Способ герметизации соединений труб в скважине

(51) ОПИСА РЕТ У довательзнога наститута ик инже, с,407. жение абна разрыв горной про роительств зовано пр 1 х обсадны ретение относится к сти, в частности к с и может быть испо креплении секционн ГОСУДАРСТВЕННОЕ Г 1 АТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(56) Мищевич В,И, и др. Справочнера па бурению. Недра, т. ,М., 1Авторское свидетельство СССМ 1194993, кл, Е 21 В 17/08, 1985Авторское свидетельство СССй. 578426, кл, Е 21 В 17/08, 1975,мышленно т У скважин, ль и спуске и ь х колонн.Известен способ герметизации соединения секций обсадных колонн при секционном спуске, при котором нижняя часть второй или последующих секций оборудуется кануснай сопрягающейся муфтой, поверхность которой покрывают свинцом, т,е. свинцовым пакерам, чем и достигается повышение герметичности соединения.Недостатком данного способа является то, что он не обеспе чиваетдостаточной герметичности обсадной колонны в месте стыковки секции в случае возникновения внутренних избыточных давлений, так как при герметизации устья скважины, во время флюидопраявлений или при тидроопрессов(54) СПОСОБ ГЕРМЕТИЗАЦИИ СОЕДИНЕНИЙ ТРУБ В СКВАЖИНЕ(57) Использование: при креплении скважин секционными обсадными колоннами, Сущность изобретения; перед спуском труб в скважину под сопрягаемыми поверхностями труб устанавливают индикаторыв виде магнитных вставок, а на сопрягаемые поверхности наносят герметизирующее покрытие. После спуска в скважину верхней секции труб производят ее крепление путем закачки цементного раствора Затем спускают нижнюю секцию труб, совмещают их сопрягаемые поверхности и осуществляют нагрев труб на участке их соединения и расположения индикаторов. Нагрев прекращают после получения сигнала об отсоединении магнитных вставок, 1 ил,ке, происходит радиальное двисадной колонны, направленное(рассоединение) стыковочного узла.Известен способ герметизации конических резьбовых соединений труб, при котором на сопрягающиеся поверхности наносят покрытие из мягкого металла и осуществляют свинчивание (соединение) при температуре окружающей среды, а затем зону соединения нагревают до температуры выше температуры плавления металла покрытия и производят дополнительное свинчивание, причем в качестве металла покрытия используют материал, смачивающий материал соединяемых труб.Недостаткам известного способа является то, что реализация способа невозможна для герметизации стыковочных узлов, находящихся в скважине, ввиду отсутствия приборов точной установки нагревателя на 1788195против сопрягаемых поверхностей и индикации момента расплавления металла -припоя,Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является технологияпроведения герметизации соединения трубв скважине включающая нанесение на сопрягаемые поверхности труб герметизиру-ющего покрытия, спуск в скважину ицементирование нижней секции труб, спускв скважину верхней секции труб, закачкуцементного раствора для крепления верхней и нижней секций, затем производят посадку верхней секции на конусную частьнижней секции - прототип,Недостатком известного сйособа является то, что он не обеспечивает в местестыковки секции, в случае возникновениявнутренних избыточных давлений, в результате чего происходит радиальное движениеобсадной колонны, направленное нэ разрыв (рассоединение) стыковочного узла.Цель изобретения - повышение герметичности и прочности соединения труб вскважине.Поставленная цель достигается тем, чтосогласно способу герметизации соединений труб в скважине включающему нанесение нэ сопрягаемые поверхности трубгерметизирующего покрытия, спуск в скважину и цементирование нижней секциитруб, спуск в скважину верхней секции труб,закачку цементного раствора для крепления верхней секции труб и последующеесовмещение сопрягаемых поверхностейверхней инижней секции. В качестве герметизирующего покрытия используют мягкийметалл, Перед спуском труб в скважину свнутренней стороны труб под сопрягаемыми поверхностями устанавливают индикатор в виде маГнитных вставок путемсоединения их с трубами мягким металломгерметизирующего покрытия, а после совмещения сопрягаемых поверхностей осу. ществляют контроль за положениеммагнитных вставок и нагрев труб на участкесоединения расположения индикаторов,причем нагрев прекращают после получения сигнала об отсоединении магнитныхвставок.На чертеже схематично показана реализация способа герметизации узлов технологической оснастки обсадных колонн -стыковочных узлов,На чертеке приняты следующие обозначения: 1 - скважина, 2 - верхняя секцияобсадной колонны, 3 - сопрягаемая поверхность верхней секции обсадной колонны,4- нижняя секция обсадной колонны, 5 -сопрягаемэя поверхность нижней секцииобсадной колонны, 6 - покрытие из мягкого металла (припой), 7 - кабель, 8 - нагреватель, 9 - датчик для индикаторов, 10 - индикатары, 11 - наземное оборудование5 (источник питания нагревателя, визуальные приборы контроля нахождения индикаторов, глубинометр, лебедка),Способ осуществляется следующим образом.Предварительно на сопрягаемые поверхности стыковочного узла наносится покры 10 тие из мягкого металла (например: олово, свинец и т.