thrust ring with the possibility of interaction with a split spring ring and the possibility, after breaking, of the locking pins of axial movement in the upper stop, the upper packing device containing a hydraulic drive, including a housing and a rod with the possibility of their mutual axial movement under the action of excessive pressure, contains an anchor unit, including placed on a hollow nozzle connected to the drive rod with the possibility of axial movement of a longitudinally split tapering upward cone connected with the body som p

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 для ремонта обсадной колонны (А.с. СССР на изобретение №1086118, МПК 7 Е21В 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.A device for repairing a casing string (AS USSR for the invention No. 1086118, IPC 7 ЕВВ 29/00, published in BI No. 14 of 04/15/84), consisting of an upper packing device, comprising a drive, an expanding cone and an expandable pipe as well as the lower packer device, also equipped with an expanding cone placed inside the expandable nozzle connected with the upper one.

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.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому (прототипом) является устройство (патент на полезную модель №92083 от 06.11.2009), включающее верхнее пакерующее устройства, состоящее из привода со штоком, расширяющего конуса и расширяемого полого патрубка с уплотнителем, а также нижнее пакерующее устройство, содержащее полый ствол с поверхности манжетным уплотнителем, сверху которого 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 полой втулкой, 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 привод, 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.The closest in technical essence to the proposed (prototype) is a device (patent for utility model No. 92083 dated 11/06/2009), including an upper packing device, consisting of a drive with a rod, an expanding cone and an expandable hollow pipe with a seal, as well as a lower packing device containing a hollow barrel with a lip seal from the surface, on top of which there is a movable stop connected with the drive, and below - a stop fixed on the housing, while the housing is connected to the interpacker pipe from above and equipped with windows, and the movable stop is made in the form of a cylinder, rigidly connected by shear elements through technological windows with a hollow sleeve mounted in the housing with axial movement, and the movable stop is made with the possibility of fixing from shifting upwards relative to the housing in any working position, and a drive 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 rigidly connected to the anchor with a rod located in it, which is provided in the upper part a piston in the lower part - with an annular shank stop and gripper, and the anchor is a hollow body having located therein dies are radially movable under the action of overpressure.

Недостатком известного устройства является низкая надежность работы при длительной эксплуатации в скважине, обусловленная отсутствием жесткой фиксации нижнего и верхнего пакерующих устройств в обсадной колонне, так как фиксация обеспечивается только взаимодействием уплотнительных элементов пакерующих устройств с внутренней поверхностью обсадной колонны, в связи с чем при изменении линейных размеров межпакерной колонны труб под влиянием меняющихся термобарических параметров экспуатации скважины пакерующие устройства могут смещаться с места установки, что ведет к нарушению герметичности.A disadvantage of the known device is the low reliability during long-term operation in the well, due to the lack of rigid fixation of the lower and upper packers in the casing, since fixation is provided only by the interaction of the sealing elements of the packers with the inner surface of the casing, and therefore, when changing linear dimensions interpacker pipe string under the influence of changing thermobaric parameters of well exploitation packers can shift tsya from the site, leading to a breach of containment.

Задачей полезной модели является повышение надежности устройства при его длительной эксплуатации в скважине.The objective of the utility model is to increase the reliability of the device during its long-term operation in the well.

Данная задача решается предлагаемым устройством, включающим нижнее пакерующее устройство, содержащее гидравлический привод и полый ствол с размещенным на нем уплотнительным элементом и механизмом фиксации уплотнительного элемента в рабочем положении, верхнее пакерующее устройство, содержащее полый патрубок с уплотнителем и гидравлический привод, и межпакерную колонну труб.This problem is solved by the proposed device, including a lower packing device containing a hydraulic drive and a hollow barrel with a sealing element and a locking mechanism for fixing the sealing element in position, an upper packing device containing a hollow pipe with a seal and a hydraulic drive, and an interpacker pipe string.

