RU65107U1 - DEVICE FOR ISOLATION OF OPERATIONAL COLUMN - Google Patents

Abstract

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности, к герметизации обсадной колонны в местах нарушений и/или вскрытия. Устройство для изоляции эксплуатационной колонны включает пластырь, якорный узел, посадочный инструмент и расширяющую оправку, при этом по концам пластыря размещены жестко зафиксированные кольца, выполненные из более пластичного металла, чем материал пластыря. Якорный узел выполнен в виде остроконечных твердых зубков установленных внизу на наружной поверхности пластыря, который выполнен с возможностью установки без плотного взаимодействия со стенками обсадной колонны. Предлагаемое устройство является простым в изготовлении, дешевым и надежным, не теряющим своих герметизирующих свойств со временем, которое позволяет значительно увеличить так же ресурс работы расширяющей оправки. 2 илл. на 1 л.The proposal relates to the oil industry, in particular, to sealing the casing in places of violations and / or opening. A device for isolating the production casing includes a plaster, an anchor assembly, a landing tool and an expanding mandrel, while rigidly fixed rings made of more ductile metal than the plaster material are placed at the ends of the plaster. The anchor unit is made in the form of pointed hard teeth mounted below on the outer surface of the patch, which is made with the possibility of installation without tight interaction with the walls of the casing. The proposed device is simple to manufacture, cheap and reliable, not losing its sealing properties over time, which can significantly increase the same working life of the expanding mandrel. 2 ill. for 1 liter

Description

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности, к герметизации обсадной колонны в местах нарушений и/или вскрытия.The proposal relates to the oil industry, in particular, to sealing the casing in places of violations and / or opening.

Известно «Устройство для ремонта обсадной колонны» (патент RU №2258796, Е21В 29/10, опубл. Бюл. №23 от 20.08.2005 г.), состоящее из патрубка, расширяющего конуса, выполненного с возможностью прижатия патрубка к обсадной колонне и с диаметром основания, меньшим внутреннего диаметра патрубка в его рабочем положении, при этом сверху патрубок жестко присоединен к колонне труб, а сверху и снизу снабжен расширениями, в нижнее из которых установлен циркуляционный клапан, пропускающий снизу вверх, корпус которого прикреплен к патрубку срезными винтами, расширяющий конус вставлен в верхнее расширение патрубка и выполнен с седлом под сбрасываемый с устья клапан, при этом к расширяющему конусу прикреплена самоуплотняющаяся сверху вниз манжета, патрубок выполнен более пластичным, чем колонна труб, и на его наружной поверхности расположена эластичная оболочка, причем между верхним и нижним расширениями патрубок может быть оснащен продольными гофрами.It is known “Device for repairing a casing string” (patent RU No. 2258796, ЕВВ 29/10, publ. Bull. No. 23 of 08/20/2005), consisting of a pipe, an expanding cone, made with the possibility of pressing the pipe to the casing and the diameter of the base is smaller than the inner diameter of the pipe in its working position, while the pipe is rigidly attached to the pipe string on top and is equipped with extensions on the top and bottom, a circulation valve is installed in the bottom of which, the casing is attached to the pipe with shear screws, expanding the cone is inserted into the upper extension of the nozzle and is made with a seat under the valve discharged from the mouth, while a self-sealing cuff is attached to the expanding cone, the nozzle is made more plastic than the pipe string, and an elastic shell is located on its outer surface, between the upper and the lower extensions of the pipe can be equipped with longitudinal corrugations.

Недостатками данного устройства являются:The disadvantages of this device are:

- значительное сужение проходного сечения обсадной колонны;- a significant narrowing of the bore of the casing;

