2 418 151(13) C1

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
(19)
RU
(11)
2 418 151
(13)
C1
(51) МПК
E21B 29/10
(2006.01)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(12) ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
(21)(22) Заявка: 2010121941/03, 28.05.2010
(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
28.05.2010
(45) Опубликовано: 10.05.2011 Бюл. № 13
C 1
2 4 1 8 1 5 1
(54) СПОСОБ ИЗОЛЯЦИИ ЗОН ОСЛОЖНЕНИЙ В СКВАЖИНЕ ПРОФИЛЬНЫМ
ПЕРЕКРЫВАТЕЛЕМ
(57) Реферат:
Изобретение
относится
к
нефтедобывающей
промышленности,
в
частности к бурению, и предназначено для
изоляции зон осложнений в скважине. Способ
включает
профилирование
труб
перекрывателя, выполнение внутренних резьб
на муфтовых концах и наружных - на
ниппельных, или калибровку профильных
концов со снятием фасок под сварку,
герметичное свинчивание секций профильных
труб между собой или сварку, спуск
перекрывателя
в
необходимый,
предварительно
расширенный
интервал
скважины,
радиальное
расширение
профильных
труб
созданием
в
них
гидравлического давления, развальцовывание
до плотного герметичного прижатия их к
стенкам
скважины.
Профилирование
производят
из
цилиндрических
труб,
внутренний диаметр которых на 5-8% больше
внутреннего диаметра ствола скважины,
интервал его установки расширяют до
диаметра, при котором происходит полное
расширение
профильных
труб
с
одновременным их прижатием к стенкам
скважины. Перед спуском в скважину верхний
конец
перекрывателя
оснащают
развальцевателем с фрезером для разрушения
башмака и раздвижным развальцевателем, а
нижний - легкоразбуриваемым башмаком.
Раздвижной развальцеватель имеет диаметр в
рабочем
положении,
позволяющий
развальцовывать
внутренний
диаметр
перекрывателя в наиболее узких местах до
диаметра, превосходящего диаметр ствола
скважины как минимум на 1,5%. Расширяются
технологические возможности, сокращаются
время и затраты на изготовление и сборку. 1 ил.
Ñòð.: 1
ru
C 1
R U
Адрес для переписки:
423236, Республика Татарстан, г. Бугульма,
ул. М. Джалиля, 32, "ТатНИПИнефть",
сектор создания и развития промышленной
собственности
2 4 1 8 1 5 1
(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске: RU 2378489 C1, 10.01.2010. RU 2386782 C1,
20.04.2010. RU 78514 U1, 27.11.2008. RU
2265115 C1, 27.11.2005. WO 2007140820 A,
13.12.2007.
(73) Патентообладатель(и):
Открытое акционерное общество
"Татнефть" имени В.Д. Шашина (RU)
R U
Приоритет(ы):
(22) Дата подачи заявки: 28.05.2010
(72) Автор(ы):
Ибатуллин Равиль Рустамович (RU),
Хамитьянов Нигаматьян Хамитович (RU),
Ахмадишин Фарит Фоатович (RU),
Ягафаров Альберт Салаватович (RU),
Багнюк Сергей Леонидович (RU)
C 1
C 1
2 4 1 8 1 5 1
2 4 1 8 1 5 1
R U
R U
Ñòð.: 2
RUSSIAN FEDERATION
(19)
RU
(11)
2 418 151
(13)
C1
(51) Int. Cl.
E21B 29/10
(2006.01)
FEDERAL SERVICE
FOR INTELLECTUAL PROPERTY,
PATENTS AND TRADEMARKS
(12) ABSTRACT
OF INVENTION
(24) Effective date for property rights:
28.05.2010
Priority:
(22) Date of filing: 28.05.2010
(45) Date of publication: 10.05.2011 Bull. 13
2 4 1 8 1 5 1
R U
(57) Abstract:
FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: method involves shaping of pipes
of covering device, internal threads made on coupling
ends and external threads on pin ends, or calibration
of shaped end with removal of chamfers for welding,
tight screwing of sections of shaped pipes to each
other or welding, lowering of covering device to
necessary pre-expanded space of the well, radial
expansion of shaped pipes by creating hydraulic
pressure in them, flaring till they are tightly borne
against well walls. Shaping is performed by using
cylindrical pipes the inner diametre of which is
bigger by 5-8% than inner diametre of well shaft; its
installation space is extended to the diametre at
which complete expansion of shaped pipes takes
place with their simultaneous tightness with well
walls. Before the covering device is lowered to well,
its upper end is equipped with flaring device with
cutter to destruct the shoe and with extensible
flaring device, and lower end is equipped with easily
drilled shoe. Extensible flaring device has diametre
in working position, which allows flaring the inner
diametre of covering device at the narrowest points
to the diametre which exceeds diametre of well shaft
at least by 1.5%.
