6.4.3. Поиск дефекта в обсадных колоннах

Эффективность ремонта негерметичных обсад­ных колонн методом установки металлического пластыря на дефект зависит от качества обследования скважины с целью выявления дефекта, его местонахождения, формы и размера.

В отечественной и зарубежной практике поиск негерме­тичности колонны осуществляется разнообразными методами и техническими средствами, имеющими свои преимущества и недостатки.

Эффективными техническими средствами для поиска де­фекта являются пакеры и самоуплотняющиеся манжеты мно­горазового действия различных конструкций. К недостаткам этих устройств относится то, что они не позволяют определить характер (форму и размер) дефекта.

Такие приборы, как фото- и телекамеры, дают информа­цию не только о глубине расположения, но и характере дефек­та. Однако их широкое практическое применение — дело бу­дущего.

Пакер

Пакер конструкции ОКБ типа ПШ (рис. 6.9.), применяемый в основном при гидравлических разрывах плас­та и изоляционных работах, состоит из штока 4, на который надеты конус 7, дюралюминиевые кольца 2, 5, 6 и резиновые манжеты 3. На верхний конец штока навинчена головка 1, на нижний — короткий хвостовик 10. На хвостовике укреплен фонарь 9, имеющий плашки 8, пружины 11 и замок 13. Поло­жение фонаря на хвостовике фиксируется замком 13 при по­мощи штифта 12.

Пакер спускают в скважину на трубах. Для удержания его в колонне над ним устанавливают гидравлический якорь. Спу­стив пакер на необходимую глубину, проворачивают трубы вправо на один-два оборота.

В следствие этого штифт 12 попадает в длинную про­резь замка 13. Затем трубы спускают вниз, при этом фонарь 9 удерживается пружинами 11 в эксплуатационной ко­лонне в верхнем положении.

Конус 7 распирает плашки 8, удер­живает пакер в эксплуатационной ко­лонне. При сжимающей нагрузке до 100 кН (10 т), создаваемой массой ко­лонны труб, резиновые манжеты 3 рас­ширяются и герметизируют кольцевое пространство скважины. Резиновые манжеты пакера устроены так, что в сжатом виде они принимают грушеоб­разную форму. С повышением давле­ния под пакером края манжет плотно прижимаются к стенке эксплуатацион­ной колонны, создавая дополнительное уплотнение, что является основным пре­имуществом пакера типа ПШ.

Пакер извлекают на поверхность при подъеме труб, при этом конус па­кера выходит из-под шлипсов и контакт их со стенкой колонны нарушается, уп-лотнительные манжеты разгружаются и принимают размеры, близкие к перво­начальным.

Промежуточный пакер ППГМ1 с гидромеханическим управлением состо­ит из уплотняющего и заякоривающего узлов, устройства гидропривода и ша­рового клапана.

Пакер без шарика спускают в сква­жину на колонне насосно-компрессор-ных труб на необходимую глубину. За­тем колонну труб приподнимают на оп­ределенную высоту, сбрасывают в нее шарик и подают давление. Под давле­нием цилиндр гидропривода перемеща­ется вверх, плашки находят на конус, и пакер заякоривается в скважины. За­тем колонну насосно-компрессорных труб спускают, под действием массы труб уплотнительные элементы сжимаются и герметично разобщают два пространст-

Рис. 6.9. Пакер ПШ-168: 1-головка; 2,5,6 - дюралюминиевые кольца; 3-манжета; 4-шток; 7-конус; 8-плашка; 9-фонарь; 10-хвостовик; 11-пружина; 12-штифт; 13-замок

ва в скважине. При дальнейшем увеличении давления срезаются винты клапана. Клапан с шариком падает на забой скважины.

Пакер извлекают из скважины при подъеме колонны на-сосно-компрессорных труб без проведения дополнительных работ.

Техническая характеристика пакеров ППГМ1

	ППГМ1-114-160	ППГМ1-122-160	ППГМ1-133-160	ППГМ1-142-160
Условный диаметр экслуатационной колонны, мм	146	146	168	168
Максимальный перепад давлений на пакере, МПа	16
Максимальная температура рабочей среды, °С	50	150	150	150
Диаметр присоединительной резьбы гладких насосно-компрессорных труб, мм	73	73	89	89
Габаритные размеры, мм: наружный диаметр диаметр канала длина канала	114 62 1655	122 62 1655	133 76 1880	42 76 1880
Масса, кг	43	47	63	70

Гидравлический модернизированный пакер ПГ-500 (рис. 6.10.) состоит из головки 1, к верхней части которой присоеди­нены гидравлический якорь и колонна заливочных труб, а к нижней — шток 5 и опорное дюралюминиевое кольцо 2. На шток надеты ограничитель 4 с ограничительной манжетой 3, упор б и гидравлическая манжета 7.

