Устройство для перекрытия скважины

 

Изобретение относится к области горной пром-ти и позволяет расширить функциональные возможности устройства и повысить его эффективность в работе за счет более, надежного пакерования и якорения. Устройство содержит корпус 1 с установленными в нем подпружиненным патрубком 18 и телескопически соединенными между собой ступенчатыми штоками 2, 4 и фонарями (Ф) 5, 10 на них. Якорь включает нижнюю 12 и верхнюю 6 подпружиненные плашки. Под плашкой 12 размещен верхний Ф 5, жестко связанный с нижним штоком 4, на котором установлен пакерующий элемент 16 с приводным механизмом . Между нижним Ф 10 и элементом 16 установлен пакет тарированных пружин 14. Затвор, имеющий узел управления , выполнен с продольным сквозным каналом. В нем на срезной шпильке установлена заглушка с выступом. При установке устройства в скважине (с) осуществляют заякоривание колонны труб и перекрытие кольцевого пространства (П) элементом 16. После чего перекрывают С лубрикатором и пускают ее в работу. Для этого в С создают давление, большее трубного. Открывается кольце вое П, и выпускается жидкость из труб. Давление выте затвора и патрубка 18 падает, и от- -крывается трубное П. Затвор извлекают и устанавливают фонтанную арматуру. 2 з.п. ф-лы, 4 шт. ГZ а/ САЭ СЛ О со оэ со Фиг.{

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН 5р 4 Е 21 В 34/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1

22

Z3

К

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

l (21) 4071622/22-03 (22) 26.05.86 (46) 07.11.87. Бюл. N - 41 (71) Северо-Кавказский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) И.П.Герцен, IO.À.Оксимец, С.С.Репин, Ф.Yi.Êàöìàí и Г.А.Исаев (53) 622 ° 276.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1086125, кл. Е 21 В 34/06, 1982.

Авторское свидетельство СССР

NI 1099054, кл. E 21 В 34/06, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕКРЫТИЯ СКВАЖИНЫ (57) Изобретение относится к области горной пром-ти и позволяет расширить функциональные возможности устройства и повысить его эффективность в работе за счет более надежного пакерова ния и якорения. Устройство содержит корпус 1 с установленными в нем подпружиненным патрубком 18 и телескопически соединенными между собой ступенчатыми штоками 2, 4 и фонарями (Ф) 5, 10 на них. Якорь включает нижнюю 12 и верхнюю 6 подпружиненные плашки. Под плашкой 12 размещен верхний Ф 5, жестко связанный с нижним штоком 4, на котором установлен пакерующий элемент 16 с приводным механизмом. Между нижним Ф 10 и элементом 16 установлен пакет тарированных пружин 14. Затвор, имеющий узел управления, выполнен с продольным сквозным каналом. В нем на срезной шпильке установлена заглушка с выступом.

Нри установке устройства в скважине (C) осуществляют заякоривание колонны труб и перекрытие кольцевого проÄÄSUÄÄ 1350333 странства (П) элементом 16 ° После чего перекрывают С лубрикатором и пускают ее в работу. Для этого в С создают давление, большее трубного.

Открывается кольцевое П, и выпускается жидкость иэ труб. Давление выше затвора и патрубка 18 падает, и от-крывается трубное II. Затвор извлекают и устанавливают фонтанную арматуру.

2 s,ï. ф-лы, 4 ил.

1350333

Изобретение относится к горной промьппленности, в частности к устройствам для перекрытия фонтанных .скважин после их освоения на время демонтажа бурового оборудования, при ремонте устьевого оборудования в процессе эксплуатации.

Цель изобретения — расширение

I функциональных возможностей устройст- 10 ва и повьппение его эффективности в работе за счет более надежного, пакерования и якорения.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид, в разрезе, с открытыми трубным и кольцевым каналами; на фиг. 2 — то же, с установленным съемным клапаном, с перекрытыми трубным и кольцевым каналами; на фиг. 3 — па керная сборка в транспортном положении в эксплуатационной колонне, разрез; на фиг. 4 — съемный затвор с ловителем, разрез.

Устройство состоит из корпуса выполненного в виде патрубка с.наружным и внутренним диаметрами, равными соответствующим диаметрам эксплуатационной колонны, с концевыми резьбами обсадных труб. В корпусе 1 выполнен верхний кольцевой паз А с коническими переходами к основному диаметру н нижний кольцевой паз Б с уступом В в нижней части и коническим переходом в верхней части.

