Устройство для изоляционных работ в скважинах

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗОЛЯЦИОННЫХ РАБОТ В СКВАЖИНАХ, включающее корпус, коаксиально размещенный в корпусе хвостовик с осевым каналом, в котором выполнено посадочное седло, запорный элемент, ограничители перемещения хвостовика и заливочную колонну, о т л и ч а ю щ е ее я тем, что, с целью повышения надежности изоляционных работ-за счет .возможности контроля положенчй хвостовика в процессе изоляционных работ , оно снабжено обратным клапаном. размещенным в осевом канале хвостовика под посадочным седлом, втулкой, установленной снаружи хвостовика, подпружиненной относительно последнего с двух сторон и выполненной с двумя рядами радиальных отверстий и с ограничителями ее верхнего и нижнего перемещения, а хвостовик под посадочным седлом выполнен с верхними заливочными отверстиями, а под обратным клапаном - с нижними заливочными отверстиями, причем расстояние по .высоте между ближайшими заливочными и радиальными отверстиями равно ходу втулки до ограничителей ее перемещения.„ 2.Устройство по П.1, о т л и .- g чающееся тем, что ограничи (Л тели перемещения хвостовикаустановлены на заливочной колонне и выполнены в виде шарнирных защелок, 3.Устройство по пи. 1 и 2, о т личающееся тем, что ограничители верхнего и нижнего.перемещения втулки выполнены в виде продольных сквозных пазов во втулке и штифтов , жестко закрепленных на хвостовике и заходяших в сквозные пазы.

союз советских социАлистичесних

РеспуБлин (19) (11) 3(51) Б 21 В 33/13

l" госудА ственный номитет ссс1 по делАм иэоБРЙтений и отнРьп ий (21) 3407705/22-03 (22) 12.03.82 (46) 30.12.83. Бюл. Р 48 (72) Г.И, Григоращенко, С.М. Игнатов, В.Г; Решетников., A.Т. Кошелев. и С.В. Усов (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по. креплению скважин и буровым растворам (53) 622.245.42(088. 8) (56) 1, Мицевич В.И. Справочник инженера по бурению. М., "Недра", 1973, т. 2, с. 120-121.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 487227, кл. Е 21 В 33/13, 1969 (прототип). (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗОЛЯЦИОННЫХ РАБОТ В СКВАЖИНАХ, включающее корпус, коаксиально размещенный в корпусе хвостовик с осевым каналом, в котором выполнено посадочное седло, запорный элемент, ограничители перемещения хвостовика и заливочную колонну, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности изоляционных работ за счет возможности контроля положеннй хвостовика в процессе изоляционных работ, оно снабжено обратным клапаном, размещенным в осевом канале хВосТовика под посадочным седлом, втулкой, установленной снаружи хвостовика, подпружиненной относительно последнего с двух сторон и выполненной с двумя рядами радиальных отверстий и с огранияителями ее верхнего и нижнего перемещения, а хвостовик под посадочным седлом выполнен с верхними заливочными отверстиями, а под обратным клапаном — с нижними заливочными отверстиями, причем расстояние по .высоте между ближайшими заливочными и радиальными отверстиями равно ходу втулки до ограничителей ее перемещения.

2. Устройство rio rr.1, о т л и — Я ч а ю щ е е с я тем, что ограничители перемещения хвостовика установлены на заливочной колонне и выполнены в виде шарнирных защелок.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о т — 2 л и ч а ю щ е е с я тем, что ограничители верхнего и нижнего перемеще. ния втулки выполнены в виде продольных сквозных пазов во втулке и штифтов, жестко закрепленных на хвостовике и заходящих в сквозные пазы.

1063982

Изобретение относится к бурению и ремонту скважин, а именно к устройствам для проведения изоляционных работ при ликвидации негерметичности преимущественно в обсадных колоннах путем закачивания тампонажного раствора.

Известено, устройство для изоляционных работ, содержащее пакер, !

;к нижней части которого присоединя1ется разбуриваемый хвостовик. Устройство на заливочной колонне спускается в скважину, причем конец хвостовика устанавливается в подошве изолируемой зоны, после чего закачивает ся тампонажный раствор P) . 15

Недостатком устройства является невысокая надежность изоляционных работ из-за возмсжногo смешивания тампонажного раствора со скважинным.

Наиболее близким к предлагаемому 7р является устройство для изоляционных работ, включающее корпус, коаксиально размещенный в корпусе хвостовик, с осевым каналом, в котором выполнено посадочное седло, напорный элемент 25 ограничители перемещения хвостовика и заливочную колонну Я .

Недостатком известного устройства является низкая надежность перемещения хвостовика, обусловленная малыми перепадами давления при его перемещении и отсутствием информации о достижении хвостовиком крайнего верхнего или крайнего нижнего положений, что в случае заклинивания в промежуточном положении может привести к его прихвату тампонажным раствором и возникновению аварийной ситуации.

Цель изобретения — повышение надежности изоляционных работ эа счет возможного контроля положения хвосто-40 вика в процессе изоляционных работ>

Поставленная цель достигается тем, что устройство для изоляционных работ в скважине, включающее корпус, коаксиально размещенный в корпусе 4$ хвостовик с осевым каналом, в котором выполнено посадочное седло, запорный элемент, ограничители йеремещения хвостовика и заливочную колонну, снабжено обратным клапаном, размещенным в осевом канале хвостовика под посадочным седлом, втулкой, установленной снаружи хвостовика, подпружи,ненной относительно последнего с двух сторон и выполненной с двумя рядами радиальных отверстий и с ограничи55 телями ее верхнего и нижнего перемещения, а хвостовик под посадочным седлом выполнен с верхними заливочными отверстиями, а под обратным клапаном — с нижними заливочными от -- 60 верстиями, причем расстояние по вы" соте между ближайшими заливочными и радиальными отверстиями равно ходу втулки до ограничителей ее переме,щения. 65

При этом ограничители перемещения хвостовика установлены на заливочной колонне и выполнены в виде шарнирных защелок.