Новым является то, что привод нижнего пакерующего устройства включает корпус и шток с возможностью их взаимного перемещения под действием избыточного давления, нижнее пакерующее устройство содержит якорный узел, включающий размещенные на связанном со штоком привода полом стволе сужающийся вниз конус с возможностью продольного перемещения по полому стволу, плашкодержатель с плашками, выполненными с возможностью радиального расхождения при взаимодействии с конусом, при этом плашкодержатель связан с полым стволом срезными элементами с возможностью осевого перемещения относительно полого ствола после их срезания, связанный с корпусом привода верхний упор уплотнительного элемента, снабженный зафиксированным в нем блокировочными штифтами упорным кольцом с возможностью взаимодействия с разрезным пружинным кольцом и возможностью после разрушения блокировочных штифтов осевого перемещения в верхнем упоре, верхнее пакерующее устройство, содержащее гидравлический привод, включающий корпус и шток с возможностью их взаимного осевого перемещения под действием избыточного давления, содержит якорный узел, включающий размещенные на связанном со штоком привода полом патрубке с возможностью осевого перемещения продольно разрезной сужающийся вверх конус, связанный с корпусом привода верхний упор уплотнителя с пружинным стопорным кольцом, расположенный между верхним упором и плашкодержателем уплотнитель, плашкодержатель с плашками, выполненными с возможностью радиального расхождения при взаимодействии с разрезным конусом, конусодержатель, удерживающий сектора нижнего разрезного конуса с возможностью их радиального перемещения, верхний упор снабжен концентрично расположенным и зафиксированным в нем блокировочными штифтами упорным кольцом с возможностью взаимодействия с разрезным пружинным кольцом и возможностью после разрушения блокировочных штифтов осевого перемещения в верхнем упоре, кроме того конусодержатель связан с полым патрубком разрушаемыми элементами с возможностью осевого перемещения относительно полого патрубка после их разрушения, при этом на полом патрубке напротив разрезного конуса выполнена внешняя цилиндрическая выборка, а на разрезном конусе под данную выборку выполнен внутренний цилиндрический выступ, при этом в верхней части нижнего пакерующего устройства выполнена герметизирующая втулка, а межпакерная колонна труб оснащена снизу ниппелем с возможностью его взаимодействия с герметизирующей втулкой.New is that the drive of the lower packer device includes a housing and a rod with the possibility of their mutual movement under the action of excessive pressure, the lower packer device contains an anchor assembly, including a cone tapering downwardly connected to the hollow shaft connected to the actuator rod and that can be longitudinally moved along the hollow shaft, die holder with dies made with the possibility of radial divergence when interacting with a cone, while the die holder is connected to the hollow barrel by shear elements the possibility of axial movement relative to the hollow barrel after cutting, the upper stop of the sealing element connected to the drive body, provided with a locking ring fixed in it with locking pins with the possibility of interaction with the split spring ring and the possibility of axial movement in the upper stop after breaking the locking pins, upper packing device, containing a hydraulic actuator, comprising a housing and a rod with the possibility of their mutual axial movement under the action of excessively pressure, contains an anchor assembly, including a longitudinally split tapering up cone located on a hollow nozzle connected to the actuator stem and axially moving, a cone tapering up to the actuator housing, an upper seal stop with a spring retaining ring, a seal between the upper stop and the die holder, a die holder with dies, made with the possibility of radial divergence when interacting with a split cone, the cone holder holding the sectors of the lower split cone with the possibility of their radial movement, the upper stop is equipped with a thrust ring concentrically located and fixed in it by locking pins with the possibility of interacting with a split spring ring and the possibility of axial movement after breaking the locking pins in the upper stop, in addition, the cone holder is connected to the hollow pipe with destructible elements with the possibility of axial movement relative to hollow pipe after their destruction, while on the hollow pipe opposite the split cone is made an external cylinder It’s a small sample, and on the split cone, an internal cylindrical protrusion is made for this sample, while a sealing sleeve is made in the upper part of the lower packing device, and the interpacker pipe string is equipped with a nipple from below with the possibility of its interaction with the sealing sleeve.