Пакерная сборка, устанавливаемая в корпусе 1, содержит ступенчатый шток 2. Последний выполнен ступенчатым с посадочным диаметром Г, буртом Д, в котором установлено уплотнительное кольцо 3. В верхней части штока 2 вы- 40 полнена насосно-компрессорная резьба

Е для соединения с колонной насоснокомпрессорных труб. Шток 2 телескопически соединен со штоком 4, телескопическое соединение уплотнено уплат- 4r нительным кольцом 3. Шток 4 выполнен ступенчатым с посадочным диаметром Ж, уступами 3, И, радиальными отверстиями Л и К. Верхним кольцом шток 4 жестко соединен с верхним фонарем 5, бб выполненным в виде цилиндрической втулки с выступом M и окнами под плашками 6, которые подпружинены пружинами 7 и установлены с возможностью радиального перемещения в фонаре 5.

Нижним концом шток 4 жестко соединен с переводником 8, на котором выполнена насосно-компрессорная резьба

Н, соединение уплотнено уплотнительным кольцом 9. Выше переводника 8 на штоке 4 установлен нижний фонарь 10 с возможностью телескопического перемещения и закреплены в нижнем положении срезной шпилькой 11. Нижний фонарь 10 выполнен в виде цилиндрической втулки с выступом 0 и окнами под плашки 12, которые подпружинены пружинами 13 и установлены в фонаре 10 с возможностью радиального перемещения. В верхней части плашки 12 выполнены конической формы. Выше нижнего фонаря 10 на штоке 4 последовательно установлен пакет тарированных тарель-. чатых пружин 14, нижняя опора 15, выполненная в виде втулки с радиальными отверстиями П, пакерующий элемент 16 и жестко соединенная со штоком 4 опора 17.

Внутри штока 4 над уступом 3 телескопически установлен патрубок 18, выполненный с кольцевой проточкой P на наружной поверхности, с внутренним уступом С, с кольцевой внутренней проточкой Т.

На наружной поверхности патрубка

18 установлены уплотнительные кольца 19 и 20. Кольцевая проточка P патрубка 18 образует с внутренней поверхностью штока 4 кольцевой канал, соединяющий радиальные отверстия К и Л штока 4. Патрубок 18 подпружинен пружиной 21, опирающейся на упор 22.

В кольцевой внутренней расточке Т патрубка 18 установлены два полукольца 23, на которых установлены две спиральные пружины 24 в пазах полуколец 23, стягивающие полукольца 23.

Съемный затвор 25 содержит втулку

26, выполненную с канавкой под уплотнительное кольцо 27, внутренним буртиком У в продольном сквозном центральном канале.

В нижней части центральный канал перекрыт заглушкой 28, выполненной с выступом Ф и канавкой под уплотнительное кольцо 29. Установлена заглушка 28 во втулке 26 на срезной шпильке 30.

Ловитель выполнен в виде массивного стержня 31 диаметром на 2-4 мм превышающим диаметр съемного затвора 25. На нижнем конце ловителя выполнены цанги 32.

Устанавливается и работает предлагаемое устройство в скважине в следующей последовательности.

i 350333

Корпус 1 спускают в скважину в компановке эксплуатационной колонны при креплении скважины из расчета установки его на 10-30 м ниже устья.

Пакерную сборку спускают в скважину

5 в компановке колонны насосно-компрессорных труб перед началом работ по вызову притока из пласта. При спуске пакерной сборки подпружиненные плашки 6 и 12, сжав пружины 7 и 13, скользят по внутренней поверхности обсадных труб. Плашки 12 проходят через кольцевой паз А корпуса 1, так как паз ограничен коническими переходами, и зависают на уступе В кольцевого паза Б. Под действием веса колонны НКТ шпилька 11 срезается и начинается сжатие пакерующего элемента 16.

Спуск колонны НКТ происходит до упора уступа И штока 4 в выступ 0 нижнего фонаря 10. При этом происходит заякоревание колонны НКТ от перемеще. ний вниз, перекрытие кольцевого пространства скважины и заякоревание ко- >5 лонны от возможного перемещения вверх.

Заякоревание колонны от перемещения вниз происходит за счет передачи веса колонны НКТ через шток 4, нижний фонарь 10, плашки 12 на уступ В 30 корпуса 1 эксплуатационной колонны.

При этом плашки 12 фиксируются в расточке Б корпуса 1 посадочным диаметром Ж штока 4.

Кольцевое пространство скважины перекрывается. элементом 16, который сжимается между опорой 17 и подвижной опорой 15. Если при сжатии пакерующего элемента 16 возникает черезмерное осевое усилие под действием 4О веса колонны НКТ до упора уступа И штока 4 в выступ 0 фонаря 10, то пакет тарированных тарельчатых пружин

14 деформируется и на уплотнительный элемент передана оптимальная сжимающая нагрузка.

При упоре уступа И штока 4 в выступ 0 нижнего фонаря 10 плашки 6 оказываются на уровне верхнего кольцевого паза А корпуса 1, куда плашки 6 западают под действием пружины 7. Шток 2 под действием веса выше-, расположенных труб перемещается вниз до упора 22. При этом плашки 6 фиксируются в кольцевом пазе А посадочным диаметром Г штока 2. При этом происходит заякоревание колонны НКТ от перемещений вверх, так как осевое выталкивающее усилие, возникающее при перекрытии скважины через шток 4, верхний фонарь 5 плашки 6, передается корпусу 1, т.е. эксплуатационной колонне.