п.), а на внутреннюю поверхность обсадных труб, выше и ниже сопрягаемых поверхностей, припаивают таким же металлом магнитные индикаторы (кусочки магнита). Спускают и цементируют нижнюю секцию обсадных колонн обычным способом, После спуска верхней секции обсадной 20 колонны и прокачки цементного раствора в заколоченное пространство производят стыковку секций - разгрузку верхней секции обсадной колонны. Спускают внутрь обсадных труб на кабеле 7 нагреватель 8 с датчиками 9, По длине спускаемого кабеля 7 и показаниям приборов контроля прохождения индикаторов 10 устанавливают нагреватель 8 напротив сопрягаемых поверхностей 3, 5 обсадной колонны, Производят нагрев 30 В результате повышения температуры металл, находящийся на сопрягаемых поверхностях и на креплении индикаторов 10, расплавляется, Тэк как верхняя секция обсадных колонн при проведении работ по стыковке секций разгружена, то расплавленный металл, взаимодействуя с участками 35 сопрягаемых поверхностей, заполняет все мельчайшие зазоры, а после прекращения вает высокую прочность соединения, Одновременно при нагревании участка труб магниты-индикаторы, припаянные к телу труб ранее, отпаиваются и падают вниз, что фиксируется на поверхности по показаниям приборов контроля. Отсутствие показаний магнитной метки индикатора указывает на то, что металл-покрытие сопрягаемых поверхностей расплавлено, после чего нагревание прекращают,П р и м е р (выполнение способа). Перед спуском секционной обсадной колонны в скважину на предварительно обезжиренные сопрягаемые поверхности стыковочного узла наносится методом залуживания легкоплавкий металл, например низкотемпературный припой ПОС 10, ПОССУ 4-6 или аналогичные, имеющие температуру плавления 250 - 300 С, толщиной слоя 1-2 мм, На внутреннюю поверхность обсадных труб,нагрева образует монолитное соединение40 сопрягаемых поверхностей, что обеспечи 17881955 10 15 20 25 30 35 40 45 50 ниже и выше сопрягаемых плоскостей, припаиваюттаким же припоем постоянные магниты-индикаторы. Затем. спускают в скважину и цементируют обычнь;м способом нижнюю секцию обсадных труб с установленной на ее голове нижней сопрягаемой поверхностью и магнитом-индикатором, После ожидания затвердения цемента (ОЗУ) нижней секции и подготовки ствола скважины спускают верхнюю секцию обсадных колонн, имеющих в нижней части сопрягаемую поверхность с магнитом-индикатором. Производят закачку цементного раствора в зэколонное пространство и стыковку верхней и нижней секций обсадных труб. Разгружают верхнюю секцию на 10-15 т и фиксируют ее в таком положении на устье скважины, Затем внутрь обсадной колонны спускают на каротажном кабеле нагреватель с датчиками. По длине спускаемого в скважину каротажного кабеля и показаниям приборов контооля нахождения индикаторов в колонне труб устанавливают нагреватель напротив сопрягаемых поверхностей стыковочного узла. Прохождение или установка датчиков напротив индикаторов фиксируется на устье скважины при помощи визуальных приборов контроля. Подают питание на нагреватель и производят прогрев участка сопрягаемых поверхностей обсадных колонн до температуры выше температуры плавления легкоплавкого металла - покрытия. Под действием веса верхней секции обсадных труб происходит перемещение - сжатие сопрягаемых поверхностей в среде расплавления металла, При этом жидкая прослойка обеспечивает сплошное заполнение микротрещин, сопрягаемых поверхностей стыковочного узла. При нагревании участка колонны - индикаторы отпаиваются от внутренней стенки обсадных труб и падают оседают) на забой скважины. Момент отпаивания магнитов фиксируется по приборам визуального наблюдения, установленным на устье скважины, Отсутствие магнитных меток свидетельствует о том, что металл-припой полностью расплавлено, после чего нагрев стыковочного узла прекращают, В процессе охлаждения и кристаллизации жидкой прослойки образуется металлическая связь сопряженных поверхностей, в результате чего получается монолитное и высокопрочное соединение стыковочного узла, Затем извлекают из скважины нагреватель с датчиками и производят дальнейшие работы по строительству скважины,Использование предлагаемого способа герметизации стыковочных узлов позволяетповысить прочность колонны обсадных труб эа счет образования металлической связи между сопрягаемыми поверхностямиобеспечить требуемую герметичность при любых условиях сложного нагружения,исключить возможность рассоединения стыковочного узла под действием внутренних избыточных давлений, снизить затраты времени и материалов на выполнение работ по устранению негерметичности колонны,что в свою очередь позволит повысить коммерческие скорости строительства скважин.Формула изобретенияСпособ герметизации соединений трубв скважине, включающий нанесение на сопрягаемые поверхности труб герметиэирующего покрытия, спуск в скважину и цементирование нижней секции труб. спуск в скважину верхней секции труб, закачку цементного раствора для крепления верхней секции труб и последующее совмещение сопрягаемых поверхностей верхней и нижней секций, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения герметичности и прочности соединения труб в скважине, в качестве герметизирующего покрытия используют мягкий металл, перед спуском труб в скважину с внутренней стороны труб под сопрягаемыми поверхностями устанавливают индикаторы в виде магнитных вставок путем соединения их с трубами мягким металлом герметизирующего покрытия, а после совмещения сопрягаемых поверхностейосуществляют контроль эа положением магнитных вставок и нагрев труб на участке соединения и расположения индикаторов, причем нагрев прекращают после получения сигнала об отсоединении магнитных вставок,1788195 орректор А из актор агэрина, 10 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгор каз 58 ВНИИ Составитель В.Гиче Техред М,Моргентал Тираж Подписное Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5