На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство, включающее нижнее пакерующее устройство 1 с якорным узлом 2, верхнее пакерующие устройство 3 с якорным узлом 4, межпакерную колонну труб 5, жестко герметично закрепленную в нижней части верхнего пакерующего устройства 3, и герметизирующий узел, включающий установленный на нижней части межпакерной колонны труб 5 ниппель 6 с уплотнительными элементами 7 (одним или несколькими) и герметизирующую втулку 8, установленную или выполненную на верхней части нижнего пакерующего устройства 1.In FIG. 1 shows the proposed device, including a lower packing device 1 with an anchor assembly 2, an upper packing device 3 with an anchor assembly 4, an interpacker pipe string 5 rigidly sealed in the lower part of the upper packing apparatus 3, and a sealing assembly including one installed on the lower part of the interpacker pipe string 5 nipple 6 with sealing elements 7 (one or more) and a sealing sleeve 8 mounted or made on the upper part of the lower packing device 1.

Нижнее пакерующее устройство (фиг. 2) состоит из полого ствола 9 (может быть выполнен сборным), на котором размещен уплотнительный элемент 10 с верхним упором 11, на котором сверху установлены ловильный патрубок 12 и герметизирующая втулка 8. В кольцевом зазоре между верхним упором 11 и полым стволом 9 расположен узел фиксации рабочего положения, включающий упорное кольцо 13, зафиксированное в верхнем упоре 11 блокировочными штифтами 14, и установленное на полом стволе 9 разрезное пружинное кольцо 15 с кольцевыми насечками наклонного профиля на внутренней стороне (фиг. 3). На внешней стороне полого ствола 9 (фиг. 2 и 3) напротив верхнего упора 11 выполнены кольцевые насечки наклонного профиля, ответные насечкам разрезного пружинного кольца 15. Ниже уплотнительного элемента 10 (фиг. 2) расположен якорный узел, включающий сужающийся книзу конус 16 с плашками 17. Конус 16 выполняет также функцию нижнего упора уплотнительного элемента 10. Плашки 17 установлены в плашкодержателе 18 и подпружинены внутрь с возможностью радиального перемещения наружу. На нижнем конце полого ствола 9 жестко установлена направляющая втулка 19, при этом ее верхняя часть телескопически размещена в нижней части плашкодержателя 18 и зафиксирована в нем срезными элементами 20. Привод нижнего пакерующего устройства, выполненный гидравлическим, включает корпус 21 и шток 22 с возможностью их взаимного осевого перемещения под действием избыточного давления в приводе, при этом корпус 21 связан с верхним упором 11 через герметизирующую втулку 8 и ловильный патрубок 12, а шток 22 привода через удлинитель 23 связан с полым стволом 9 посредством срезной втулки 24, соединенной с полым стволом 9 посадочными штифтами 25. Корпус 21 и шток 22 привода зафиксированы относительно друг друга транспортными штифтами 26 во избежание несанкционированного срабатывания устройства при спуске в скважину. Герметичность внутреннего канала устройства обеспечивается уплотнительным кольцом 27.The lower packing device (Fig. 2) consists of a hollow barrel 9 (can be prefabricated), on which a sealing element 10 with an upper stop 11 is placed, on which a fishing nozzle 12 and a sealing sleeve 8 are mounted on top. In the annular gap between the upper stop 11 and a hollow barrel 9 is a node for fixing the working position, including a thrust ring 13, fixed in the upper stop 11 by locking pins 14, and mounted on the hollow barrel 9 split spring ring 15 with annular incisions of the inclined profile on the inside enney side (FIG. 3). On the outer side of the hollow barrel 9 (FIGS. 2 and 3) opposite the upper stop 11, annular inclined profile notches are formed, corresponding to the notches of the split spring ring 15. An anchor unit is located below the sealing element 10 (FIG. 2), including a cone 16 with dies tapering downward 17. The cone 16 also performs the function of the lower stop of the sealing element 10. The dies 17 are installed in the die holder 18 and are spring-loaded inward with the possibility of radial movement outward. A guide sleeve 19 is rigidly mounted on the lower end of the hollow barrel 9, while its upper part is telescopically placed in the lower part of the ram holder 18 and fixed in it by shear elements 20. The drive of the lower packer, made hydraulic, includes a housing 21 and a rod 22 with the possibility of their mutual axial movement under the action of excessive pressure in the drive, while the housing 21 is connected to the upper stop 11 through the sealing sleeve 8 and the fishing nozzle 12, and the actuator stem 22 through the extension 23 is connected to the hollow stem 9 shear scrap by the sleeve 24 connected with the hollow barrel 9 landing pins 25. The housing 21 and the actuator 22 are fixed relative to each other by transport pin 26 to prevent unauthorized actuation device during the descent into the wellbore. The tightness of the internal channel of the device is provided by the sealing ring 27.

