Краткая техническая характеристика устройств

Показатель	Шифр устройства
	Д-1 46 (Д168-1)	Д-1 46-2
Наружный диаметр ремонтируемой обсадной колонны, мм	146 (168)
Длина пластыря, м	До 12	До 12
Толщина стенок пластыря, мм	До 4	До 4
Рабочий ход дорнирующей головки, мм
Радиальный рабочий ход дожимных (калибрующих) секторов, мм	6,5(8)	6,5
Максимальное избыточное давление в устройстве, МПа	12(15)
Осевые усилия, развиваемые устройством, кН	До 230	До 230
Осевые усилия сдвига якоря по стенке обсадной трубы, кН, при давлении в якоре, МПа	- - -	<300
Габаритный (тарнспортный) диаметр,мм	166 (129)
Длина устройства при длине пластыря 12 м, м
Масса устройства без пластыря, кг	513(532)

Т а б л и ц а 6.3

Сравнительная характеристика технического уровня зарубежных (США) и отечественных (ВНИИКРнефть) устройств для установки пластырей в обсадной колонне

Показатель	Модель устройства
фирмы «Хомко»	ДОРН-1	ДОРН-2	фирмы «Лайенс»
Максимальные осевые усилия, развиваемые при давлении 15 МПа, кН	(334 при 28 МПа)			—
Максимальное избыточ- ное давление в рабочей полости устройства, МПа				14—21
Число рабочих цилиндров			—	—
Рабочий ход дорнирую- щей головки, мм				—
Радиальный рабочий ход дожимных элементов дорнирующей головки, мм	2,5	6,5	6,5	15,5
Число сменных комплек- тов (дожимных элемен- тов) на один типоразмер обсадной трубы
Способность управлять радиальными нагрузками дожимных элементов дорнирующей головки	—	+	+	+
Способность захода дожимных элементов дорнирующей головки в пластырь без создания на них осевой (радиаль- ной) нагрузки	—	+	+	+

Продолжение таблицы 6.3

Показатель	Модель устройства
фирмы «Хомко»	ДОРН-1	ДОРН-2	фирмы «Лайенс»
Способность дорнирую- щей головки к повтор- ным операциям при дожатии пластыря уве- личением радиальных нагрузок на дожимные элементы без подъема инструмента на поверх- ность	-	+	+	-
Количество спуско-подъе- мных операций инстру- мента при установке пластыря	(при необ­ходимости для калиб­ровки произ­водится 2-я операция — роликовой оправкой
(при необходимости для калибровки производится 2-я операция – роликовой оправки)	(1-я операция-эластичным баллонном, 2-я – роликовой оправкой
Масса, кг: без учета пластыря с учетом пластыря длиной 12 м
Габаритные размеры: диаметр, мм длина с учетом пластыря длиной 12 м, м	116,78   21,5	22,2		4,54

Транспортировку пластыря в скважину и установку его на дефект обсадной колонны производят устройством ДОРН.

Контроль качества установки пластыря осуществляют опрессовочной головкой без подъема устройства ДОРН на устье.

Выбор и подготовка пластыря

Пластырь, предназначенный для восстановления герметич­ности обсадной колонны, выбирают по длине и диаметру в за­висимости от размера дефекта и внутреннего диаметра обсад­ной колонны.

Длину пластыря определяют по формуле

L = l_Д + 21, (6.6)

где l_Д — длина дефекта по образующей обсадной колонне; l — длина отрезка от торца пластыря до дефекта,

(6.7)

где R — радиус срединной поверхности пластыря после прида­ния ему цилиндрической формы;

h — толщина стенки пластыря;

µ— коэффициент Пуассона.

С учетом накопленного опыта и технических возможнос­тей при изготовлении трубных заготовок длину пластыря без сварки встык принимают от 3 до 9 м.

Периметр пластыря в поперечном сечении берут равным внутреннему периметру обсадной колонны в месте ее негер­метичности или несколько больше его, так как натяг не дол­жен превышать 4-3,5%. При этом осевые усилия запрессовки будут не более 200 кН.

При установке пластыря с применением гидравлической дорнирующей головки натяг пластыря рекомендуется приме­нять от -3,5 до +3,5% по периметру поперечного сечения внутреннего диаметра ремонтируемого участка обсадной ко­лонны. В случае применения пластыря с отрицательным натя­гом давление в головке повышается до 30÷50%.

