Устройство для установки герметизирующего элемента в скважине

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСТАНОВКИ ГЕРМЕТИЗИРУЩЕГО ЭЛЕМЕНТА В СКВАЖИНЕ , содержащее корпус с каналом, в верхней части которого выполнена заполненная воздухом камера, установленный в канале корпуса клапан и реле времени, жестко соединенный с / корпусом цилиндр с радиальным каналом и поршнем, образующим с цилиндром заполненную жидкостью полость, связанную через каналы реле времени и клапан с воздушной камерой, герметизирукнций элемент с верхней и нижней опорами, отличающееся тем, что, с целью обеспечения установки металлического герметизирующего элемента и облегчения извлечения устройства нижняя опора установлена разъемно на поршне, в котором выполнен канал для связи полости между ним и нижней опорой с пространством скважины за устройством через радиальный канал цилиндра при крайнем верхнем положении поршня. 2. Устройство по п. 1, о тличаю щееся тем, что, с целью перекрытия ствола скважины после установки герметизирующего элемента, нижняя опора выполнена с наружной кольцевой проточкой для уйлотнения нижнего торца герметизирующего элемента . СО ф о а

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК

O% 03) 4 А з(д) Е 21 В 33/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВ ГОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ .КОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3556285/22-03 (22) 28.02.83 (46) 23.06.84. Бюл. Р 23 (72) П.А.Бродский, В.А.Исякаев и Г.Д.Стовбур (71) Калининское отделение Всесоюз" ного научно-исследовательского и проектно-конструкторского института геофизических исследований геологоразведочных скважин (53) 622. 245. 4 (088. 8) (56) 1. Патент США Ф 3125462, кл. 166-123, 1964.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 945378, кл. E 21 В 33/12, 1981 (прототип). (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСТАНОВКИ

ГЕРМЕТИЗИРУКЩЕГО ЭЛЕМЕНТА В СКВАЖИНЕ, содержащее корпус с каналом, в верхней части которого выполнена заполненная воздухом камера, установленный в канале корпуса клапан и реле времени, жестко соединенный с корпусом цилиндр с радиальным каналом и поршнем, образующим с цилиндром заполненную жидкостью полость, связанную через каналы реле времени и клапан с воздушной камерой, герме( тиэирующий элемент с верхней и нижней опорами, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения установки металлического герметизирующего элемента и облегчения извлечения устройства, нижняя опора установлена разъемно на поршне, в котором выполнен канал для связи полости между ним и нижней опорой с пространством скважины эа устройством через радиальный канал цилиндра при крайнем верхнем положении поршня.

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью перекрытия ствола скважины после установки герметизирующего элемента, нижняя опора выполнена с наружной кольцевой проточкой для уплотнения нижнего торца герметизирующего элемента.

1 1ОИО

Изобретение относитя к нефтегазодобывающей промышленности, Известно устройство для установки герметиэирующего устройства в скважине с использованием гидростатического давления скважинной жидкости, содержащее корпус, цилиндр с жидкостью, воздушную камеру, поршни со штоками, подвижную и неподвижную опоры, якорь со шлипсами и герметизирующий элемент. Установка герметизирующего элемента в скважине происходит при его сжатии между опорами под воздействием гидростатического давления после подрыва детонатора, разрушения удерживающего элемента и срабатывания механического амортизатора (1) .

Однако это устройство имеет сложную конструкцию, а наличие детонатора относит его к взрывным устройствам, что усложняет его эксплуатацию.

Кроме того, устройство испытывает динамические нагрузки при подрыве детонатора, а также при отделении поднимаемой из скважины части устройства от его герметизирующей части, оставляемой в скважине„

Известно также устройство для установки герметизирующего элемента

Зб в скважине, содержащее .корпус с каналом, в верхней части которого выполнена заполненная воздухом камера, установленный в канале корпуса клапан и реле времени, жестко соединен" ный с корпусом цилиндр с радиальным каналом и поршнем, образующим с цилиндром заполненную жидкостью полость, связанную через каналы реле времени и клапан с воздушной камерой, и герметизирующий элемент с ,верхней и нижней опорами. Установка

° герметизирующего элемента устройства в скважине происходит при его сжатии между верхней и пикней опорами под воздействием гидростатического давления скважинкой жидкости на поршень при срабатывании клапана устройства (2) .

Недостатком известного устройства является невозможность использования его для проведения в скважине различных изоляционных работ путем установки металлических герметизирующих элементов как со сквозным отверстием (пластыри), так и перекрывающие .ствол 55 .скважины (пробки-мосты).