Верхнее пакерующее устройство (фиг. 4) состоит из полого патрубка 28 (может быть выполнена сборной), на котором размещен уплотнитель 29 с верхним упором 30. В кольцевом зазоре между верхним упором 30 и полым патрубком 28 расположен узел фиксации рабочего положения аналогично тому, как это выполнено в нижнем пакерующем устройстве (фиг. 3), включающий упорное кольцо 13, зафиксированное в верхнем упоре 30 блокировочными штифтами 14, и установленое на полом патрубке 28 разрезное пружинное кольцо 15 с кольцевыми насечками наклонного профиля на внутренней стороне. На внешней стороне полого патрубка 28 напротив верхнего упора 30 выполнены кольцевые насечки наклонного профиля, ответные насечкам разрезного пружинного кольца 15. Ниже уплотнителя 29 расположен якорный узел (фиг. 4, 5 и 6), включающий продольно разрезной конус 31, состоящий из нескольких (например трех или четырех) секторных элементов, установленных в кону содержателе 32 с возможностью радиального складывания внутрь, и плашки 33, установленные в плашко держателе 34 и подпружиненые внутрь с возможностью радиального расхождения наружу. На нижнем конце полого патрубка 28 жестко установлена обойма 35, при этом верхняя часть обоймы телескопически размещена в нижней части конусодержателя 32 и зафиксирована в нем разрушаемыми элементами 36. В нижней части обоймы 35 выполнена присоединительная резьба для установления снизу верхнего пакерующего устройства колонны межпакерных труб 5 с ниппелем 6 (фиг. 1). На верхней части верхнего упора 30 (фиг. 4) выполнен или установлен ловильный патрубок 37. На полой гильзе 28 напротив разрезного конуса 31 выполнена внешняя цилиндрическая выборка 38 (фиг. 6), а на разрезном конусе 31 выполнен внутренний цилиндрический выступ 39 под выборку 38. Гидравлический привод верхнего пакерующего устройства аналогичен приводу нижнего пакерующего устройства (фиг. 2) и включает корпус 21 и шток 22 с возможностью их взаимного осевого перемещения под действием избыточного давления в приводе, при этом корпус 21 связан с верхним упором 30 через ловильный патрубок 37, а шток 22 привода связан с полым патрубком 28 посредством срезной втулки 24, соединенной с полым патрубком 28 посадочными штифтами 25. Корпус 21 и шток 22 привода зафиксированы относительно друг друга транспортными штифтами 26 во избежание несанкционированного срабатывания устройства при спуске в скважину.The upper packing device (Fig. 4) consists of a hollow nozzle 28 (can be assembled), on which a seal 29 with an upper stop 30 is placed. In the annular gap between the upper stop 30 and the hollow nozzle 28, an operating position fixation unit is located in the same way as this is done in the lower packing device (Fig. 3), including a thrust ring 13, fixed in the upper stop 30 with locking pins 14, and a split spring ring 15 with annular incisions of the inclined profile on the inner Oron. On the outside of the hollow pipe 28 opposite the upper stop 30, there are annular incisions of the inclined profile corresponding to the notches of the split spring ring 15. Below the seal 29, there is an anchor assembly (Figs. 4, 5 and 6), including a longitudinally split cone 31, consisting of several (for example three or four) sector elements installed in the cone of the holder 32 with the possibility of radial folding inward, and dies 33 installed in the die holder 34 and spring-loaded inward with the possibility of radial divergence outward. A clip 35 is rigidly mounted on the lower end of the hollow pipe 28, while the upper part of the holder is telescopically placed in the lower part of the cone holder 32 and fixed in it by destructible elements 36. At the lower part of the holder 35, a connecting thread is made to install a 5-sec pipe packer from the bottom of the upper packing device nipple 6 (Fig. 1). On the upper part of the upper stop 30 (Fig. 4), a fishing nozzle 37 is made or installed. On the hollow sleeve 28 opposite the split cone 31, an external cylindrical sample 38 is made (Fig. 6), and on the split cone 31 there is an internal cylindrical protrusion 39 for the sample 38 The hydraulic drive of the upper packer device is similar to the drive of the lower packer device (Fig. 2) and includes a housing 21 and a stem 22 with the possibility of their mutual axial movement under the action of excessive pressure in the drive, while the housing 21 is connected with the upper stop 30 through the fishing nozzle 37, and the actuator stem 22 is connected to the hollow nozzle 28 by means of a shear sleeve 24 connected to the hollow nozzle 28 by the landing pins 25. The housing 21 and the actuator stem 22 are fixed relative to each other by transport pins 26 to prevent unauthorized operation of the device during descent into the well.

