21.2.2. Конструктивные параметры, материал пластыря

Основным материалом для восстановления герметичности обсадных колонн методом установки заплат служит пластырь — тонкостенная продольно-гофрированная стальная труба.

С целью повышения качества герметизации пластырь по­крывают пластичным герметизирующим материалом.

Для герметизирующего покрытия применяют следующие материалы:

• полимерный состав на основе эпоксидной смолы ЭД-5, ЭД-6;

• гуммировочный состав на основе наирита НТ (ТУ 38-10518-77).

Для качественного восстановления герметичности скважин при ремонте обсадных колонн важно правильно выбрать оп­тимальную форму, периметр поперечного сечения и материал пластыря. Он должен свободно проходить в обсадной колон­не с зазором 6—10 мм с последующим плотным прижатием без механического нарушения к внутренней поверхности ре­монтируемого участка трубы. Для этого поперечному сече­нию пластыря придают вид фигуры, состоящей из сопряжен­ных участков выступов и впадин (рис. 22.2).

Периметр пластырей может быть рассчитан по методике, применяемой для звездообразных труб. Для пластырей с гофрами длину периметра определяют по формуле:

Где: — количество гофр; R — радиус выступов и впадин; k — коэффициент, учитывающий положение нейтрального слоя при изгибе; — толщина стенки пластыря; а — угол между соседними выступами; — угол, определяющий длину дуги впадины.

Рис. 21.2. Поперечный профиль пластыря:

1 — обсадная колонна; 2 — гофрированный пластырь

Расчетное число гофр пластыря можно оп­ределить по формуле:

где

— внутренний диаметр обсадной колонны.

Ниже приведены принятые количества гофр (лучей) для труб разного диаметра.

Для изготовления таких труб в качестве заготовки можно использовать тонкостенные цилиндрические стальные тру­бы, выпускаемые промышленностью по ГОСТ 8734 — 75 и 8732-78.

Гофрированные пластыри изготавливаются на роликовых установках протягиванием труб (НПО "Бурение").

Рис. 21.3. Дорнирующие головки к устройствам типа ДОРН:

а — механическая: 1 — корпус, 2 — цанговые калибрующие плечики с упругими свойствами материала; - б — механическая: 1 — комбинированный конус с цанговыми калибрующими плечиками, 2 — расширяющий конус; в — механическая: 1 — калибрующие плечики "ласточкин хвост", 2 — конус с направляющими "ласточкиного хвоста" д — гидравлическая с гладким конусом: 1 — корпус, 2 — гладкий конус, 3 — манжета, 4 — калибрующие секторы; е— гидравлическая с профильным конусом: 1 — профильный конус, 2 — корпус, 3 — манжета, 4 — калибрующие секторы;

Рис. 21.4. Устройство для транспортировки и установки пластырей в обсад­ных колоннах типа ДОРН:

а — модификация Д-1 первого исполнения: 1 — упор, 2 — пластырь, 3 — конус, 4 — разделительная камера, 5 — манжета, 6 — калибрующие секто­ры, 7 — штанга, 8 — силовой телескопический гидравлический цилиндр, 9 — обратный клапан; б — модификация Д-1 второго исполнения: 1 — упор, 2 — пластырь, 3 — конус, 4 — калибрующие секторы, 5 — манжета, 6 — штанга, 7 — силовой гидравлический цилиндр, 8 — обратный клапан; в — модификация Д-1 третьего исполнения: 1 — сливной клапан, 2 — залив­ной клапан, 3 — силовой гидравлический цилиндр, 4 — пластырь, 5 — штан­га, 6 — гидравлическая дорнирующая головка; г — модификации Д-2: 1 — циркуляционный клапан, 2 — гидравлический якорь, 3 — пластырь, 4 — гидравлическая дорнирующая головка

Таблица 21.1.

Характеристики технических устройств

зарубежных (США) и отечественных ( ВНИИКРнефть)

для установки пластырей в обсадной

Выбор и подготовка пластыря

Пластырь, предназначенный для восстановле­ния герметичности осадной колонны, выбирают по длине и диаметру в зависимости от размера дефекта и внутреннего диаметра обсадной колонны.

Длина пластыря

где

I_A -длина дефекта по образующей обсадной колонне;

I - длина отрезка от торца пластыря до дефекта,

здесь

R — радиус срединной поверхности пластыря после придания ему цилиндрической формы;

— коэффициент Пуассона;

h — толщина стенки пластыря.

С учетом накопленного опыта и технических возможнос­тей при изготовлении трубных заготовок длину пластыря без сварки встык принимают от 3 до 9 м. Периметр пластыря в поперечном сечении берут равным внутреннему периметру обсадной колонны в месте ее негерметичности или несколько больше его, так как натяг не должен превышать +3,5 %. При этом осевые усилия запресовки будут не более 200 кН.

Перед спуском в скважину наружную поверхность плас­тыря покрывают герметизирующим составом толщиной не более 1 мм. На нижний конец пластыря, надеваемый на ко­нус дорнирующей головки на участке длиной 300 мм, покры­тие не наносят. Этот участок обеспечивает достаточно на­дежное предварительное сцепление с обсадной колонной.

Выдержка перед нанесением герметизирующего покрытия до спуска пластыря в скважину определяется временем схва­тывания (затвердевания) герметизирующего материала.

Так, гуммировочный состав на основе наирита (НТ) по ТУ 30-10518-77 рекомендуется наносить за несколько суток и освежать последним слоем за 2-3 ч до спуска в скважину; применение полимернго состава на основе эпоксидных смол ЭД5, не должно превышать 2-4 ч.