EFFECT: manufacturing capabilities are enlarged,
time and costs for manufacture and assembly are
reduced.
1 dwg
C 1
C 1
(54) INSULATION METHOD OF TROUBLE SOME ZONES IN WELL BY SHAPED COVERING DEVICE
Ñòð.: 3
en
2 4 1 8 1 5 1
Mail address:
423236, Respublika Tatarstan, g. Bugul'ma, ul. M.
Dzhalilja, 32, "TatNIPIneft'", sektor sozdanija i
razvitija promyshlennoj sobstvennosti
(73) Proprietor(s):
Otkrytoe aktsionernoe obshchestvo "Tatneft'"
imeni V.D. Shashina (RU)
R U
(72) Inventor(s):
Ibatullin Ravil' Rustamovich (RU),
Khamit'janov Nigamat'jan Khamitovich (RU),
Akhmadishin Farit Foatovich (RU),
Jagafarov Al'bert Salavatovich (RU),
Bagnjuk Sergej Leonidovich (RU)
(21)(22) Application: 2010121941/03, 28.05.2010
RU 2 418 151 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к
бурению, и предназначено для изоляции зон осложнений установкой профильных
перекрывателей в скважине.
Известен «Способ изоляции зон осложнений в скважине профильными
перекрывателями» (а.с. №1679030, Е21В 33/13, опубл. Бюлл. №35 от 23.09.1991 г.),
включающий выправление его в скважине внутренним давлением и калибровку
внутреннего диаметра развальцевателем, при этом на участке профильного
перекрывателя, установленного против зоны поглощения, выше и ниже последней
размещают разобщающий пакерующий элемент, а калибровку внутреннего диаметра
этого участка осуществляют до диаметра, на 3-5% превышающий исходный.
Недостатками данного способа являются:
- большие энергосиловые затраты при калибровке перекрывателя, так как
внутренний диаметр калибруют на 3-5% превышающий исходный, что приводит к
ускоренному износу развальцевателя, посадкам и заклиниванию инструмента;
- опасность возникновения трещин на стенках профильного перекрывателя из-за
большого числа радиальных воздействий переменной величины при такой степени
калибровки, что может привести к «усталости» (то есть к ослаблению связей в
кристаллической решетке) металла.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является «Устройство
для перекрытия зоны осложнения при бурении скважины» (патент RU №2378489,
Е21В 29/10, опубл. 10.01.2008 г.), включающее перекрыватель, состоящий из секций
профильных труб с цилиндрическими участками по концам, соединенных резьбой,
роликовый развальцеватель, размещенный над профильной трубой и имеющий узел
соединения с перекрывателем, причем на нижнем конце перекрывателя размещен
башмак с обратным клапаном. Причем секции профильных труб выполнены
сборными, состоящими из профильных труб с концевым цилиндрическим участком,
соединенными профильными торцами сваркой, а резьбы на цилиндрических участках
секций профильных труб выполнены коническими и оснащены герметизирующим
составом, причем наружная коническая резьба размещена на нижнем конце секций
профильных труб, а внутренняя - сверху, при этом на цилиндрическом участке верхней
секции профильных труб, обращенной к роликовому развальцевателю, выполнены
внутренняя фаска, а на наружной поверхности - кольцевые проточки, причем
роликовый развальцеватель снизу оснащен режущей головкой, выполненной с
возможностью взаимодействия и разрушения башмака, который изготовлен из
легкоразбуриваемого материала, а сверху- дополнительным раздвижным
развальцевателем, наружный диаметр которого в рабочем положении превышает
диаметр ствола скважины.
Данным устройством реализуется способ установки профильного перекрывателя в
скважине, включающий профилирование составляющих его труб, выполнение
внутренних резьб на муфтовых концах и наружных - на ниппельных, или калибровку
профильных концов со снятием фасок под сварку, герметичное свинчивание секций
профильных труб между собой или сварку, спуск перекрывателя в необходимый,
предварительно расширенный интервал скважины, радиальное расширение
профильных труб созданием в них гидравлического давления, развальцовывание до
плотного герметичного прижатия их к стенкам скважины.