Предлагаемое устройство для ремонта обсадной колонны работает следующим образом. Нижнее пакерующее устройство 1 (фиг. 1) в транспортном положении в сборе с посадочным инструментом (фиг. 2) спускают на колонне НКТ в требуемый интервал скважины, после чего приводят в действие привод. При создании избыточного давления сначала разрушаются транспортные срезные штифты 26, затем корпус 21 привода толкает вниз герметизирующую втулку 8, а его шток 22, соединенный через удлинитель 23 и срезную втулку 24 посадочными штифтами 25 с полым стволом 9, тянет последний вверх с закрепленной на нем направляющей втулкой 19 и конусодержателем 18 с плашками 17. Под действием создаваемого усилия происходит сжатие уплотнительного элемента 10 и прижатие его к внутренней стенке эксплуатационной колонны, плашки 17 надвигаются на конус 16 и раздвигаясь прижимаются к внутренней стенке эксплуатационной колонны, в результате чего происходит фиксация пакерующего устройства в скважине. При этом пружинное разрезное кольцо 15, перемещаясь вместе с верхним упором фиксирует положение уплотнительного элемента 10, а также плашек 17 в окончательно запакерованном состоянии. По достижении расчетной нагрузки (например 10 тонн) посадочные штифты 25 разрушаются, освобождая привод, который после этого извлекается из скважины.The proposed device for the repair of casing works as follows. The lower packing device 1 (Fig. 1) in the transport position, assembled with the landing tool (Fig. 2) is lowered on the tubing string to the required interval of the well, after which the drive is driven. When creating excess pressure, the transport shear pins 26 are first destroyed, then the drive housing 21 pushes the sealing sleeve 8 down, and its stem 22, connected through the extension 23 and the shear sleeve 24 with the landing pins 25 with the hollow barrel 9, pulls the latter upward with a guide fixed to it the sleeve 19 and the cone holder 18 with dies 17. Under the action of the generated force, the sealing element 10 is compressed and pressed against the inner wall of the production casing, the dies 17 are pushed onto the cone 16 and moved apart benching to the inner wall of the production string, thereby fixing the packer apparatus in a well. In this case, the spring split ring 15, moving together with the upper stop, fixes the position of the sealing element 10, as well as the dies 17 in a finally sealed state. Upon reaching the calculated load (for example 10 tons), the landing pins 25 are destroyed, freeing the drive, which is then removed from the well.

Далее в скважину спускают на колонне НКТ верхнее пакерующее устройство 3 в сборе с колонной межпакерных труб 5 и ниппелем 6 (фиг. 1) и приводом (фиг. 4), на необходимую глубину, в расчете, чтобы интервал негерметичности обсадной колонны находился между верхним и нижним пакерующими устройствами. При этом ниппель 6 входит в герметизирующую втулку 8 нижнего пакерующего устройства (фиг. 1), в результате чего происходит герметичная стыковка колонны межпакерных труб 5 с нижним пакерующим устройством 1. Окончание стыковки фиксируют по осевой нагрузке на устье скважины. Далее созданием избыточного давления в колонне НКТ приводят в действие привод.Next, the upper packer device 3 is assembled with the string of interpacker pipes 5 and nipple 6 (Fig. 1) and the drive (Fig. 4) into the well on the tubing string to the required depth, so that the casing leakage interval is between the upper and bottom packers. In this case, the nipple 6 is included in the sealing sleeve 8 of the lower packing device (Fig. 1), as a result of which the string of interpacker pipes 5 is tightly sealed with the lower packing device 1. The end of the joint is fixed by the axial load at the wellhead. Next, by creating excess pressure in the tubing string, the drive is driven.

