Устройство для опрессовки обсадных колонн в скважине

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕССОВКИ ОБСАДНЫХ КОЛОНН В СКВАЖИНЕ, включаквдее корпус с рядами радиальных отверстий, выше и ниже которых на нем установлены уплотнительные элементы, и дифференциальную втулку, отличающее с я тем, что, с целью упрощения технологии опрессовки, дифференциальная втулка подпружинена относительно корпуса, имеет два ряда радиальных отверстий и установлена с возможностью совмещения одного ряда ее отверстий с одним из рядов отверстий корпуса при транспортном положении устройства, а второго ряда отверстий втулки с другим рядом отверстий корпуса - в рабочем положении устройства .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЩ4АЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (1D

3(5D Е 21 В 33 10 Е 21 В 1 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ (21) 3349961/22-03 (22) 28. 10.81 (46) 15.08 83. Бюл. 9 30 (72) A.A. Цыбин, A.A. Гайворонский, П. A . .Моржиц, A . .И . Лис ов, В . В . Торопынин и Б.Я.Зарецкий. (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт буровой техники (53) 622.248(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 142602, кл. Е 21 В 33/122, 1961.

2. Патент США 9 3503249, кл. 7349.1, опублик. 1970 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕССОВКИ ОБСАДНЫХ КОЛОНН В СКВАЖИНЕ, включающее корпус с рядами радиальных отверстий, выше и ниже которых на нем установлены уплотнительные элементы, и диффе" ренциальную втулку, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью упрощения технологии опрессовки, дифференциальная втулка подпружинена относительно корпуса, имеет два ряда радиальных отверстий и установлена с воэможностью совмещения одного ряда ее отверстий с одним из рядов отверстий корпуса при транспортном положении устройства, а второго ряда отверстий втулки с другим рядом отверстий корпуса — в рабочем положении устройства.,1035192.

Изобретение относится к бурению, креплению и ремонту скважин, в частности к устройствам для опрессовки обсадных колонн в скважине и определения интервалов их негерметичности.

Известно устройство для опрвссовки обсадных колонн, включающее корпус, к которому прикрепляется центральный патрубок с отверстиями, две резиновые манжеты с промежуточным кольцом, металлическое кольцо с от- 10 верстиями, совпадающими с отверстиями патрубка, фонарь со шлипсом и клапан (1) .

Недостатками данного устройства являются сложная конструкция и техно-)5 логия его применения, а также невысокая надежность в работе.

Наиболее близким к изобретению яв- . ляется устройство для опрессовки обсадных колонн в скважине, включающее корпус с рядами радиальных отверстий, выше и ниже которых установлены на нем уплотнительные элементы и дифференциальные втулки (2).

Недостаток иэзестного устройства заключается в сложности его использования, поскольку оно не обеспечивает самозаполнение и опорожнение труб жидкостью при спуске их в скважину и требует для проведения этих операций дополнительных работ.

Цель изобретения — упрощение технологии опрессовки обсадной колонны.

Укаэанная цель достигается тем, что в устройстве для опрессовки обсадных колонн в скважине, включающем корпус с рядами радиальных отверстий, выше и ниже которых на нем установлены уплотнительные элементы, и диф- . ференциальную втулку, последняя под" пружинена относительно корпуса, име- 40 ет два ряда радиальных отверстий и установлена с возможностью совмещения одного ряда ее отверстий с одним из рядов отверстий корпуса при транспортном положении устройства, а вто- 45 рого ряда отверстий втулки с другим рядом отверстий корпуса — в рабочем положении устройства.

На фиг. 1 показано устройство для опрессовки обсадных колонн в скважине в транспортном положении, общий вид; на фиг. 2 - то же, при расширенных уплотнительных элементах в начальный период закачки опрессовочной жидкости в насосно-компрессорные тру-. бы; на фиг. 3 — то же, при закачке опрессовочной жидкости в межтрубное пространство между пакерующими элементами; на фиг. 4 - то же, при опрессовке обсадной колонны заданным по величине давлением.