К нижней части штока присоединен корпус фонаря 8 зак­рытого типа. Фонарь имеет три башмака, расположенные под углом 120° по окружности корпуса. Каждый башмак подпира­ется изнутри тремя цилиндрическими пружинами, находящи­мися в глухих отверстиях корпуса фонаря. Верхнее и нижнее упорные кольца предотвращают выпадение башмаков. К ниж­ней части корпуса крепится клапан пакера с дроссельным шту­цером 10.

Для уплотнения пакера ПГ-500 в колонну заливочных труб закачивают жидкость с расходом 2—2,5 л/с. При этом в шту­цере возникает перепад давления 0,3—0,5 МПа. Через отвер­стия в корпусе фонаря жидкость проходит во внутреннюю полость гидравлической манжеты 7 и расширяет ее до сопри­косновения со стенкой колонны. Под влиянием перепада давления сжимается пружина клапана, откры­ваются его прямоугольные окна, и жидкость проходит в пространство под пакером. При дальнейшем повышении давления под па­кером гидравлическая манжета расширя­ется и окончательно уплотняет затрубное пространство. В результате создания вы­сокого давления под пакером он выталки­вается вверх вместе с колонной заливоч­ных труб, вследствие чего нарушается его уплотнение. Для удержания пакера на ме­сте применяют гидравлический якорь, ко­торый устанавливают непосредственно над пакером. На промыслах нашей страны наи­большее распространение получили гидрав­лические якори конструкции ОКБ «По бес­штанговым насосам».

Н а промыслах Азербайджана для опре­деления места дефекта эксплуатационной колонны применяют самоуплотняющийся гидравлический пакер (рис. 6.11.). Пакер спускают в скважину с открытой манже­той 1 при крайнем нижнем положении кор­пуса 2 в цилиндре 4.

Поинтервальную опрессовку эксплуата­ционной колонны ведут сверху вниз, зака­чивая жидкость в кольцевое пространство между обсадными и насосно-компрессор-ными трубами. Под действием избыточно­го давления, создаваемого над пакером, ре­зиновая манжета 1, расширяясь, изолиру­ет кольцевое пространство в колонне. Ме­сто дефекта в эксплуатационной колонне обнаруживается по падению давления или уровня в кольцевом пространстве скважи­ны. Для извлечения пакера из скважины в колонну насосно-компрессорных труб бро­сают шар 5 и закачивают жидкость. Шар садится на седло заглушки б, а жидкость, протекая через отверстия в нижней части патрубка 7, давит на поршень снизу. Ко­жух 8 и поршень поднимаются вверх. Ход поршня вверх прекращается, когда нижняя уплотнительная манжета поднимается выше

отверстий в верхней части цилин­дра и давление в трубах упадет. При полном подъеме поршня сра­батывает стопорное устройств, бла­годаря чему предотвращается про­извольное освобождение резино­вой манжеты 1 при подъеме паке­ра.

Устройство для опрессовки об­садных колонн (рис. 6.12.) состоит из корпуса 3 с верхним 4 и

Рис. 6.10. Пакер гидравлический, модернизированный ПГ-500: 1-головка; 2-кольцо опорное; 3-ограничительная манжета; 4-ограничитель; 5-шток; 6-упор; 7-гидравлическая манжета; 8-фонарь; 9-башмаки; 10-штуцер

ниж­ним 11 отверстиями. На наружной поверхности корпуса расположена самоуплотняющаяся манжета дву­стороннего действия 9; выше ман­жеты напротив отверстия 4 зафик­сирована уплотняющая срезная втулка 5 с седлом под шар 2. Ниже втулки размещено с зазором гнез­до б и шпилевая опора 7 с перфо­рацией.

Устройство опускается в скважину на насосно-компрессорных трубах 1 для опрессовки об­садной колонны 10 и поиска ее дефектов 8.

После спуска устройства в сква­жину без шара 2 создается пооче­редно гидравлическое давление со­ответственно по колонне и по НКТ.

В случае герметичности выше манжеты или ниже ее стрелка ма­нометра стабильно показывает за­данное опрессовочное давление, созданное насосным агрегатом.

Если давление падает, то соот­ветственно выше манжеты или ниже ее колонна негерметична. В этом случае давление снимают, а ус­тройство поднимают или соответ­ственно опускают в заданный ин­тервал. Процесс опрессовки повто­ряют. Таким образом, при шаговом спуске или подъеме устройства спрессовывают колонну и опре­деляют место ее дефекта.

По окончании процесса опрессовки колонны в НКТ спус­кают шар 2, создают избыточное давление. Втулка 5 с помощью шара 2, залегшего в ее седло, срезается и открывает от­верстие 4. Шар 2, проталкивая втулку 5, остается на шпилевой опоре 7, втулка падает в гнездо 6. Так обеспечивается при подъе­ме устройства переток жидкости в колонне через отверстие 4, перфорационное отверстие шпилевой опоры 7 и отверстие 11. Для определения характера, формы и размеров дефекта обсадной колонны, а также уточнения места его нахождения применяют фото- и телекамеры, резиновые баллоны, прижим­ные рычажные плашки с оттискным слоем (печати).