При этом сначала разрушаются транспортные штифты 26, затем корпус 21 привода толкает вниз ловильный патрубок 37 верхнего упора 30, а его шток 22, соединенный посадочными штифтами 25 с полым патрубком 28, тянет последнюю вверх с закрепленными на ней обоймой 35 и кону содержателем 32 с разрезным конусом 31. Под действием возникшего усилия происходит сжатие уплотнителя 29 и прижатие его к внутренней стенке эксплуатационной колонны, разрезной конус 31 внедряется под плашки 33, раздвигает их и прижимает к внутренней стенке эксплуатационной колонны, в результате чего происходит фиксация пакера в скважине. При этом разрезное пружинное кольцо 15, перемещаясь совместно с верхним упором 30, фиксирует положение уплотнительного элемента 29, а также плашек 33 в окончательно запакерованном состоянии. По достижении расчетного усилия (например 10 тонн) посадки пакерующего устройства посадочные штифты 25 разрушаются, освобождая привод, который после этого извлекается из скважины, а устройство остается в скважине.In this case, the transport pins 26 are first destroyed, then the drive housing 21 pushes down the fishing pipe 37 of the upper stop 30, and its rod 22, connected by the landing pins 25 with the hollow pipe 28, pulls the latter up with a holder 35 and a holder 32 with a split cone 31. Under the action of the arising force, the seal 29 is compressed and pressed against the inner wall of the production string, the split cone 31 is embedded under the dies 33, moves them apart and presses against the inner wall of the production string, Tate that the fixation of the packer in the borehole. In this case, the split spring ring 15, moving together with the upper stop 30, fixes the position of the sealing element 29, as well as the dies 33 in a finally sealed state. Upon reaching the design effort (for example 10 tons) of the landing of the packer, the landing pins 25 are destroyed, freeing the drive, which is then removed from the well, and the device remains in the well.

Снятие и извлечение устройства из скважины производится в два этапа: сначала снимается и извлекается из скважины верхнее пакерующее устройство 3 вместе с колонной межпакерных труб 5 и ниппелем 6 (фиг. 1), а затем нижнее пакерующее устройство 1. В скважину на колонне НКТ спускают внутреннюю труболовку. Труболовка (на фиг. не показана) захватывает пакерующее устройство изнутри за ловильный патрубок 37. При натяжении колонны НКТ и, соответственно, ловильного патрубка 37 верхнего упора 30, упорное кольцо 13 упирается в разрезное пружинное кольцо 15, происходит разрушение блокировочных штифтов 14, верхний упор 30 перемещается вверх относительно полой гильзы 28, освобождая уплотнитель 29 от осевого сжатия, до упора нижней торцевой поверхностью своей внутренней цилиндрической выборки в нижнюю торцевую поверхность упорного кольца 13. При дальнейшем натяжении колонны НКТ осевое усилие передается через упорное кольцо 13 и пружинное разрезное кольцо 15 на полую гильзу 28, в результате чего, при достижении осевого усилия определенной расчетной величины разрушаемые элементы 36 конусодержателя 32 срезаются, полая гильза 28 с обоймой 35 перемещается вверх относительно конусодержателя 32, разрезного конуса 31 и плашек 33, при этом внутренний цилиндрический выступ 39 разрезного конуса 31 совмещается с цилиндрической выборкой 38 на внешней стороне полой гильзы 28 и сектора разрезного конуса 31 складываются вовнутрь на величину глубины выборки 38, в результате чего плашки 33 освобождаются от сжимающего усилия в зазоре между секторами конуса 31 и внутренней стенкой эксплуатационной трубы. На этом процесс распакеровки верхнего пакерующего устройства заканчивается и его совместно с колонной межпакерных труб 5 и ниппелем 6 (фиг. 1) извлекают из скважины.Removing and removing the device from the well is carried out in two stages: first, the upper packing device 3 is removed and removed from the well together with the string of interpacker pipes 5 and nipple 6 (Fig. 1), and then the lower packing device 1. The internal packing string is lowered into the well on the tubing string the hitch. The tube (not shown in FIG.) Captures the packer from the inside behind the catch pipe 37. When pulling the tubing string and, accordingly, the catch pipe 37 of the upper stop 30, the stop ring 13 abuts against the split spring ring 15, the locking pins 14 are destroyed, the upper stop 30 moves upward relative to the hollow sleeve 28, freeing the seal 29 from axial compression, until it stops against the lower end surface of its inner cylindrical selection into the lower end surface of the thrust ring 13. the tension of the tubing string, the axial force is transmitted through the thrust ring 13 and the spring split ring 15 to the hollow sleeve 28, as a result of which, when the axial force reaches a certain calculated value, the destructible elements 36 of the cone holder 32 are cut off, the hollow sleeve 28 with the clip 35 moves upward relative to the cone holder 32, split cone 31 and dies 33, while the inner cylindrical protrusion 39 of the split cone 31 is aligned with the cylindrical sample 38 on the outside of the hollow sleeve 28 and sectors of the split cone 31 are added inward by the value of the sampling depth 38, as a result of which the dies 33 are released from the compressive force in the gap between the sectors of the cone 31 and the inner wall of the production pipe. On this, the process of unpacking the upper packer device ends and it is removed from the well together with the string of interpacker pipes 5 and nipple 6 (Fig. 1).

