Гидравлическое устройство и способ обнаружения и заделки отверстий или трещин в насосно-компрессорных трубах нефтедобывающей скважины - RU2018141950A

1. Гидравлическое устройство для заделки трещин и отверстий в насосно-компрессорных трубах нефтяных скважин, расположенных под землей, на месте повреждения, при этом данное устройство собирается вдоль 4 участков с общей длиной в пределах от 2,00 м до 3,00 м и диаметром в пределах от 70 мм до 80 мм, и указанное устройство содержит

a) верхний участок, который содержит один верхний цилиндр 13А и верхние средства для перемещения;

b) удлинительный участок, который содержит верхний поршень 19В, верхние средства для заделки, расположенные в верхней части верхнего поршня, одну удлинительную трубу 24 В, к верхней части которой прикреплен верхний поршень 22В при помощи двух установочных болтов, а нижняя часть которой соединена с центральным участком, и один нижний переходник 25С, соединяющий нижнюю часть удлинительного участка с центральным участком;

c) центральный участок, который содержит центральный цилиндр 26С, нижние средства для перемещения, и в котором нижняя часть центрального участка соединяется с корпусом нижнего поршня;

d) нижний участок, который содержит корпус нижнего поршня 27D, нижняя часть которого содержит два установочных болта 22D, один нижний цилиндр 29D, один нижний поршень 28D, нижние средства для заделки, один скользящий конус 31d, и средства для крепления, которые содержат один корпус 33D и два клина 32D.

2. Гидравлическое устройство по п. 1, в котором верхняя часть верхнего цилиндра 13А соединена с ловильной шейкой 12 с помощью резьбового соединения, а его нижняя часть соединена с удлинительным участком с помощью патрубка 18А.

3. Гидравлическое устройство по п. 1, в котором верхние средства для заделки верхнего участка содержат: две прокладки 14А, два фиксирующих резиновых элемента 15А, два резиновых фиксатора 16А и одну регулировочную гайку 17А для регулировки фиксирующих резиновых элементов.

4. Гидравлическое устройство по п. 3, в котором фиксирующие резиновые элементы имеют форму усеченного конуса, при этом его верхняя часть имеет больший диаметр.

5. Гидравлическое устройство по п. 1, отличающееся тем, что верхний поршень удлинительного участка имеет внешний диаметр, который постепенно изменяется в направлении сверху вниз, при этом верхняя часть имеет больший диаметр, а фланец действует как упор; также имеется вторая часть поршня, диаметр которой уменьшается на величину, равную длине компенсаторов; и оставшаяся часть, которая имеет еще меньший диаметр, и входит в удлинительную трубу после прохождения через верхние средства для заделки; при этом вокруг нижней части поршня установлена разрывная мембрана, которая опирается на фиксатор мембраны.

6. Гидравлическое устройство по пп. 1 и 5, отличающееся тем, что верхние средства для заделки расположены на части поршня с меньшим диаметром, при этом они содержат три компенсатора 20В, прикрепленных к верхнему концу удлинительной трубы 24В с помощью верхнего фиксатора уплотнения 21В.

7. Гидравлическое устройство по п. 1, отличающееся тем, что удлинительная труба имеет срезные установочные болты в ее верхней части 22В, которые удерживают верхний поршень, а в ее нижней части установлен нижний переходник, с помощью которого она соединена с центральным участком.

8. Гидравлическое устройство по п. 1, отличающееся тем, что нижние средства для перемещения, расположенные в центральном участке, содержат две прокладки 14С, два фиксирующих резиновых элемента 15С и один резиновый фиксатор 16С.

9. Гидравлическое устройство по пп. 1 и 8, в котором фиксирующие резиновые элементы выполнены в форме усеченного конуса, противоположные стороны которого, сверху и снизу, имеют больший диаметр.

10. Гидравлическое устройство по п. 1, отличающееся тем, что в верхней части нижнего цилиндра нижнего участка выполнено два отверстия для протока 35D, которые сообщаются с внутренней частью корпуса; а в нижнем конце нижнего участка предусмотрена разрывная мембрана 34D, удерживаемая при помощи одного фиксатора мембраны 23D.

11. Гидравлическое устройство по п. 1, отличающееся тем, что поршень, расположенный в кольцевом пространстве между корпусом и цилиндром, имеет диаметр, постепенно изменяющийся вдоль трех частей: первая часть с диаметром, соответствующим диаметру корпуса; вторая часть с немного меньшим диаметром и длиной, равной длине нижних компенсаторов; и третья часть с диаметром меньше диаметра второй части, которая проходит через нижние средства для заделки и входит в скользящий конус.