Недостатками данного способа являются:
- не обеспечивается свободное прохождение бурильного инструмента через
профильный перекрыватель при последующем бурении, так как внутренний диаметр
Ñòð.: 4
DE
RU 2 418 151 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
профильного перекрывателя имеет недостаточный внутренний диаметр, что приводит
к посадкам долота на верхнем торце перекрывателя, разрушению цилиндрических
участков и соединительных резьб перекрывателя, непрохождению компоновок для
набора кривизны ствола скважины, особенно в наклонно направленных и
горизонтальных участках ствола скважины;
- большие затраты времени на изготовление резьб перекрывателя, так как
необходимо перед нарезанием резьбы конец трубы развальцевать, а после - осадить до
ее первоначальных размеров;
- сложность изготовления и высокая стоимость профильных труб из-за требований
большой точности при изготовлении профильных труб с цилиндрическими концевыми
участками;
- большие затраты времени при развальцовывании перекрывателя из-за наличия
большого количества соединительных резьб.
Техническими задачами способа являются изоляция зон осложнений при бурении
скважины установкой профильного перекрывателя за одну спуско-подъемную
операцию гарантированно впотай для обеспечения последующего прохождения
любой компоновки бурильной колонны с гарантированным зазором, а также
сокращение времени и материальных затрат на изготовление, сборку и установку
перекрывателя в скважине.
Техническая задача решается способом изоляции зон осложнений в скважине
профильным перекрывателем, включающим профилирование составляющих его труб,
выполнение внутренних резьб на муфтовых концах и наружных - на ниппельных, или
калибровку профильных концов со снятием фасок под сварку, герметичное
свинчивание секций профильных труб между собой или сварку, спуск перекрывателя в
необходимый, предварительно расширенный интервал скважины, радиальное
расширение профильных труб созданием в них гидравлического давления,
развальцовывание до плотного герметичного прижатия их к стенкам скважины.
Новым является то, что профилирование составляющих его труб производят из
цилиндрических труб, внутренний диаметр которых на 5-8% больше внутреннего
диаметра ствола скважины, интервал его установки расширяют до диаметра, при
котором происходит полное расширение профильных труб с одновременным их
прижатием к стенкам скважины, перед спуском в скважину верхний конец
перекрывателя оснащают развальцевателем с фрезером для разрушения башмака и
раздвижным развальцевателем, а нижний - легкоразбуриваемым башмаком, причем
раздвижной развальцеватель имеет диаметр в рабочем положении, позволяющий
развальцовывать внутренний диаметр перекрывателя в наиболее узких местах до
диаметра, превосходящего диаметр ствола скважины как минимум на 1,5%.
На чертеже изображена схема перекрытия зоны осложнения профильным
перекрывателем.
Для реализации способа производят изготовление перекрывателя 1 из профильных
труб 2 путем их профилирования из цилиндрических труб, причем в качестве трубной
заготовки выбираются трубы заводского сортамента, внутренний диаметр которых
на 5-10% больше внутреннего диаметра ствола скважины 3, для того чтобы при
расширении в скважине профильных труб 2 давлением их внутренний диаметр был
больше внутреннего диаметра ствола скважины 3. При этом исключаются
дополнительная усадка и отжиг труб перед профилированием. В зависимости от
определенного интервала зоны осложнения профильные трубы 2 собирают в секции 4.
Для этого на профильных трубах 2 на концевых цилиндрических участках 5
Ñòð.: 5
RU 2 418 151 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
выполняют конические и оснащенные герметизирующим составом резьбы 6, а
профильные концы 7 калибруют со снятием фасок и соединяют профильными
торцами сваркой 8 между собой. Собирают профильный перекрыватель 1 длиной,
превосходящей длину интервала зоны осложнения 9. Перед спуском в скважину 3
верхний конец 10 перекрывателя 1 оснащают развальцевателем 11 с фрезером 12.
Выше развальцевателя 11 устанавливают раздвижной развальцеватель 13. Нижний
конец 14 перекрывателя 1 оснащают легкоразбуриваемым башмаком 15, после чего
перекрыватель 1 в сборе спускают его в скважину 3 на колонне труб 16.