Перед спуском в скважину наружную поверхность пласты­ря покрывают герметизирующим составом толщиной не более 1 мм. На нижний конец пластыря, надеваемый на конус дорни­рующей головки на участке длиной 300 мм, покрытие не нано­сят. Этот участок обеспечивает достаточно надежное предва­рительное сцепление с обсадной колонной.

Выдержка перед нанесением герметизирующего покрытия до спуска пластыря в скважину определяется временем схва­тывания (затвердения) герметизирующего материала.

Так, гуммировочный состав на основе наирита (НТ) по ТУ 30-10518-77 рекомендуется наносить за несколько суток и освежать последним слоем за 2-3 ч. до спуска в скважину; применение полимерного состава на основе эпоксидных смол ЭД-5, ЭД-6 не должно превышать 2-4 ч.

Подготовка ДОРН к работе

Перед спуском в скважину ДОРН расконсер­вируют, укомплектовывают штангами с учетом длины пласты­ря, собирают и испытывают на герметичность и на рабочий ход поршней в ДОРН-1 и штанги в ДОРН-2.

После проверки, устранения неисправностей и испытания устройство разбирают на узлы для транспортировки, сборки и монтажа на скважине.

Узлы ДОРН-1: дорнирующая головка, набор штанг, сило­вые цилиндры, клапанная циркуляционная система.

Узлы ДОРН-2: дорнирующая головка, набор штанг, якорь, клапанная циркуляционная система.

Монтаж устройства перед спуском в скважину

1. Устройство типа ДОРН-1 (см. рис. 6.21, в) собирают первоначально на мостках двумя секциями.

Первую секцию комплектуют дорнирующей головкой, на­бором штанг, переводником, пластырем и технологическим хомутом, который вставляют между пластырем и переводни­ком, а вторую — силовыми цилиндрами и циркуляционными

клапанами.

Затем первую и вторую секции последовательно спускают в скважину, свинчивают между собой, убирают технологичес­кий хомут. При этом в каждую секцию заливают жидкость (воду).

После этого устройство в комплекте с пластырем готово к спуску в кважину.

2. Устройство типа ДОРН-2 (см. рис. 6.22, г) собирают на мостках в комплекте с пластырем в полном объеме, затем с помощью консольного крана или талевой системы поднимают и спускают в скважину. Допускается циркуляционные клапа­ны (комбинированный клапан) монтировать непосредственно над устьем.

В устройство заливают воду, и оно готово к спуску в сква­жину.

Спуск пластыря в интервал нарушения

1. Устройство в сборе с пластырем спускают в скважину плавно, без рывков, со скоростью не более 6 м/с, на насосно-компрессорных трубах, опрессовыванных гидравличес­ким давлением на 20 МПа.

Пластырь спускают в скважину так, чтобы его середина была размещена против дефекта. Для предотвращения закли­нивания спуск устройства контролируют индикатором веса.

Заполнение инструмента жидкостью при спуске осуществ­ляется через заливной клапан.

Глубину спуска пластыря к месту его установки контроли­руют набором труб (свечей), длина которых заранее известна.

Индикатором веса фиксируются показания нагрузки от веса инструмента после спуска к месту дефекта.

3. К колонне труб, спущенных в скважину с устройством, подсоединяют нагнетательную систему, напорный шланг кото­рой позволяет поднимать инструмент на высоту Н = L + 2м, где L — длина пластыря, м.

Установка пластыря

А. Установка пластыря по 1 схеме (рис. 6.27).

1. В системе создается избыточное гидравлическое давле­ние до 15-18МПа. При достижении давления 3-9 МПа в уст­ройстве срезаются транспортные штифты, а при 15-18 МПа начинается первый предварительный этап установки пластыря протягиванием дорнирующей головки через пластырь силовыми цилиндрами на длину хода 1500 мм.

При этом в лорнирующую головку давление поступает пос­ле захода ее секторов в пластырь. Длина захода – 200 мм. Инструмент разгружается от собственного веса (стрелка инди­катора веса становится на 0).

Первый предварительный этап запрессовки обеспечивает удерживающую силу сцепления пластыря с обсадной колон­ной, позволяет освободить упор пластыря. Об окончании пер­вого предварительного этапа запрессовки пластыря свидетель­ствует быстрый рост давления на манометре насосно-цементи-ровочного агрегата.

