RU2083798C1

RU2083798C1 - Method for separating beds in well by shaped blocking unit

Info

Publication number: RU2083798C1
Application number: RU95100927A
Authority: RU
Inventors: Р.Х. Фаткуллин; Г.С. Абдрахманов; Я.В. Вакула; А.Г. Зайнуллин
Original assignee: Товарищество с ограниченной ответственностью "ЛОКС"
Priority date: 1995-01-17
Filing date: 1995-01-17
Publication date: 1997-07-10
Also published as: RU95100927A

Abstract

FIELD: oil and gas industry. SUBSTANCE: this is used when difficult conditions occur in drilling holes. Method ensures higher reliability and tightness in isolation of beds. According to method, pipes are specifically profiled so that to make them longitudinally corrugated. Ends of pipes are left cylindrical without corrugations. Sections of profiled parts adjacent to cylindrical ends are upset to diameter of circumference described around them which is by 2-3% is less than diameter of circumference described around middle part of pipes. Made over perimeter of upset sections are endless rims and they are of height at which diameter of circumference described around them is close to diameter of circumference described around middle part of pipes. Then, corrugations are filled with sealing compound. Pipes are screwed together and blocking unit is lowered down to required level of well. EFFECT: high efficiency. 6 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к технологии изоляции зон осложнения бурения скважин с помощью профильных перекрывателей. The invention relates to the oil and gas industry, in particular to the technology of isolation of zones of complication of drilling wells using profile shutoffs.

Известен способ разобщения пластов в скважине профильным перекрывателем, включающий профилирование составляющих его обсадных труб с образованием продольных гофр (складок) и цилиндрических концов, заполнение впадин гор герметиков, свинчивание спрофилированных труб, спуск перекрывателя в необходимый интервал скважины, радиальное расширение его до диаметра скважины и развальцовывание (1). A known method of separating the layers in the well with a profile cutter, including profiling casing components with the formation of longitudinal corrugations (folds) and cylindrical ends, filling the hollows of the sealant mountains, screwing the profiled pipes, lowering the overlap to the required interval of the well, expanding it radially to the diameter of the well and expanding (1).

Недостатком этого способа является то, что при расширении перекрывателя давлением изнутри выпуклые части гофр при упирании в стенку скважины препятствуют распространению герметика вокруг перекрывателя, вследствие чего он выдавливается в продольных направлениях по впадинам гофр, оставляя разгерметизированные участки, в результате чего не обеспечиваются герметичность и надежность разобщения пластов. The disadvantage of this method is that when the overlap expands with pressure from the inside, the convex parts of the corrugations when abutting against the well wall prevent the sealant from spreading around the overlap, as a result of which it is squeezed out in longitudinal directions along the corrugation cavities, leaving depressurized sections, as a result of which the tightness and reliability of separation are not ensured layers.

Известна попытка устранить этот недостаток путем установки на концах перекрывателя цилиндрических пакеров, в которых уплотнительный элемент размещен в наружной кольцевой проточке патрубка (патент США n 5083608 от 28.01.92 г. кл. 166-55). A known attempt to eliminate this drawback by installing at the ends of the overlapper cylindrical packers in which the sealing element is placed in the outer annular groove of the pipe (US patent n 5083608 from 01/28/92, CL 166-55).

Однако при развальцовывании пакеров до плотного прижатия их стенок к стенке скважины нарушалась целостность патрубков и уплотнительных элементов из-за чрезмерной деформации их, что также не обеспечивало необходимых надежности и герметичности разобщения пластов. However, when the packers were expanded to tightly press their walls against the well wall, the integrity of the nozzles and sealing elements was violated due to their excessive deformation, which also did not provide the necessary reliability and tightness of the separation of the layers.