После спуска колонны НКТ можно проводить все работы по вызову притока и исследованию скважин. Циркуляция в скважине может производиться через центральный канал пакерной сборки и через верхние радиальные отверстия К и нижние радиальные отверстия Л штока 4, кольцевой канал, образованный штоком 4 и проточкой P патрубка 18 и радиальные отверстия П опоры 15.

Для того, чтобы перекрыть скважину, на устье монтируют лубрикатор со съемным затвором и сбрасывают его в полость труб. Под действием собственного веса затвор 25 раздвигает полукольца 23 и после уплотнения центрального канала уплотнительным кольцом 27 в подпружиненном патрубке 18 останавливается. Создавая на устье давление выше трубного на 0,5-1 МПа, продавливают затвор 25 до упора втулки 26 в выступ С патрубка 18, при этом под действием спиральных пружин

24 полукольца 23 смыкаются позади затвора 25, связывая затвор 25 и патрубок 18. Этим достигается перекрытие трубного пространства скважины. При выпуске жидкости из лубрикатора под действием трубного давления патрубок 18 с затвором 25 перемещается вверх, сжимая пружину 21 до упора 22.

При этом нижней частью патрубок 18 перекрывает нижние радиальные отверстия Л штока 4, следовательно, и кольцевое пространство скважины.

Для пуска скважины в работу в трубное пространство на проволоке опускают ловитель и создают давление на

1-2 МПа превышающее трубное. Под действием давления патрубок 18 с затвором 25 перемещается вниз до упора в выступ 3 штока 4, при этом открывается нижнее радиальное отверстие Л штока 4, следовательно, и кольцевое пространство скважины, ловитель своим весом раздвигает полукольца 23 и цанги 32 входят в зацепление с затвором 25. На устье через лубрикатор выгускается из труб жидкость, давление выше затвора 25 и патрубка 18 падае, затвор, соединенный с ловителем, выталкивается из патрубка 18, при этом открывается трубное про- странство.

1350333

Патрубок 18 удерживается в нижнем положении пружиной 21. Ловитель и затвор 25 извлекаются из скважины, перекрывается центральная задвижка, 5 демонтируется лубрикатор, устанавливается фонтанная арматура, скважина может пускаться в работу, как через трубы, так и через кольцевое пространство. 10

В случае затруднения извлечения затвора 25 патрубка 18 извлекают ловитель из скважины, в. трубах создают давление на 5-10 MIIa превышающее давление под затвором. После перемещения патрубка 18 до упора в выступ 3 штока 4, при этом открывается кольцевое пространство, шпилька 30 срезается, пробка выталкивается из втулки

26 и открывается центральный канал устройства. Скважина либо пускается в работу, так как трубный канал и кольцевое пространство открыты, либо задавливается раствором с последующим извлечением колонны НКТ и ликви- 2ц дацией неполадок.

Извлечение устройства осуществляется подъемом НКТ. При этом шток 2 перемещается вверх, посадочный диаметр

Г выходит из-под плашек 6. После упо- 0 ра штока 2 буртом Д в уступ М верхнего фонаря 5 подъемное усилие передается на плашки 6, которые при этом коническим переходом расточки А утапливаются в фонаре 5 и далее скользят по внутреннему диаметру труб. Одновременно поднимается шток 4, посадочный диаметр )К выходит из-под плашек 12. Далее подъемное усилие переводником 8 передается фонарю 10, плаш- go ки 12 утапливаются в фонаре 10 и далее при подъеме НКТ. скользят по трубам.

Формула изобретения

1. Устройство для перекрытия скважины, содержащее корпус с установленным в нем подпружиненным патрубком, затвор с узлом управления, пакерующий элемент с приводным механизмом и якорь, включающий верхнюю и нижнюю подпружиненные плашки, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства и повышения его эффективности в работе за счет более надежного пакерования и якорения, оно снабжено концентрично размещенными в корпусе и телескопически соединенными между собой штоками и установленными на них фонарями, верхний из которых установлен под верхней подпружиненной плашкой и жестко связан с нижним штоком, на котором размещен пакерующий элемент, при этом штоки выполнены ступенчатыми с возможностью взаимодействия с подпружиненными плашками.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем„ что между нижним фонарем и пакерующим элементом установлен пакет тарированных пружин.

3. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем„ что затвор выполнен с продольным сквозным каналом, в котором на срезной шпильке установлена заглушка, выполненная с выступом.

1350333 и

21

@ 3

Составитель А.Симецкая

Редактор Н.Бобкова Техред А.Кравчук Корректор.М.Демчик

Заказ 5237/32 Тираж 533 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий !

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r,Óæãîðîä, ул.Проектная, 4