Для снятия и извлечения нижнего пакерующего устройства в скважину на колонне НКТ повторно спускают внутреннюю труболовку (на фиг. не показано), которая захватывает пакерующее устройство изнутри за ловильный патрубок 12. При натяжении колонны НКТ происходит разрушение блокировочных штифтов 14 упорного кольца 13, верхний упор 11 перемещается вверх относительно полого ствола 9, освобождая уплотнительный элемент 10 от осевого сжатия, до упора нижней торцевой поверхностью своей внутренней цилиндрической выборки в нижнюю торцевую поверхность упорного кольца 13. При дальнейшем натяжении колонны НКТ осевое усилие передается через упорное кольцо 13 и пружинное кольцо 15 на полый ствол 9, в результате чего, при достижении осевого усилия определенной расчетной величины срезные элементы 20 плашкодержателя 18 срезаются, полый ствол 9 с направляющей втулкой 19 перемещается вверх относительно плашкодержателя 18 и увлекает конус 16 вверх, в результате чего плашки 17 освобождаются. На этом процесс распакеровки нижнего пакерующего устройства заканчивается и его извлекают из скважины.To remove and remove the lower packing device, the inner tube (Fig. Not shown) is re-lowered into the borehole on the tubing string, which grabs the packing device from the inside behind the fishing nozzle 12. When the tubing string is tensioned, the locking pins 14 of the thrust ring 13, the upper stop 11 moves upward relative to the hollow barrel 9, freeing the sealing element 10 from axial compression, until it stops against the lower end surface of its inner cylindrical selection into the lower end surface ring 13. With further tension of the tubing string, the axial force is transmitted through the thrust ring 13 and the spring ring 15 to the hollow barrel 9, as a result of which, when the axial force of a certain design value is reached, the shear elements 20 of the ram holder 18 are cut off, the hollow barrel 9 with the guide sleeve 19 moves upward relative to the die holder 18 and carries the cone 16 up, as a result of which the dies 17 are released. At this point, the process of unpacking the lower packer ends and is removed from the well.

Благодаря наличию якорных узлов на нижнем и верхнем пакерующих устройствах и их жесткой фиксации в обсадной колонне повышается надежность работы предлагаемого устройства в целом при его длительной эксплуатации в скважине.Due to the presence of anchor nodes on the lower and upper packers and their rigid fixation in the casing string, the reliability of the proposed device as a whole increases during its long-term operation in the well.