После выдержки под давлением 8—10 мин. давление снимается. Первый этап протяжки дорнирующей головки окончен.

2. Второй этап запрессовки пластыря на всей оставшейся
длине осуществляется подъемом устройства с сохранением давления 15-18 МПа в дорнирующей головке со скоростью не более 6 м/мин. После прохода дорнирущей головки через пластырь снимается давление в системе. Операция установки пла­стыря окончена.

Б. Установка пластыря по II схеме (рис. 6.28).

1. В системе создается избыточное гидравлическое давле­ние до 20-25 МПа для сцепления якоря. Через 5-10 мин. оно снижается до 15-18 МПа и начинается плавный подъем (скорость не выше б м/мин.) инструмента, который продолжается до момента выхода дорнирующей головки из пластыря.

В момент создания давления в системе якорь контактирует своими плашками со стенкой обсадной колонны, а в лорниру­ющую головку давление поступает после захода секторов в пластырь. Ход головки без давления равен 260 мм.

Момент якорения фиксируется на индикаторе веса увели­чением нагрузки при подъеме инструмента (протяжки дорни­рующей головки через пластырь), а момент создания давления в дорнирующей головке — колебаниями стрелки манометра. Якорь автоматически отключается от обсадной колонны после рабочего хода 1,5 м с сохранением давления в дорнирующей головке до полного выхода ее из пластыря. После этого давле­ние снимается. Операция установки пластыря окончена.

В целях напряжения контакта пластыря с обсадной колон­ной и повышения надежности герметизации ремонтируемого участка производят один — три раза калибровку пластыря дор­нирующей головкой под давлением. Для этого дорнирующую головку спускают без давления в системе до первоначальной отметки и протягивают под давлением до выхода ее из пласты­ря. При этом допускается увеличивать давление на дорнирую­щую головку до 50% к первоначальному; осевое усилие при протяжке будет значительно ниже.

Рис. 6.27. Схема установки пластыря с устройством ДОРН-1

а-спуск устройства с пластырем к дефекту (I этап); б-заход головки в пластырь без давления на отрезке-протяжка силовыми цилиндрами (II этап); в-расширение пластыря головкой на отрезке-предварительное сцепление пластыря с обсадной колонной протяжкой силовыми цилиндрами (III этап); г-расширение пластыря головкой при подъёме инструмента (IV этап);

1-гидравлическая дорнирующая головка; 2-штанга; 3-упор пластыря; 4-силовые цилиндры; 5-циркуляционные клапаны; 6-обсадная колонна; 7-пластырь; 8-поврежденный участок обсадной трубы.

Рис. 6.28. Схема установки пластыря с устройством ДОРН-2

а-спуск устройства с пластырем к дефекту и якорение (I этап); б-заход головки в пластырь без давления на отрезке (II этап); в-расширение пластыря и отключение якоря –снятие упора (III этап); г-расширение пластыря на выходе головки без упора (IV этап);

1-гидравлическая дорнирующая головка; 2-штанга; 3-пластырь; 4-упор; 5-якорь; 6- циркуляционные клапаны; 7- обсадная колонна; 8-дефект; 9-цанговые ограничетели.

Подъем устройства на поверхность

1. Устройство поднимают на поверхность пос­ле калибровки пластыря в том случае, если испытание (опрессовка) отремонтированного участка обсадной колонны осуще­ствляется двойным пакером.

Перед подъемом внутрь сливного клапана по колонне труб спускают стержень диаметром 25 мм и длиной 2 м, от удара которого по крестовине ниппель перемещается вниз и откры­вает отверстия клапана для слива жидкости. Об открытии от­верстий свидетельствует подъем уровня жидкости в трубах и отсутствие жидкости в поднятой трубе (свече) при ее отвинчи­вании.

2. После открытия отверстий сливного клапана производят
подъем инструмента со скоростью до 6 м/с.

Подъем и разборку устройства на секции по 1 схеме осу­ществляют в последовательности, обратной сборке и спуску.

По II схеме устройство поднимают полностью и укладыва­ют на мостки.

4. После подъема устройство разбирают на узлы, промыва­ют и отправляют в цех для профилактики и ремонта, затем консервируют.