Установка пластыря методом набухания материала

Суть данного метода заключается в том, что расширение гофрированного тонкостенного стального пластыря по периметру поперечного сечения на всей его длине до задан­ного контактного сцепления со стенкой ремонтируемого учас­тка обсадной колонны происходит под действием тепловой энер­гии, выделяющейся при увеличении объема специального ма­териала (раствора или порошка), подаваемого в полость плас­тыря. Подобное изменение объема вещества наблюдается, например, при замораживании воды, гашении извести, набуха­нии замоченного гороха и т. д.

Предлагаемое вещество должно обеспечивать постепенное (в пределах 3-24 ч.) увеличение объема (не менее чем в два раза) и равномерное распределение и увеличение давления (30— 50 МПа) в полости пластыря.

Указанными свойствами обладает порошок НРС-1 (невзрыв­чатое разрушающее средство), выпускаемый по ТУ 21-31-56-87 опытным заводом ВНИИстром им. Будникова; в качестве жид­кости для получения раствора используется вода. Соотноше­ние порошка НРС-1 и воды 10:3. Порошок нетоксичен. Добав­ки в порошок должны замедлять процесс его твердения (крис­таллизации) в момент нахождения в капсуле и при последую­щем вымывании из скважин.

Устройство для реализации указанного метода представля­ет собой капсулу (рис. 6.34). При этом отпадает необходимость в системе силовых цилиндров (цилиндры, поршни, штоки), тру­доемких в изготовлении, материалоемких и громоздких. Устройство работает следующим образом. Раствор (порошок + вода) приготовляют и заполняют им полость пластыря непосредственно перед спуском устройства в скважину. Устройство в сборе с пластырем спускают к месту ремонта обсадной колонны, причем пластырь ориентируют так, чтобы его середина находилась напротив дефекта.

Через 2—3 ч. после подачи раствора в устройство начина­ется процесс его набухания с выделением тепла, что обеспечи­вает не мгновенное, как взрыв, а медленное, равномерное (за счет развивающихся усилий) расширение пластыря по всей его длине. При этом профильные эластичные уплотнители, скользя свободными концами по пластырю и облегчая скруг-ление упорных втулок, обеспечивают герметичность полости пластыря и удерживают набухающий раствор до получения полного контакта пластыря со стенками обсадной колонны. После этого устройство поднимают на поверхность, при этом набухший раствор рассыпается и легко извлекается из сква­жины.

Дожатие концов пластыря и калибровку его по всей длине при необходимости осуществляют во время подъема на поверх­ность устройства дорнирующей оправкой, которая может быть предусмотрена на его конце ниже пластыря.

Калибровку выполняют как снизу вверх при подъеме инст­румента, так и сверху вниз весом инструмента. Данный метод имеет следующие преимущества: повышаются качество и эффективность ремонта; исключается возможность разрушения обсадной колонны (по сравнению с методом взрыва);

упрощается технология ремонта;

уменьшается металлоемкость, сокращается трудоемкость, упрощается конструктивное решение устройства;

повышается универсальность применения пластыря по пе­риметру поперечного сечения для всех толщин стенок одного типоразмера ремонтируемой обсадной колонны;

расширяется диапазон использования пластыря для ремон­та обсадных колонн любого диаметра, в том числе труб малого диаметра;

возможность применения цилиндрических в поперечном сечении пластырей;

появляется возможность уменьшить габаритные диаметры пластырей и устройство в целях увеличения зазоров между пластырем и стенкой обсадной колонны при спуске в скважи­ну;

устройство с пластырем можно спускать на канате;

исключаются дополнительные осевые нагрузки на спуска­емый инструмент (НКТ) в момент установки пластыря;

создаются местные, распределяющиеся с постепенным уве­личением радиальные усилия;

возможно прокачивать цементный и другие растворы че­рез устройство до и после установки пластыря, в том числе для проверки герметичности после ремонта;

ремонт обсадных колонн можно производить в скважинах на любой глубине.

Рис.6.34. Устройство для установки пластыря методом набухания материала:

а-ориентация пластыря на дефект при спуске его в скважину; б-расширение пластыря при использовании HPC-1; в-калибровка пластыря дорнирующей головкой; 1-дорнирующая голока; 2-уплотнительный элемент; 3-обсадная колонна; 4-дефект; 5-канал; 6-конус; 7-уплотнительный элемент; 8-пластырь; 9-порошок HPC-1; 10-штанга.