12. Гидравлическое устройство по пп. 1 и 11, в котором нижние средства для заделки содержат три компенсатора 20D, положение которых регулируется при помощи одного нижнего фиксатора уплотнения 30D, расположенного в нижней части нижнего поршня.

13. Гидравлическое устройство по пп. 1 и 10, в котором скользящий конус 31D установлен на нижнем конце нижнего поршня и перемещается между нижним фиксатором уплотнения и нижним цилиндром.

14. Способ заделки отверстий, трещин или утечек в соединениях на месте повреждения, которые появляются в подземных насосно-компрессорных трубах нефтяных скважин, используемых для подъема флюидов на поверхность, в том числе нефти из нефтяных скважин, отличающийся тем, что он содержит следующие этапы:

I. перемещают гидравлическое устройство по пп. 1-13;

II. определяют местоположение отверстия или трещины;

III. устанавливают верхний участок;

IV. устанавливают нижний участок;

V. выполняют герметичную заделку.

15. Способ заделки по п. 14, в котором перемещение гидравлического устройства выполняют при помощи рабочей жидкости, которая нагнетается с поверхности, попадает в устройство через ловильную шейку 12 и проходит через верхний цилиндр 13А до сжатия в разрывной мембране 34В, тем самым вынуждая гидравлическое устройство перемещаться вниз, через внутреннюю часть насосно-компрессорных труб, при этом флюид снаружи гидравлического устройства вызывает расширение фиксирующих резиновых элементов 15А, контролируя перемещение и обеспечивая принудительное выталкивание флюида, содержащегося в насосно-компрессорных трубах под гидравлическим устройством, через место утечки 10 в насосно-компрессорных трубах 03 до тех пор, пока средства для обнаружения или фиксирующий резиновый элемент 15С, находящийся в перевернутом положении, не закроет отверстие или трещину, тем самым устраняя утечку.

16. Способ заделки по п. 14, отличающийся тем, что в момент, когда отверстие или трещина 10 закрыто, давление, измеренное на поверхности, увеличивается до 8273,76 кПа (1200 фунт/дюйм²), что приводит к разрушению срезных установочных болтов 22В и освобождению верхнего поршня 19В, который начинает перемещаться вниз через внутреннюю часть удлинительной трубы 24В удлинительного участка, и затем перемещается внутрь верхних компенсаторов 20В и прижимает их к внутренним стенкам насосно-компрессорных труб 03, устанавливая верхний участок гидравлического устройства и герметично заделывая его.

17. Способ заделки по п. 14, в котором после фиксации верхнего участка гидравлического устройства, фиксируют нижний участок, для чего увеличивают давление до 15168,56 кПа (2200 фунт/дюйм²), что приводит к разрушению верхней разрывной мембраны в верхнем участке 34В; после этого давление снижают до исходного низкого значения, и нагнетаемый флюид проходит вниз через удлинительную трубу 24В удлинительного участка в центральный цилиндр 24В центрального участка и в нижний цилиндр 29D нижнего участка, после чего флюид начинает давить на нижнюю разрывную мембрану 34D, после которого давление флюида увеличивают, чтобы флюид прошел через отверстия для протока 35D в нижнем цилиндре 29D до тех пор, пока он не начнет давить на нижний поршень 27D и пока не будет достигнуто давление 9652,72 кПа (1400 фунт/дюйм²), при котором разрушаются нижние срезные установочные болты 22D, из-за чего нижний поршень 24В начинает перемещаться вниз до того, как он попадет внутрь нижних компенсаторов 20D и прижмет их к внутренним стенкам насосно-компрессорных труб 03, тем самым устанавливая нижний участок гидравлического устройства и герметично заделывая его.

18. Способ заделки по п. 14, в котором с помощью увеличения давления, используемого для крепления внутреннего участка, скользящий конус 31D, который привинчен к нижнему поршню 28D, закрепляют в клиньях 32D через внутреннюю часть корпуса 33D, тем самым нижний участок гидравлического устройства остается герметично заделанным и прикрепленным к стенкам насосно-компрессорных труб 03.

19. Способ заделки по п. 14, в котором после крепления верхнего и нижнего участков гидравлического устройства для заделки отверстий, трещин или мест утечки по пп. 1-13, выполняют проверку расположения гидравлического устройства, и после этого нижнюю разрывную мембрану 34D разрушают, в результате чего нижний 29D, центральный 26С и верхний цилиндры 13А начинают сообщаться друг с другом, благодаря чему флюиды 08 могут нормально проходить через внутреннюю часть гидравлического устройства и насосно-компрессорные трубы в любом направлении.