- необходимость крепления верхнего конца на устье скважины, что в глубоких скважинах приводит к высокой металлоемкости и, следовательно, стоимости устройства.- the need to attach the upper end to the wellhead, which in deep wells leads to high metal consumption and, consequently, the cost of the device.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является «Устройство для герметизации обсадной колонны» (патент RU №2236550, Е21В 29/10, 33/13, опубл. Бюл. №26 от 20.09.2004 г.), включающее пластырь в виде гладкого металлического патрубка, гидравлический посадочный инструмент и расширяющую оправку, выполненную в виде усеченного конуса с углом конической поверхности 10-40°, диаметр основания которого меньше по величине, чем разница внутреннего диаметра обсадной колонны и удвоенной толщины стенки пластыря, при этом по концам пластыря в кольцевых цилиндрических канавках, выполненных в нем, размещены эластичные уплотнители, наружная поверхность которых выполнена размером не более поперечных The closest in technical essence and the achieved result is a "Device for sealing a casing string" (patent RU No. 2236550, ЕВВ 29/10, 33/13, publ. Bull. No. 26 from 09/20/2004), including a patch in the form of a smooth a metal pipe, a hydraulic landing tool and an expanding mandrel made in the form of a truncated cone with an angle of the conical surface of 10-40 °, the diameter of the base of which is smaller than the difference between the inner diameter of the casing and the doubled wall thickness of the patch, while at the ends of the patch in elastic cylindrical grooves made in it, elastic seals are placed, the outer surface of which is made no larger than transverse

габаритов пластыря, а гидродинамический посадочный инструмент снабжен гидравлическим якорем.the size of the patch, and the hydrodynamic landing tool is equipped with a hydraulic anchor.

Недостатками данного устройства являются:The disadvantages of this device are:

- фиксация пластыря после установки относительно обсадной колонны происходит за счет их плотного взаимного контакта, но со временем остаточное внутреннее напряжение ослабляет прижатие, что приводит к возможным сдвигам пластыря;- fixation of the patch after installation relative to the casing is due to their tight mutual contact, but over time, the residual internal stress weakens the pressure, which leads to possible shifts of the patch;

- эластичные уплотнители, наружная поверхность которых выполнена размером не более поперечных габаритов пластыря, при ослаблении прижатия пластыря относительно обсадной колонны приводит к разгерметизации;- elastic seals, the outer surface of which is made no larger than the transverse dimensions of the patch, while loosening the pressure of the patch relative to the casing leads to depressurization;

- сильное прижатие во время установки пластыря к обсадной колонне приводит к быстрому выходу из строя расширяющей оправки, на которую действуют при этом значительные усилия.- a strong pressing during installation of the patch to the casing leads to the rapid failure of the expanding mandrel, which is affected by significant efforts.

Технической задачей предложения является создание конструкции дешевой, надежной, не теряющей своих герметизирующих свойств со временем, позволяющей значительно увеличить ресурс расширяющей оправки.The technical task of the proposal is to create a cheap, reliable design that does not lose its sealing properties over time, which can significantly increase the life of the expanding mandrel.

Техническая задача решается устройством для изоляции эксплуатационной колонны, включающим пластырь, якорный узел, посадочный инструмент и расширяющую оправку, при этом по концам пластыря размещены кольцевые уплотнители.The technical problem is solved by a device for isolating the production casing, including a patch, an anchor assembly, a landing tool and an expanding mandrel, while ring seals are placed at the ends of the patch.

Новым является то, что уплотнители выполнены в виде зафиксированных на наружной поверхности пластыря колец, выполненных из более пластичного металла, чем материал пластыря, а якорный узел выполнен в виде остроконечных твердых зубков, установленных внизу на наружной поверхности пластыря, который выполнен с возможностью установки без плотного взаимодействия со стенками обсадной колонны.New is that the seals are made in the form of rings fixed on the outer surface of the patch, made of more ductile metal than the patch material, and the anchor assembly is made in the form of pointed hard teeth mounted below on the outer surface of the patch, which can be installed without tight interactions with the walls of the casing.

На Фиг.1 изображен пластырь интервале установки перед ремонтом обсадной колонны.Figure 1 shows the patch interval installation before repair of the casing.

На Фиг.2 изображен пластырь после ремонта обсадной колонны.Figure 2 shows the patch after repair of the casing.