Наиболее близким к предлагаемому по количеству совпадающих существенных признаков является способ разобщения пластов в скважине профильным перекрывателем, включающий профилирование составляющих его труб с образованием продольных гофр (складок) и цилиндрических концов, осаждение этих концов труб до диметра описанной окружности их профильной части, заполнение впадин гофр (складок) герметиком, свинчивание труб и спуск перекрывателя в необходимый интервал скважины, радиальное расширение перекрывателя до диаметра скважины в интервале его установки и развальцовывания (2). Closest to the proposed by the number of coinciding essential features is a method of separating the layers in the well with a profile cutter, including profiling of its constituent pipes with the formation of longitudinal corrugations (folds) and cylindrical ends, the deposition of these pipe ends to a diameter of the circumference of their profile part, filling the corrugations of the corrugations ( folds) with sealant, screwing up the pipes and lowering the overlap to the required interval of the well, radial expansion of the overlap to the diameter of the well in the interval e th installation and flaring (2).

Этот способ имеет те же недостатки, которые отмечены при критике аналога (1), поскольку вопрос герметизации затрубного пространства в обоих случаях решается закладкой герметика в складки гофр. This method has the same disadvantages that were noted when criticizing the analogue of (1), since the issue of sealing the annulus in both cases is solved by laying the sealant in the folds of the corrugations.

Цель изобретения повышение надежности и герметичности разобщения пластов. The purpose of the invention is to increase the reliability and tightness of separation of formations.

Указанная цель достигается тем, что в описываемом способе, включающем профилирование составляющих его труб с образованием продольных гофр (складок) и цилиндрических концов, осаживание этих концов труб до диаметра описанной окружности их профильной части, заполнение складок гофр герметиком, свинчивание труб и спуск перекрывателя в необходимый интервал скважины, радиальное расширение перекрывателя внутренним давлением до диаметра скважины в интервале его установки и развальцовывания, согласно изобретению, участки профильных частей концевых труб перекрывателя, прилегающие к их цилиндрическим концам, перед свинчиванием труб осаживают до диаметра описанной вокруг них окружности на 2-3% меньшего по сравнению с диаметром окружности, описанной вокруг их средней части, и по периметру осаженных профильных участков выполняют замкнутые ободья (рубцы) с высотой, при которой диаметр окружности, описанной вокруг этих ободьев (рубцов), приблизительно равен диаметру окружности, описанной вокруг средней профильной части труб. This goal is achieved by the fact that in the described method, which includes profiling the pipes constituting it with the formation of longitudinal corrugations (folds) and cylindrical ends, upsetting these ends of the pipes to the diameter of the circumference of their profile part, filling the corrugations of the corrugations with sealant, screwing the pipes and lowering the overlap to the required well interval, radial expansion of the overlap by internal pressure to the diameter of the well in the interval of its installation and expansion, according to the invention, sections of profile parts of overlapping end pipes adjacent to their cylindrical ends, before making up the pipes, they are upset to the diameter of the circumference described around them, 2-3% smaller than the diameter of the circumference described around their middle part, and closed rims (scars) are made along the perimeter of the upset profile sections with a height at which the diameter of the circle described around these rims (scars) is approximately equal to the diameter of the circle described around the middle profile of the pipe.

При проведении патентного поиска не обнаружены способы изоляции пластов профильными перекрывателями с указанной совокупностью признаков. Следовательно, данное техническое решение соответствует критерию патентоспособности "Новизна", а "промышленная применимость" его очевидна. When conducting a patent search, no methods for isolating formations with profile overlappers with the specified set of features were found. Therefore, this technical solution meets the patentability criterion of "Novelty", and its "industrial applicability" is obvious.

Проверка изобретательского уровня не выявила технических решений, содержащих указанные отличительные признаки. Следовательно, данное изобретение соответствует и третьему критерию патентоспособности "Изобретательский уровень". A check of the inventive step did not reveal technical solutions containing these distinctive features. Therefore, this invention meets the third patentability criterion "Inventive step".

На фиг. 1 показан профильный перекрыватель, позиционированный в интервале его установки в скважине; на фиг. 2 профильный перекрыватель, установленный в скважине; на фиг. 3 сечение по А-А на фиг. 1; на фиг. 4 процесс профилирования трубы с одновременным осаживанием ее цилиндрических концов и калиброванием профильной части; на фиг. 5 осаживание концевых участков профильной части концевых труб перекрывателя; на фиг. 6 концевая труба перекрывателя с укрепленными на ней ободьями (рубцами). In FIG. 1 shows a profile shutter positioned in the interval of its installation in the well; in FIG. 2 profile shutter installed in the well; in FIG. 3 a section along AA in FIG. one; in FIG. 4 the process of profiling a pipe while simultaneously upsetting its cylindrical ends and calibrating the profile part; in FIG. 5 upsetting of the end sections of the profile of the end pipes of the overlap; in FIG. 6 end pipe of the overlap with rims (scars) fixed to it.

