Глубинный ограничитель давления

 

Использование: для строительства скважин, цементирования обсадных колонн, ликвидации поглощения промывочной жидкости. Сущность изобретения: глубинный ограничитель давления содержит полый корпус с боковым отверстием, перекрытым срезной втулкой и стоп-кольцом на внутренней поверхности ниже срезной втулки. Регулировочный клапан содержит цилиндрический кожух с радиальным отверстием и крышкой с окнами. Дифференциальный поршень выполнен с осевым клапаном и размещен в кожухе, Средняя ступень дифференциального поршня сообщена с радиальным отвер- | стием кожуха. Нижний конец дифференциального поршня выполнен С регулировочной гайкой и заглушкой в осевом клапане, а верхний установлен с возможностью перекрытия окон крышки кожуха при движении поршня врерх. Пружина установлена между крышкой кожуха и торцом осевого клапана. Заглушка выполнена в виде подвижного цилиндра со стаканами. Верхний стакан выполнен С промывочными окнами и упорным буртом на внешней стороне в верхней части. Нижний стакан выполнен с резьбовым отверстием и установленным в нем срезным фикса - тором. Подголовочная часть фиксатора выполнена с ответной резьбой, а остальная часть гладкая. В регулировочной гайке выполнено отверстие. В этом отверстии ни свободной посадке установлена гладкая часть среднего фиксатора. На внутренней поверхности поршня размещен уступ с диаметральным Зазором более длины срезаемой части фиксатора. 5 ил. VI СП го ю N) V4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„ЯЦ„„1752927 А1 щ) Е 21 В 31/08 м члФН д" э:Й

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 осевым клапаном и размещен"в кожухе. . Средняя ступень дифференциального поршня сообщейа с радиальным отверстием кожуха. Нйжний конец дифференциального поршня "выполнен .с регулировочной гайкой и заглушкой в осе"

- вом клапане, а "верхний установлен с возможностью перекрытия окон крышки . кожуха при движении поршня вверх.

Пружина установлена .между крышкой кожуха и торцом осевого клапайа.

Заглушка выполнена в виде подвижного цилиндра со стаканами. Верхний стакан выполнен с "промйвочными окнами и упорный буртом на внешней стороне в верхней части. Нижний стакан выполнен с резьбовым отверстием и установленным в нем срезным фикса"тором. Подголовочная часть фиксато.ра выполнена с атветйой .резьбой, а

"остальная чадить"гладкая; В регулиро-: вочной гайке выполнено отверстие. В этом отверстии иа свободной посадке установлена гладкая часть .среднего фиксатора. На внутренней поверхно- 3 . сти поршня размещен уступ с диамет- (Я

: ральным зазором более длины срезае- Я мой части фиксатора. 5 ил. : 0

М

° еай

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР .

1 (21) 4631870/03 (22) 04. 01. 89 (46) 07.08 92. Бюл. Н 29 (71) Ухтинский индустриальный институт (72) И.Ю.Быков и О.А.Соловьев; (53) 622.243.14(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 465471, кл, E 21 В 33/12, 1973. .Игнатов С.И, и Сухенко Н.И. По" вышение эффективности работ при борьбе с поглощениями бурового раствора..ОИ ВНИИОЭНГ, сер. Бурение, 1984, с.45-47. (54) ГЛУБИННЫЙ ОГРАНИЧИТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ (57) Использование: для строительства скважин, цементирования о сад" ., ных колонн, лйквидации поглощейия промывочной жидкости. Сущность изобретения: глубинный ограничитель давления содержит полый корпус с боковым отверстием, перекрытым срезной втулкой и стоп-кольцом на внутренней поверхности ниже срезной втулки. Регулировочный клапан содержит цилиндрический кожух с радиальным отверстием и крышкой с окнами.

Дифференциальный поршень выполнен с

Изобретение относится к оборудо/ ваиию для строительства скважин, в частности для цементирования обсадных колонн, ликвидации поглощения промывочной жидкости, Известно устройст во для разоб" щения пластов (авт. св. У 465471, .1 кл. E 21 В 33/12, 1973), которое содержит пакер с клапанами. При создании критического избыточного дав- лений клапан открывается и часть жидкости из подпакерной зоны пере-: текает в надпакерную по каналам в корпусе пакера, что должно ограничить давление иа поглощающий пласт.

3 1752927

Недостатком этОго устройства яв- . Поставленная цель достигается тем, ляется возможность возникновения не- что заглушка выполнена в виде полвижконтролируемого давления на пласт ного цилиндра со стаканами, верхний из выше заданного, что происходит по " которых выполнен с промывочными окнадвум причинам. Ro ïåðâûõ, при пере- ми и упорным буртом HR внешней сторо5 текании жидкости из-под пакерной . не в верхней части, а нижний — с резьзоны в надпакерную в последней про-, бовым отверстием и установленным в исходят накапливание жидкости и подь- нем срезным фиксатором, подголовочем уровня в затрубном пространстве, 1п ная часть которого выполнена с ответчто приводит к повышению давления ной резьбой, а остальная его часть открытия клапана по сравнению с за- гладкая, причем в регулировочной гайданным. Давление может достигать - ке выполнен6 отверстие, в котором на