Устройство для изоляции эксплуатационной колонны 1 включает пластырь 2 (см. Фиг.1 и 2), якорный узел 3, посадочный инструмент (на фиг. не показан) и расширяющую оправку (на Фиг. не показана), при этом по концам пластыря 1 размещены кольцевые уплотнители 4. При этом уплотнители 4 выполнены в виде зафиксированных на наружной поверхности пластыря 2 колец, выполненных из более пластичного металла, чем материал пластыря 2. Якорный узел 3 выполнен в виде остроконечных твердых зубков, установленных внизу на наружной поверхности пластыря 2, который выполнен с возможностью установки без плотного взаимодействия со стенками обсадной колонны 1.The device for isolating the production casing 1 includes a patch 2 (see FIGS. 1 and 2), an anchor assembly 3, a landing tool (not shown in FIG.) And an expanding mandrel (not shown in FIG.), While at the ends of the patch 1 are placed O-rings 4. In this case, the seals 4 are made in the form of rings fixed on the outer surface of the patch 2, made of more ductile metal than the material of the patch 2. The anchor assembly 3 is made in the form of pointed hard teeth mounted below on the outer surface of the patch 2, which is made with the possibility of installation without tight interaction with the walls of the casing 1.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Пластырь 2 (см. Фиг.1) с якорным узлом 3, посадочным инструментом и расширяющей оправкой спускают в интервал нарушения 6 обсадной колонны 1. Затем при помощи посадочного инструмента расширяющей оправкой пластырь 2 (см. Фиг.2) снизу вверх устанавливают напротив интервала нарушения 6 с зазором 5. При этом остроконечные твердые зубки 3 внедряются в осадную колонну 1, предотвращая продольный сдвиг, а кольца 4, зафиксированные на пластыре 2 по концам и выполненные из более пластичного металла, чем материал пластыря 2, герметично перекрывают внутренне пространство обсадной колонны 2 от зазора 5, расположенного напротив интервала нарушения 6 этой колонны 2.The patch 2 (see FIG. 1) with the anchor assembly 3, the landing tool and the expanding mandrel is lowered into the disturbance interval 6 of the casing 1. Then, using the landing tool, the expansion mandrel 2, the patch 2 (see FIG. 2) is installed opposite the violation interval from bottom to top 6 with a gap 5. In this case, pointed hard teeth 3 are embedded in the siege column 1, preventing longitudinal shear, and the rings 4 fixed on the plaster 2 at the ends and made of more ductile metal than the material of the plaster 2, hermetically overlap the casing string 2 from the gap 5, located opposite the violation interval 6 of this casing 2.

Внутреннее остаточное напряжение материала пластыря 2 после установки со временем незначительно уменьшит его наружный диаметр, но это нивелируется кольцами 4, которые в процессе установки сжимаются, и остаточное напряжение их материала стремится расшириться. При этом пластырь 2, оснащенный внедрившимися зубками 3, гарантирован от продольного смещения. А так как пластырь 2 установлен с зазором 5, то на расширяющей оправке не требуется создания очень больших усилий для плотного прижатия к стенкам осадной колонны 1, что увеличивает его ресурс работы. Все это в совокупности позволяет качественно проводить ремонт обсадной колонны 1.The internal residual stress of the material of the patch 2 after installation will slightly decrease its outer diameter over time, but this is leveled by the rings 4, which are compressed during the installation, and the residual stress of their material tends to expand. At the same time, the patch 2, equipped with embedded teeth 3, is guaranteed against longitudinal displacement. And since the patch 2 is installed with a gap of 5, then the expanding mandrel does not require the creation of very large forces for tight pressing against the walls of the siege column 1, which increases its service life. All this together allows high-quality repair of the casing string 1.

Предлагаемое устройство является простым в изготовлении, дешевым и надежным, не теряющим своих герметизирующих свойств со временем, которое позволяет значительно увеличить так же ресурс работы расширяющей оправки.The proposed device is simple to manufacture, cheap and reliable, not losing its sealing properties over time, which can significantly increase the same service life of the expanding mandrel.

Claims (1)

Устройство для изоляции эксплуатационной колонны, включающее пластырь, якорный узел, посадочный инструмент и расширяющую оправку, при этом по концам пластыря размещены кольцевые уплотнители, отличающееся тем, что уплотнители выполнены в виде зафиксированных на наружной поверхности пластыря колец, выполненных из более пластичного металла, чем материал пластыря, а якорный узел выполнен в виде остроконечных твердых зубков, установленных внизу на наружной поверхности пластыря, который выполнен с возможностью установки без плотного взаимодействия со стенками обсадной колонны.

A device for isolating the production casing, including a plaster, anchor assembly, a landing tool and an expanding mandrel, with ring seals placed at the ends of the plaster, characterized in that the seals are made in the form of rings fixed on the outer surface of the plaster made of more ductile metal than the material patch, and the anchor node is made in the form of pointed hard teeth mounted below on the outer surface of the patch, which is made with the possibility of installation without tight inter actions with the walls of the casing.