Способ осуществляют следующим образом. Входящие в компоновку перекрывателя 1 (фиг. 1) трубы 2 (фиг. 4) профилируют известным способом с помощью протяжного механизма ( не показан) и устройства для профилирования 3, оставляя концы 4 цилиндрическими. Одновременно с профилированием с помощью фильеры 5 концы 4 осаживают до диаметра Д₁, равного диаметру Д₂ окружности, описанной вокруг профильной части трубы 2, и спрофилированную часть ее калибруют. В результате профилирования трубы 2 образуются две продольные гофры (складки) 6 с выпуклостями 7 и впадинами 8 (фиг. 3).The method is as follows. Included in the layout of the overlap 1 (Fig. 1), the pipes 2 (Fig. 4) are profiled in a known manner using a pulling mechanism (not shown) and a profiling device 3, leaving the ends 4 cylindrical. Simultaneously with profiling with the help of a die 5, the ends 4 are upset to a diameter D ₁ equal to the diameter D _{2 of the} circle described around the profile part of the pipe 2, and the profiled part is calibrated. As a result of profiling pipe 2, two longitudinal corrugations (folds) 6 with bulges 7 and depressions 8 are formed (Fig. 3).

Затем прилегающие к цилиндрическим концам 4 участки 9 профильных труб 2, предназначенных для установки на концах перекрывателя 1, с помощью фильеры 10 (фиг. 5) дополнительно осаживают до диаметра Д₃ описанной вокруг этих участков 9 окружности на 2-3% меньшего по сравнению с диаметром Д₂ - окружности, описанной вокруг их средней части после ее калибрования. Протяженность участков 9 определяют с учетом общей длины перекрывателя, диаметра скважины и состояния стенок в интервале его установки. На практике она варьируется в пределах 1-2 м. Пределы дополнительного осаживания участков 9 труб 2 обосновываются тем, что осадка менее 2% не даст желательного результата, а при осадке более 3% произойдет чрезмерное уменьшение радиуса изгиба впадин 8 гофр 6, вследствие чего в местах изгиба стенок труб будет происходить перенапряжение металла с образованием микротрещин, что при последующем радиальном расширении перекрывателя может привести к нарушению целостности его стенки.Then adjacent to the cylindrical ends 4 sections 9 of the profile pipes 2, intended for installation at the ends of the overlap 1, with the help of a die 10 (Fig. 5) are additionally precipitated to a diameter D _{3 of a} circumference around these sections 9, which is 2-3% smaller compared to diameter D ₂ - a circle described around their middle part after its calibration. The length of sections 9 is determined taking into account the total length of the overlap, the diameter of the well and the condition of the walls in the interval of its installation. In practice, it varies within 1-2 m. The limits of additional upsetting of sections of 9 pipes 2 are justified by the fact that a draft of less than 2% will not give the desired result, and with a draft of more than 3% there will be an excessive decrease in the bending radius of the depressions of the 8 corrugations 6, as a result of which in places where the walls of the pipes are bent, metal overstrain will occur with the formation of microcracks, which with subsequent radial expansion of the overlap can lead to a violation of the integrity of its wall.