Кроме того, ограничители верхнего и нижнего перемещения втулки выполнены в виде продольных сквозных пазов во втулке и штифтов, жестко закрепленных на хвостовике и заходящи сквозные пазы.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 — то же, в рабочем (нижнем) положении.

Устройство для изоляционных ра бот в скважинах включает корпус 1, спускаемый на заливочной колонне 2, I подвижный хвостовик 3 с осевым каналом 4, в котором выполнено посадочное седло 5, запорный элемент, например шар 6, ограничители 7 и 8 перемещения хвостовика. Под посадочным седлом 5 в осевом канале хвостовика установлен обратный клапан 9 с запорным элементом, выполненным, например, в виде шара 10. Снаружи хвостовика установлена втулка 11, подпружиненная с двух сторон с помощью пружин 12 и 13, взаимодействующих с опорными (подвижными) шайбами 14 и

15. Втулка выполнена с двумя рядами радиальных отверстий: верхних 16 и нижних 17. Кроме того, втулка 11 имеет ограничители ее верхнего и нижнего перемещений, выполненные в виде продольных сквозных пазов 18 на хвостовике и штифтов 19, жестко закрепленных на нем и заходящих в пазы.

Хвостовик 3 выполнен с верхними заливочными 20 и нижними эаливочными

21 отверстиями, при этом расстояние по высоте между ними равно половине хода втулки, или расстояние между радиальными отверстиями равно длине продольных сквозных пазов 18. При этом условия обеспечивается совмещение радиальных и эаливочных отверстий в рабочем положении устройства или, что эквивалентно, расстояние по высоте между ближайшими заливочными и радиальными отверстиями равно ходу втулки до ограничителей ее перемещения.

В нижней части корпуса имеется разрезное стопорное кольцо 22 с сальниковым узлом 23.

Устройство работает следующим образом.

После спуска в скважину на заливочной, колонне 2 устройство устанавливается выше изолируемого интервала на расстояние, равное длине хвостовика 3. .В корпусе 1 бросают запорный элемент 6, который садится на седло 5. При нагнетании в заливочную колонну 2 жидкости создается избыточное давление, действующее на поперечное сечение хвостовика.

1063982

При определенном осевом усилии разрезное стопорное кольцо 22 разжимается и освобождает хвостовик 3,. который под действием собственного веса и перепада давления, возникающего при нагнетании жидкости в заливочную колонну 2, выдвигается вниз, причем давление может быть сколько угодно большим, что обеспечивает надежное выдвижение хвостовика 3 в искривленных скважинах. Сразу после освобождения хвостовика 3 втулка 11 . под действием пружин 12 занимает среднее (нейтральное) положение, при этом отверстия 20, 16 и 21, 17 разоб. щаются. Когда хвостовик 3 дохОдит 15 до конца, подпружиненные ограничители 8 перемещения упираются в нижнюю опорную шайбу 15, пружины 13 сжимаются и втулка 11 перемещается вверх относительно хвостовика 3, а отверс- 70 тия 17 и 20 совмещаются (отверстия

16 и 21 перекрыты). При этом открываются канал для прямой циркуляции через кольцевое пространство между заливочной колонной 2 и верхней частью 25 хвостовика 3, отверстия 17 и 20,обратный клапан 9 (шар 10 отжат книзу) и хвостовик 3. Затем в интервал изоляции закачивают и продавливают тампонажный раствор, который закупоривает каналы негерметичности. При создании давления в затрубном пространстве (трубное открыто) шар 10 садится на посадочное седло и обратный клапан 9 закрывается. Под действием этого давления хвостовик 3 начинает перемещаться вверх, одновременно втулка 11 под действием пружин 13 перемещается вниз относительно хвостовика 3 и занимает нейтральное положение (отверстия 20, 21, 16 и 17 перекрыты). Когда,хвостовик 3 полностью поднимется, ограничители 7 перемещения упрутся в верхнюю опорную шайбу 14 и втулка 11 переместится вниз относительно хвостовика

3, сообщив отверстия 20, 16 и 21, 17, в результате чего откроется канал для циркуляции через хвостовик.После этого обратной циркуЛяцией вымывают остатки тампонажного раствора из заколонного пространства и оставляют скважину на ОЗЦ. При необходимости изоляционная операция может быть повторена, так как устройство приходит в исходное положение. с

Вместо разрезного стопОрного кольца 22 может использоваться фиксирующий узел и другой конструкции, например шариковый, цанговый и др.

Использование предлагаемого устройства позволит повысить результативность изоляционных работ и сократить их продолжительность. Экономический эффект от применения изобретения составит 5145 руб. на одну осложненную скважину при изоляционных работах на 500 скважинах, а в год — 2 млн. 272 тыс. руб.

10Ь398

16

П

37

Фи 1

Составитель В. Гришанов

Редактор Т. Мермелштейн Техред Т.Маточка Корректор A. Ильин

Заказ 10489/35 Тираж б03 Подписное

ВНИИПИ Государственного. комитета СССР по делам изобретений и открытий

13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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