Цель изобретения — обеспечение установки металлического герметизирующего элемента и облегчение извлечения устройства после установки в скважине.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для установки герметизирующего элемента в скважине, содержащем корпус с каналом, в верхней части которого выполнена заполненная воздухом камера, установленный в канеле корпуса клапан и реле времени, жестко связанный с корпусом цилиндр с радиальным каналом и поршнем, образующим с цилиидром заполненную .жидкостью полость, связанную через каналы реле времени и клапан с воздушной камерой, герметизирующий элемент с верхней и нижней опорами, нижняя опора установлена разъемно на поршне, в котором выполнен канал для связи полости между ким и нижней опорой с пространством скважины за устройством через радиальный канал цилиндра при крайнем верхнем положении поршня.

Кроме того, с. цел::ю перекрытия ствола скважины после установки герметизирующего элемента, нижняя опора устройства выполнена с наружной кольцевой проточкой для уплотнения нижнего торца герметизирующего элемента.

На фиг. 1 показано устройство, разрез; на фиг. 2 — вариант выполнения нижней опоры устройства с уплотнением нижнего торца герметизирующе

ro элемента.

Устройство включает корпус 1 с каналом 2 и воздушкой камерой 3, клапан 4 с приводом {соленоидом) 5, реЛе 6 времени с каналами / и 8, цилиндр 9 с радиальным каналом 1О, поршень 11 с каналом 12 с полостью 13 под атмосферным давлением, заполненную жидкостью полость.14 герметизирующий элемент 15 с верхней 16 и нижней 17 опорами. Устройство спускается в скважину на кабеле 18.

Устройство работает следующим образом.

На поверхности полость 14 устройства заполняется жидкостью, например маслом. На поршне 11 между верхней !6 и нижней 17 опорами устанавливают заготовку металлического герметизирующего элемента 15. Устройство к месту установки в скважине спускается на одкожильном каротажном кабеле 18. При этом клапан 4 находится

1099 з в закрытом положении и разобщает каналы 2 и 7. Гидростатическое давление столба жидкости, находящейся в скважине, прижимает нижнюю опору 17, к поршню 11, так как полость 13 заполнена воздухом. Через поршень 11 гидростатическое давление жидкости в скважине подается на масло в полости 14. По достижении места установки герметизирующего элемента по кабелю 18 подается ток в обмотку соленоида 5. Сердечник соленоида втягивается, перемещая клапан 4 в крайнее нижнее положение. При этом происходит сообщение каналов 2 и 7, начинается переток масла из полости 14 в воздушную камеру 3 через канал 2, гидравлическое реле 6 и каналы 7 и 8. Поршень 11 и нижняя опора 17 под воздействием гидростатического давления скважинной жидкости перемещаются вверх, выдавливая масло из полости 14 и сжимая герметизирующий элемент 15, который сначала упруго, а затем пластически деформируется и прижимается к внутренним стенкам обсадной колонны.

Установленное на пути перетока масла гидравлическое реле 6 представляет собой длинный канал малого сечения с большим гидравлическим сопротивлением. Гидравлическое реле 6 обеспечивает снижение динамических нагрузок при открытии клапана 4 и плавность процесса сжатия герметизирующего элемента 15. Осевое усилие сжатия заготовки зависит от гидростатического давления столба жидкости, находящейся в скважине (глубины установки) и активной площади и иней

40 опоры 17, на которую действует это давление. В конце рабочего хода поршня 11 радиальный канал 10 сообщается

1 с каналом 12, и скважинная жидкость

046 4 попадает в полость 13, уравнивая давление над и под нижней опорой 17.

Прижатие нижней опоры 17 к поршню прекращается. При поднятии устройства с места установки натяжением кабеля 18 происходит отсоединение нижней опоры 17, которая падает на забой скважины. На месте установки остается деформированный герметизнрующий элемент,15 с верхней опорой 16. После поднятия устройства на поверхность для проведения следующей установки нового герметизирующего элемента в скважины необходимо перекачать масло из камеры 3 в полость 14, установить новую заготовку герметизирующего элемента 15 с верхней 16 и нижней 17 опорами.

Для установки в скважины герметизирующего элемента типа пробка-мост вместо нижней опоры !7 (фиг. 1) . устанавливается нижняя опора 17

1 (фиг. 2}, уплотненная резиновым кольцом с нижним торцом герметизирующего элемента 15. В этом случае, при натяжении кабеля 18 при поднятии устройства, нижняя опора не падает на забой скважины, а остается на месте вместе с герметизирующим элементом 15 и верхней опорой.16, образуя разобщающий мост.

Технико-экономический эффект от применения предлагаемого устройства заключается в том, что его использование позволяет проведение различных изоляционных работ в скважине по установке металлических герметизирующих элементов без проведения дополнительных затрат по удалению путем разбуривания (или другим способом) деталей устройства в проходном канале герметизирующего элемента после его установки.-.

1099046

1099046

16

17 фиа2

Составитель Л.Фарукшин

Редактор Г.Волкова Техред А,Бабииец Корректор ° Тяско

Заказ 4334/26 Тираж 564 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