Устанавливают профильный перекрыватель 1 против зоны осложнения 9 в
предварительно расширенный интервал 17 скважины 3. Причем интервал 17
расширяют до диаметра, при котором происходит полное расширение профильных
труб 2 с одновременным их прижатием к стенкам скважины 3. Далее расширяют
профильные трубы созданием в них гидравлического давления. После полного
расширения профильных труб и прижатия их к стенкам скважины производят
развальцовывание верхнего конца 10, резьбовых соединений 6 и нижнего конца 14
перекрывателя 1 развальцевателем 11 и раздвижным развальцевателем 13. Причем
раздвижной развальцеватель 13 имеет диаметр в рабочем положении, превосходящий
внутренний диаметр ствола скважины как минимум на 2%. При развальцовывании
нижнего конца 14 производят разрушение башмака 15 фрезером 12.
Пример конкретного выполнения.
В процессе бурения скважины долотом диаметром 215,9 мм вскрыта зона
осложнения - поглощающий пласт (определен путем геофизических исследований) в
интервале 1738-1780 м (длиной 42 м). После чего на устье скважины был собран
профильный перекрыватель из предварительно собранных секций длиной 16 метров,
состоящих из профильных труб, сваренных между собой профильными концами
сваркой длиной по 8 метров с коническими и оснащенными герметизирующим
составом резьбами, общей длиной 48 метров. В качестве заготовки для профильных
труб были выбраны цилиндрические трубы заводского сортамента наружным
диаметром 245 мм и толщиной стенки 8 мм. Интервал установки предварительно
расширяют до расчетного диаметра, в данном случае 242 мм. Перед спуском в
скважину 3 верхний конец 10 перекрывателя 1 оснащают развальцевателем 11 с
фрезером 12. Выше развальцевателя 11 устанавливают раздвижной
развальцеватель 13. Причем раздвижной развальцеватель 13 имеет диаметр в рабочем
положении, превосходящий внутренний диаметр ствола скважины как минимум
на 2%, в данном случае 221 мм. Нижний конец 14 перекрывателя 1 оснащают
легкоразбуриваемым башмаком 15, после чего перекрыватель 1 в сборе спускают в
скважину 3 на колонне труб 16 в расширенный интервал. Устанавливают профильный
перекрыватель 1 против зоны осложнения 9 и расширяют профильные трубы
созданием в них гидравлического давления. Так как диаметр расширенного интервала
составляет 242 мм, при расширении профильных труб происходит их прижатие к
стенкам скважины 3. Далее вращением вправо с одновременным созданием осевой
нагрузки и промывки производят развальцовывание перекрывателя 1
развальцевателем 11 и раздвижным развальцевателем 13, который за счет перепада
давления раздвигается в рабочее положение, в данном случае 221 мм. При
развальцовывании нижнего конца 14 производят разрушение башмака 15 фрезером 12.
Промысловые испытания показали, что диаметр перекрывателя в самых узких местах
после развальцовки равен 220 мм, обеспечивается прохождение любой компоновки
для дальнейшего бурения с необходимым зазором в наклонно-направленных и
Ñòð.: 6
RU 2 418 151 C1
5
10
15
20
25
30
горизонтальных скважинах.
Предлагаемый способ изоляция зон осложнений при бурении скважины
обеспечивает установку профильного перекрывателя за одну спуско-подъемную
операцию гарантированно впотай для обеспечения последующего прохождения
любой компоновки бурильной колонны с гарантированным зазором, а также
сокращение времени и материальных затрат на изготовление, сборку и установку
перекрывателя в скважине.
Формула изобретения
Способ изоляции зон осложнений в скважине профильным перекрывателем,
включающий профилирование составляющих его труб, выполнение внутренних резьб
на муфтовых концах и наружных - на ниппельных, или калибровку профильных
концов со снятием фасок под сварку, герметичное свинчивание секций профильных
труб между собой или сварку, спуск перекрывателя в необходимый предварительно
расширенный интервал скважины, радиальное расширение профильных труб
созданием в них гидравлического давления, развальцовывание до плотного
герметичного прижатия их к стенкам скважины, отличающийся тем, что
профилирование составляющих его труб производят из цилиндрических труб,
внутренний диаметр которых на 5-8% больше внутреннего диаметра ствола
скважины, интервал его установки расширяют до диаметра, при котором происходит
полное расширение профильных труб с одновременным их прижатием к стенкам
скважины, перед спуском в скважину верхний конец перекрывателя оснащают
развальцевателем с фрезером для разрушения башмака и раздвижным
развальцевателем, а нижний - легкоразбуриваемым башмаком, причем раздвижной
развальцеватель имеет диаметр в рабочем положении, позволяющий развальцовывать
внутренний диаметр перекрывателя в наиболее узких местах до диаметра,
превосходящего диаметр ствола скважины как минимум на 1,5%.
35
40
45
50
Ñòð.: 7
CL