Шаблонирование и ликвидация смятия обсадных колонн

Для ликвидации смятия обсадных колонн су­ществуют различные по конструкции приспособления.

Наибольшее распространение получило приспособление Н. Родненского (рис. 6.15). Оно состоит из полого стержня 7, на нижнем конце которого закреплена полая головка (цилиндр) 8 с цилиндрическим отверстием для поршня 3, плотно уложен­ного в головке и снабженного каналом 9. На верхний конец стержня насажен хомут 6, с которым шарнирно связаны верх­ние концы плашек 4; нижние их концы находятся под действием пружины 10, постоянно стремящейся их сблизить, и прилегают к головке 8 и выступающему из нее кон­цу поршня 3.

Приспособление на бу­рильных или насосно-компрессорных трубах спуска­ют в скважину к месту су­жения обсадной колонны 2 и создают давление в его полости. Вследствие этого поршень 3 выдвигается из головки до тех пор, пока направленное книзу отвер­стие канала 9 не выйдет из края 1 головки 8. После этого давление на поршень 3 сразу понижается, авто­матически прекращая раз­двигать плашки 4 за нор­мальный диаметр обсадной колонны, что фиксируется падением давления на ма­нометре насос­ного агрегата и расширением колонны в этом месте до нор­мального диа­метра. Таким образом, канал 9 является сво­его рода предох­ранителем, ис­ключающим возможное рас­ширение колон­ны сверх нор­мального диа­метра, что могло бы повлечь за собой разрыв колонны. Затем приспособле­ние спускают ниже на длину выровненного участка колонны, и операцию повторяют.

Если сечение трубы имеет сложную форму (в результате деформации), то целесообразно изготавливать плашки 4 сужи­вающимися книзу.

С целью использования приспособления для ликвидации смятия колонн различных диаметров плашки 4 снабжают на­кладками, имеющими одинаковую толщину и перекрывающи­ми всю рабочую поверхность плашек. Имея соответствующий набор накладок различной толщины, легко скрепляемых с плаш­ками, можно применять приспособление для выпрямления труб, диаметры которых значительно отличаются друг от друга.

Рис. 6.15. Приспособление для выпрямления смятых обсадных труб в скважине: а-общий вид; б-с плашками прямой по длине формы; в-с плашками конусной к низу формы; 1-край головки; 2-сужение колонны; 3-поршень; 4-плашки 5-колонна; 6-хомут; 7-стержень; 8-головка; 9-канал; 10-пружина

Оправка конструкции В. П. Панкова для выпрямления смя­тых обсадных колонн (рис. 6.16, а) содержит корпус 1, на кото­ром эксцентрично установлены ролики 2, кулачковый механизм 4 с замком 5 и конусным наконечником эллипсной формы 6. Оправку через переходник соединяют с УБТ и бурильными (насосно-компрессорными) трубами и спускают к месту смя­тия колонны.

После фиксации инструмента бурильные трубы вращаются с частотой З÷80 об/мин. При этом конусный на­конечник б вступает в контакт со смятым участком обсадной колонны. Благодаря эллипсной форме наконечник не вращает­ся, что обеспечивает надежную работу кулачкового механизма без создания значительных осевых нагрузок. При вращении бурильных труб и постоянной осевой нагрузке кулачковый механизм 4 совершает удары по конусному наконечнику 6. Выправление смятой колонны достигается воздействием осе­вых ударных нагрузок на смятый участок конусного наконеч­ника 6 и радиальных нагрузок эксцентриковых роликов 2 при интенсивной промывке скважины. После прохода смятого уча­стка эксцентриковыми роликами, ликвидации посадок и затя­жек инструмента процесс выправления заканчивается, и оп­равку извлекают на поверхность.

 

Рис. 6.16. Оправка для выпрямления смятых обобсадных колонн

а-эксцентриковая; б-гидравлическая с подвижными секторами; в-шарнирная

 

На рис. 6.16, б показана оправка, состоящая из полой пер­форированной штанги 1, фигурных вкладышей 2, упругих ци­линдрических диафрагм 3, ограничителей 4, радиальных под­вижных секторов 5 и конусного пуансона 6.

Штанга 1 соединяется с колонной УБТ определенного веса для создания осевой нагрузки на смятый участок трубы. При этом подвижные секторы 5 сжимаются и опираются на упругие диафрагмы 3, а фигурные вкладыши 2 уменьшают удельное давление на диафрагмы 3 и предохраняют их торцевые уплот­нения от разрушения при создании радиальных нагрузок.

После создания соответствующей осевой нагрузки созда­ют перепад давления, и жидкость через каналы штанги 1 на­правляется в полость упругой диафрагмы 3, раздвигая подвиж­ные секторы 5, которые в свою очередь разжимают смятый участок колонны. Этот участок получает форму цилиндра, так как подвижные секторы имеют ограничители и, если один сек­тор радиально переместился до ограничителя 4 раньше других, то он будет находиться там до тех пор, пока остальные секто­ры не дойдут до своего ограничителя.

При выпрямлении смятой колонны оправку спускают вниз постепенно, воздействуя радиальными усилиями секторов сна­чала нижней ступени, а потом верхней, наружный диаметр которой соответствует номинальному внутреннему диаметру обсадной колонны. Когда оправка начнет двигаться вверх и вниз по колонне без затяжек и посадок, процесс выпрямления смятой колонны заканчивают. Давление в трубах снижают до нуля, и устройство извлекают на поверхность.

Оправка шарнирного типа (рис. 6.16, в) содержит корпус 1, наконечники 3, 8, радиальную опору 4, шарнир 5 и резьбовые пробки б, 7.

Оправку спускают на трубах в скважину до места смятия обсадной колонны 2. Наконечник 8 упирается в смятый учас­ток и, поворачиваясь на шарнире, проходит свободно его по­перечный изгибающий момент в теле устройства не возникает. В результате резко уменьшается опасность перегрузки и возникновения разрушающих напряжений, а следовательно, повышается надежность работы устройства.

Кроме того, происходит расклинивание наконечника 8 в смятой стенке колонны. Возникающие при этом распорные усилия в плоскости контакта наконечника со стенкой колонны не имеют тенденции к ее продавливанию или прорыву, так как наконечник перемещается почти параллельно стенке смятой колонны. Таким образом, исключается возможность самопро­извольного выхода наконечника 8 и всей оправки за колонну.

После того как обсадная колонна выправлена нижней час­тью наконечника, в нее свободно входит верхняя часть, имею­щая сечение меньше, чем внутреннее сечение выправленного участка колонны.

Оправку через смятый участок спускают неоднократно до тех пор, пока затяжки и посадки при движении оправки вверх или вниз не исчезнут. После этого устройство поднимают на поверхность.

В зарубежной практике применяются оправки для выправ­ления труб аналогичной конструкции.

Для сокращения времени при обследовании скважин на проходимость инструмента целесообразно шаблонирование и выпрямление смятого участка обсадной колонны совмещать в одну спуско-подъемную операцию. При этом необходимо вме­сто простой оправки использовать оправки (приспособления), применяемые для ликвидации смятия обсадных колонн.