Устройство для опрессовки обсадных колонн в скважине состоит из сос.тавного корпуса 1, части которого связаны переходником 2 в корпусе вы-. полнено два ряда радиальных оТВерстий 3 и 4, над и под которыми установлены два уплотнительных пакетирующих элемента 5. Внутренняя полость корпуса перекрыта внизу заглушкой б.

Верхний ряд отверстий 3 перекрыт дифференциальной втулкой 7 с двумя рядами радиальных отверстий 8 и 9, подпружиненной снизу пружиной 10. Один из рядов отверстий 4 в корпусе совмещен при транспортном положении устройства с одним иэ рядов отверстий. 9 во втулке (фиг. 1). Пружина установлена на кольце 11, снабженном ограничительной втулкой 12 с радиальным отверстием 13. Вращение втулки 7 относительно корпуса исключается шпонкой 14, расположенной между ними.

Второй ряд отэерстий 3 корпуса 1 совмещается в рабочем положении устройства с рядом отверстий 8 втулки 7.

Опрессовка обсадной колонны осуществляется следующим .образом.

Устройство спускается на насоснокомпрессорных трубах (не показаны) в обсадную колонну 15 Отверстия 4 имеют такой диаметр, что площадь их поперечного сечения согласно гидравлическому расчету обеспечивает в период спуска заполнение (или в период подъема — опорожнение) насосно-компрессорных труб водой из межтрубного пространства, В то же время, истечение воды через отверстия 4 при закачке воды в насосно-компрессорные трубы создает за счет гидродинамического сопротивления избыточное давление в насосно-компрессорных трубах.

После спуска устройства в обсадную колонну 15 на необходимую глубину в,, насосно-компрессорные трубы эакачивают опрессовочную жидкость (воду). При создании внутреннего избыточного давления эа счет гидродинамических сопротивлений в отверстиях 4 на втулку 7 действует осевая сила сверху вниз, которая по.расчета достаточна, чтобы поджать пружину на величину, необходимую для перемещения втулки 7 вниз до полного разобщения отверстий 4 и 9 (фиг. 2). Дальнейшее увеличение избыточного давления в трубах обеспечивает запакеровку уплотнительными элементами 5 устройства обсадной колонны 15 (фиг. 2).

При увеличении избыточного давления в насосно-компрессорных трубах до величины Р, при которой происходит полное сжатие пружины, втулка

7 перемещается вниз до упора в ограничительную втулку 12. При этом радиальные отверстия 8 втулки 7 совмещаются с радиальными отверстиями 3 в корпусе и осуществляется закачи-вание воды в межтрубное пространство между уплотнительными элементами 5 (фиг. 3). После создания расчетного опрессовочного давления P „p в межтрубном пространстве закачку воды з

1035192 насосно-компрессорные трубы прекращают. В результате, как только давление Р „О, в насосно-компрессорных трубах частично снизится, втулка 7 под действием пружины 10 сместится вверх и отверстия 3 будут перекрыты (фиг.4) 5

Если давление в межтрубном пространст ве будет снижаться из-за негерметичности обсадной колонны 15,то избыточное давление в насосно-компрессорных трубах превысит величину Рр,и втулка t0

7 переместится опять вниз до упора во втулку 12. При этом радиальные отверс-тия 3 и 8.совпадут и, следовательно, давление в насосно-компрессорных трубах будет также снижаться. Таким об--)5 разом, будет установлено: герметична обсадная колонна 15 или нет в интер.вале между пакерующими элементами.

После сброса избыточного, давления в насосно-компрессорных трубах до нуля устройство принимает исходное положение (фиг. 1), позволяющее перемещать его вниз или вверх в обсадной колонне с целью опрессовки ниже или выше расположенных интервалов, например, для определения интервалов негерметичности прн ремонтно-изоляционных работах.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства заключается в снижении материальных затрат, связанных с проведением дополнительных работ при опрессовке обсадных. колонн в скважине.и за счет сокращения времени на проведение опрес-.. совки.

1035192

1Р

12

ФУ2. g

Составитель В. Родина

Редактор Л.Повхан Техред М. гностик Корректор О. Тигор

Заказ 5779/29 Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35 Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП . Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4