Далее по периметру участков 9 с интервалом примерно 200-300 мм выполняют замкнутые рубцы (ободья) 11 ( фиг. 1, 3, 6), например, при варной проволоки, шин и т.п. При этом высота рубцов (ободьев) 11 принимается такой, при которой диаметр Д₄ описанной вокруг них окружности приблизительно равен диаметру Д₂ окружности, описанной вокруг средней профильной части труб 2 после их калибрования. Таким образом, после выполнения указанных выше операций диаметры Д₁ цилиндрических концов труб 2 и диаметры Д₂ и Д₄ описанных окружностей вокруг средней профильной части труб 2 и рубцов (ободьев) 11 приблизительно равны.Further, along the perimeter of sections 9 with an interval of about 200-300 mm, closed scars (rims) 11 are performed (Figs. 1, 3, 6), for example, with a welded wire, tires, etc. The height of the scars (rims) 11 is taken such that the diameter D _{4 of the} circumference described around them is approximately equal to the diameter D _{2 of the} circumference described around the middle profile of the tubes 2 after calibration. Thus, after performing the above operations, the diameters D _{1 of the} cylindrical ends of the pipes 2 and the diameters D ₂ and D _{4 of the} circumscribed circles around the middle profile of the pipes 2 and scars (rims) 11 are approximately equal.

Затем подготовленные указанным образом трубы 2 свинчивают между собой, располагая при этом трубы с ободьями (рубцами) 11 по концам перекрывателя 1, который потом на колонне бурильных труб спускают в необходимый интервал скважины (фиг. 1). При этом в складки (впадины) 8 гофр 6 закладывают герметик 12, например, мастику ЛТ-1 и т.п. (фиг. 2). В позиционированном в зоне установки перекрывателе 1 закачкой жидкости создают давление, необходимое для его радиального расширения до прижатия его стенки к стенке скважины. При этом нижний конец перекрывателя снабжают башмаком 13 с клапаном ( не показан). Далее колонну бурильных труб отсоединяют от перекрывателя и, подняв ее из скважины и присоединив к ней развальцеватель, снова спускают в скважину. Затем вращением колонны развальцовывают перекрыватель 1, прижимая его стенки еще более плотнее к стенке скважины с одновременным калиброванием его проходного канала 14 (фиг. 2). При этом рубцы (ободья) 11, врезаясь частично в стенку скважину, образуют замкнутые полости 15, которые при раздаче осаженных участков 9 перекрывателя 1 заполняются герметиком 12 по всей окружности, образуя уплотнения в виде колец. В свою очередь рубцы (ободья) 11, упираясь в стенку скважины, дополнительно уплотняют затрубное пространство скважины на участках 9 перекрывателя 1. В целом обеспечивается надежное разобщение пластов в скважине. Then the pipes 2 prepared in this way are screwed together, placing the pipes with rims (scars) 11 at the ends of the overlap 1, which is then lowered into the required interval of the well on the drill pipe string (Fig. 1). In this case, in the folds (troughs) of 8 corrugations 6, sealant 12 is laid, for example, mastic LT-1, etc. (Fig. 2). In the positioner 1 positioned in the installation zone, the fluid is pumped to create the pressure necessary for its radial expansion until its wall is pressed against the well wall. In this case, the lower end of the overlap is provided with a shoe 13 with a valve (not shown). Next, the drill pipe string is disconnected from the shutoff and, lifting it from the well and attaching the flare to it, is again lowered into the well. Then, by rotation of the column, the overlap 1 is expanded, pressing its walls even denser against the wall of the well with the simultaneous calibration of its passage channel 14 (Fig. 2). In this case, the scars (rims) 11, partially cutting into the borehole wall, form closed cavities 15, which, when the deposited sections 9 of the overlap 1 are distributed, are filled with sealant 12 around the entire circumference, forming seals in the form of rings. In turn, the scars (rims) 11, abutting against the wall of the well, additionally seal the annulus of the well in sections 9 of the overlap 1. In general, reliable separation of the layers in the well is ensured.

Claims

The method of separating the layers in the well with a profile cutter, including profiling of its constituent pipes with the formation of longitudinal corrugations and cylindrical ends, upsetting of these ends of the pipes to the diameter of the circumference of their profile part, filling the corrugations of the corrugations with sealant, screwing up the pipes and lowering the shutoff to the required interval of the well, radial expansion the overlap to the diameter of the well in the interval of its installation and flaring, characterized in that the sections of the profile parts of the end pipes of the overlap adjacent to their cylindrical ends, before making up the pipes, they are upset to the diameter of the circle described around them, 2 3% smaller than the diameter of the circle described around their middle part, and closed rims with a height at which the diameter is made along the perimeter of the deposited profile sections the circumference described around them is close to the diameter of the circumference described around the middle section of the pipe.