Claims (1)

Устройство для ремонта обсадной колонны, включающее нижнее пакерующее устройство, содержащее гидравлический привод и полый ствол с размещенным на нем уплотнительным элементом и механизмом фиксации уплотнительного элемента в рабочем положении, верхнее пакерующее устройство, содержащее гидравлический привод, и межпакерную колонну труб, отличающееся тем, что привод нижнего пакерующего устройства включает корпус и шток с возможностью их взаимного перемещения под действием избыточного давления, нижнее пакерующее устройство содержит якорный узел, включающий размещенные на связанном со штоком привода полом стволе сужающийся вниз конус с возможностью продольного перемещения по полому стволу, плашкодержатель с плашками, выполненными с возможностью радиального расхождения при взаимодействии с конусом, при этом плашкодержатель связан с полым стволом срезными элементами с возможностью осевого перемещения относительно полого ствола после их срезания, связанный с корпусом привода верхний упор уплотнительного элемента, снабженный зафиксированным в нем блокировочными штифтами упорным кольцом с возможностью взаимодействия с разрезным пружинным кольцом и возможностью после разрушения блокировочных штифтов осевого перемещения в верхнем упоре, верхнее пакерующее устройство, содержащее гидравлический привод, включающий корпус и шток с возможностью их взаимного осевого перемещения под действием избыточного давления, содержит якорный узел, включающий размещенные на связанном со штоком привода полом патрубке с возможностью осевого перемещения продольно разрезной сужающийся вверх конус, связанный с корпусом привода верхний упор уплотнителя с пружинным разрезным кольцом, расположенный между верхним упором и плашкодержателем уплотнитель, плашкодержатель с плашками, выполненными с возможностью радиального расхождения при взаимодействии с разрезным конусом, конусодержатель, удерживающий сектора нижнего разрезного конуса с возможностью их радиального перемещения, верхний упор снабжен концентрично расположенным и зафиксированным в нем блокировочными штифтами упорным кольцом с возможностью взаимодействия с разрезным пружинным кольцом и возможностью после разрушения блокировочных штифтов осевого перемещения в верхнем упоре, кроме того конусодержатель связан с полым патрубком разрушаемыми элементами с возможностью осевого перемещения относительно полого патрубка после их разрушения, при этом на полом патрубке напротив разрезного конуса выполнена внешняя цилиндрическая выборка, а на разрезном конусе под данную выборку выполнен внутренний цилиндрический выступ, при этом в верхней части нижнего пакерующего устройства выполнена герметизирующая втулка, а межпакерная колонна труб оснащена снизу ниппелем с возможностью его герметичного взаимодействия с герметизирующей втулкой.

A device for repairing a casing string, comprising a lower packing device comprising a hydraulic drive and a hollow shaft with a sealing element and a locking mechanism for locking the sealing element in position, an upper packing device containing a hydraulic drive and an interpacker pipe string, characterized in that the drive the lower packer includes a housing and a rod with the possibility of their mutual movement under the action of excessive pressure, the lower packer contains yak a node including a tapering down cone arranged on a hollow shaft connected to the drive shaft and longitudinally moving along the hollow shaft, a ram holder with dies made with the possibility of radial divergence when interacting with the cone, while the ram holder is connected with shear elements with axial movement relative to the hollow barrel after cutting, the upper stop of the sealing element connected to the drive body, equipped with locking pins fixed therein with a thrust ring with the possibility of interaction with a split spring ring and the possibility, after breaking, of the locking pins of axial movement in the upper stop, the upper packing device containing a hydraulic drive, including a housing and a rod with the possibility of their mutual axial movement under the action of excessive pressure, contains an anchor unit, including placed on a hollow nozzle connected to the drive rod with the possibility of axial movement of a longitudinally split tapering upward cone connected with the body catfish of the drive the upper stop of the seal with a spring split ring located between the upper stop and the die holder, the seal, the die holder with dies made with the possibility of radial divergence when interacting with the split cone, the cone holder holding the sectors of the lower split cone with the possibility of their radial movement, the upper stop is provided concentrically thrust ring located and fixed in it with locking pins with the possibility of interaction with a split spring ring and the possibility after destruction of the locking pins of axial movement in the upper stop, in addition, the cone holder is connected to the hollow pipe with destructible elements with the possibility of axial movement relative to the hollow pipe after their destruction, while an external cylindrical selection is made on the hollow pipe opposite the split cone, and on the split cone under this sample is made of an inner cylindrical protrusion, while in the upper part of the lower packing device a sealing sleeve is made, and the interpacker I pipe string is equipped with a bottom nipple with the possibility of its tight interaction with the sealing sleeve.

Images