Установка пластыря на дефект обсадных колонн с постоянным его упором

При герметизации обсадных колонн стальны­ми пластырями в скважинах на глубине 2500 м возникает ряд проблем:

необходимость применения труб с повышенной прочнос­тью, что требует дополнительных материальных затрат;

отсутствие возможности в устройствах типа ДОРН-1 и ДОРН-2 повышать давление в процессе протяжки лорнирую­щей головки через пластырь, вследствие чего не исключается сдвиг его по колонне и герметизация обсадной колонны не достигается; кроме того, при заклинивании дорнирующей го­ловки в пластыре требуется проведение дополнительных ра­бот по ликвидации аварии, и устройство (дорнирующая голов­ка) приходит в непригодное состояние.

Указанные проблемы решены в устройстве типа ДОРН-3, которое имеет принципиальное отличие от ДОРН-1 и ДОРН-2: в нем установка стального пластыря производится по схеме «сверху вниз» в глубоких скважинах. Это отличие позволяет:

исключить попадание металлических предметов и твердых частиц между обсадной колонной и пластырем в процессе его установки и, следовательно, повысить коэффициент успешно­сти ремонта;

устанавливать пластыри без осевой (растягивающей) нагруз­ки на инструмент (насосно-компрессорные или бурильные тру­бы);

использовать пластыри предпочтительно с нулевым и отри­цательным периметром, что также повышает коэффициент успешности ремонта;

не применять левые резьбы и аварийные отвороты в уст­ройствах;

оставлять в скважине в случае аварийной ситуации только срезные штифты и упорные полушайбы;

работать с минимально необходимым избыточным давле­нием жидкости в системе, а значит, и с минимальной радиаль­ной нагрузкой на дорнирующую головку при проходах ее в пластыре, что обеспечивает благоприятные условия ремонта скважин с длительным периодом эксплуатации и значитель­ной коррозией обсадных колонн;

ликвидировать незначительное смятие обсадной колонны в местах посадки устройства (инструмента); в этом случае необ­ходимо работать только дорнирующеи головкой без пластыря.

Данное устройство целесообразно применять для ремонта скважин с дефектами на глубине 1000 м и более, так как при этом используется частично вес инструмента (НКТ) для осадки его вниз при расширении нижнего участка пластыря.

Принцип работы устройства

После спуска устройства (рис. 6.30) в сборе с пластырем 13 на бурильных или насосно-компрессорных трубах 2 в скважи­ну на заданную глубину в системе создается избыточное дав­ление. Жидкость под давлением поступает в силовой толка­тель 4 и через отверстия 8 штока б создает усилия на поршни 7, приводя в движение цилиндры 5, соединенные с подвижной гидравлической дорнирующеи головкой 10.

Запрессовка гофрированного пластыря 13 к внутренней стенке обсадной трубы 9 для перекрытия дефекта 1 осуществ­ляется при продавливании дорнирующеи головки 10 через пла­стырь силовым толкателем 4. При этом предварительное рас­ширение пластыря обеспечивается конусным пуансоном 21, а окончательное — до полного контакта с обсадной трубой — калибрующими секторами 20, Причем заход на отрезке 1_} ка­либрующих секторов 20 дорнирующеи головки 10 осуществля­ется без давления в головке за счет изоляции напорного отвер­стия 22.

После захода секторов 20 в пластырь 13 жидкость под дав­лением автоматически поступает через напорные отверстия 22 и 19 на самоуплотняющуюся эластичную диафрагму 18, что обеспечивает радиальное расширение секторов 20.

Заданное избыточное давление жидкости на калибрующие секторы при продавливании дорнирующеи головки по штанге 15 на отрезке 1₂ ее хода поддерживается благодаря промежуточной напорной камере 17, которая при перемещении на штан­ге 15 соединяется с каналом жидкости через отверстие 22.

По окончании первого прохода дорнирующей головкой рабочего хода (L= l₁ + 1₂) снимают гидравлическое давление в системе и осаждают (заряжают) силовой гидротолкатель 4 пу­тем спуска НКТ на величину хода головки, отрезок которого соответствует ходу головки, находящейся под давлением. Оче­редной цанговый упор 12 в это время выходит из пластыря и, контактируя с его торцом, выполняет роль упора. Затем по­вторно создают гидравлическое давление в системе и повторя­ют под давлением процесс продвижения дорнирующей голов­ки в пластыре.

Циклы продвижения дорнирующей головки через пластырь повторяют до выхода головки из пластыря.

Устройство позволяет осуществлять повторные проходы (калибровку) дорнирующей головкой через установленный пластырь при расчетном гидравлическом давлении в системе за счет общего веса спускаемых труб и устройства сверху вниз или дополнительной расчетной осевой нагрузки на крюк при подъеме устройства снизу вверх.

Заполнение жидкостью труб при спуске и слив ее при подъе­ме осуществляются через циркуляционный клапан 3.

Для предотвращения преждевременного расширения плас­тыря в процессе спуска в скважину в дорнирующей головке устройства предусмотрен стопорный срезной штифт.

С целью беспрепятственного извлечения на поверхность устройства в осложнившихся условиях в момент установки пластыря упоры 14 снабжены левыми отворотами.

Универсальный клапан

Универсальный клапан (рис. 6.31) применяется в устройствах для заполнения и слива жидкости при спуске и подъеме инструмента, используемого в скважине. Этот клапан повышает надежность эксплуатации и успешность его функ­ционального назначения, прост и технологичен в изготовле­нии и обслуживании.

Клапан состоит из корпуса 5 с переливными отверстиями 3, 12 и расширенной полостью 6. Внутри него размещены верх­няя 1 и нижняя 11 подвижные втулки с уплотнительными эле­ментами 2 и срезными штифтами 4 и 9. Под втулками располо­жены шпилевые опоры 7 под шары 8, причем нижняя втулка 11 имеет пружину 10.

Принцип работы клапана заключается в следующем. В процессе спуска устройства в скважину полость насосно-компрессорных или бурильных труб заполняется жидкостью через отверстия 12 клапана. После спуска и заполнения жидкостью в инструменте создается избыточное давление на нижний шар

8, и отверстия 12 перекрываются втулкой 11 после среза штифта 9 сохраняя прямой канал связи благодаря наличию пружины 10 и шпилевой опоры 7.

Перед подъемом инструмента на поверхность в полость труб спускают шар 8 и создают избыточное давление. После того, как шар 8 достигнет седла верхней втулки 1 и перекроет ка­нал, втулка 1 срезает штифт 4 и, перемещаясь в расширенную полость 6, открывает отверстия 3, обеспечивая слив жидкости из труб в скважину при их подъеме.

Благодаря наличию шпилевой опоры канал связи в клапане не перекрывается. Это позволяет при необходимости обеспе­чить избыточное давление в устройстве за счет повышения производительности насосного агрегата.

Рис. 6.31. Универсальный клапан:

а-отвестия открыты для заполнения инструмента жидкостью при спуске в скважину; б-отверстия перекрыты, канал прямой связи открыт; в-отверстия открыты для слива жидкости при подъёме инструмента.