3-4 МПа. Ro-вторых, при перетеканйи, . свободной посадке Установлена глад. жидкости происходит подъем тампо" : 15 кая часть срезного фиксатора. На внутнажной смеси 8 çàòðóáíoì пространстве, ренней поверхности поршня размещен уси давление в подпакерной зоне возра " туп с диаметральным зазором больше стает за счет гидростатического-дав-,- - длины срезаемой части фиксатора. ления столба тампонажного pBcTBop3 " Сравнение предлагаемого решения . повышенной плотности. Давление до- 2О не только с прототипом, но. и с друстигает 3-3,5 МПа. При этом йозмож "-. " гйми решениями в данной области

/ ны гидроразрыв пласта и прихват техники Ае позволило выявить признаинструмента. -: - ки,- отличающие его от прототипа. ТаНаиболее близок к преллагаемому " ким образом, устройство соответствует глубйнный ограничитель гидростатиче- 25 критерию ".новизна" и "существенные ского давления, включающий полый кор" отличия", =

riyc с иковым отверстием, перекры-,; . На фиг. 1 изображей корпус глубин тым срезной втулкой и стоп- кольцоМ ного ограничителя давления, на фиг.2на- внутренней поверхности нйже срез- : регулировочный клапан; на фиг.3 ной втулки, и регулировочный клапан, 30 осевой клапан; на фиг. 4 — схема

:содержащий цилиндрический кожух с : размещения глубинйого orраничителя радиальным отверстием и крышкой с. : давления в скважине, на фиг.5 -. глУ-

"окнами, размещенный в кожухе диффе" бинный ограничитель давления. ренциальный поршень с осевым кла - : Глубинный ограничитель давления паном. При этом средняя ступень . 35 состоит (фиг.1) из полого корпуса дифференциального поршня сообщена,l с боковым . отверстием 2, перекры. с радиальным отверстием., кожуха, ниж тым срезной втулкой 3,. стоп-кольний конец выполнен с регулйровочной цом 4 на внутренней поверхности ниже гайкой и заглушкой в осевом клапане срезной втулки и крепежных шпилек а верхний Установлен с возможностью 4О 22. Внутрь полого корпуса вставперекрытия окон крышки кожуха при " ляется регулировочный клапан (фиг.2), движении поршня вверх. Между крыш- . содержащий цилиндрический корпус 5 кой кожуха и торцом осевого клапана с радиальным отверстием 6 и крышкой установлена пружина.. - - ": с окнами 7 и размещенный в кожухе

Недостатком данного устроиства j дифференциальный поршень 8 с осевым является то, что после создания . . клапайом 9. Радиальное отверстие ко(давления запрессовки заглушки жуха сообщается с полостью 1Î, об"

jона срезает штифтbl и может по" " разуемой средней ступенью дифференйасть в дополнительное оборудова" I циального клапана, нижний конец ние и вывести его из строя. Для пов -р которого выполнен с регулировочной торного использования ограничителя,, гайкой 11, предназначенной для Фикдавления необходима полная разборка:,. сирования места установки осевого

,клапанного узла для:установки заглуш клапана. Между верхним торцом осеки и замены штйфтов. . вого клапана и крышкой кожуха заклюЦель изобретения - повышение на- 55 чена пружина 12. Внутри осевого клапана (фиг.3, поз.9) встроена заглуштдежйости,работы при цементировании ка 13. Эта заглушка выполнена в вии облегчение подготовки к повторной ,работе. де подвижного цилиндра со стаканами верхний 14 из которых имеет промы752927 " 5

5 вочнье окна 15 и упорный бурт 16 .на внешней стороне в верхней части, а нижний 17 — резьбовое отверстие с установленным в нем срезным фиксатором 18. фиксатор имеет в подголовочной части резьбу для ввинчивания его в резьбовое отверстие нижнего стакайа, а остальная часть срезаемая - выполнена гладкой для ввода на свободной посадке в отверстие уступа 19 регулировочной гайки.

Поперечный размер этого уступа установлен таким, чтобы диаметральный зазор между его наружной поверхностью и внутренней поверхностью дифференциального i поршня был больше длины срезаемой части фиксатора, что необходимо для ее удаления из отверстия уступа регулировочной гайки.

Глубинный ограничитель давлейия работает следующим образом.

Корпус 1 ограничителя (фиг.4) включают в сборку заливочной колонны 20, снабжают ее пакером 21, а также другим оборудованием, если это необходимо (например, глубин-. ным диспергатором) опускают в скважину и раскрывают пакер для разобщения нижележащей зоны поглощения и проведения подготовительных и иссле» довательских работ. В обычном порядке намывают при необходимости наполнители различной зернистости, проводят другие работы, в том числе осуществляют сброс перекрываемых деталей гидродиспергатора или другого оборудования, если оно введено в компоновку и установлено ниже корпуса ограничителя давления. После завершения этого этапа работ внутрь заливочной колонны (бурильных труб) сбрасывают регулировочный клапан (фиг.2), предварительно подготовлен ный для работы. С этой целью (фиг.3) упором в заглушку 13 верхний стакан 14 вводят внутрь осевого клапана

9 и ввинчивают срезной фиксатор 18.

Затем приступают к закачке тампонаж-. ного раствора в зону поглощения. Ilop действием потока закачиваемой жидко" сти регулировочный клапан (фиг.2) . достигает торца втулки 3 Фиг ° 1),упи-. рается в нем и, срезая шпильки 22, сдвигает в нижнюю часть корпуса I до упора в стоп-кольцо 4, занимая свое посадочное место, как это поквзано на фиг.5, При этом бонов< е ol верстие 2 корпуса глубинного ограничителя давления совмещается с рлдиI альным отверстием 5 регулировочного клапана, что необходимо для компенсации гидростатического давления затрубного пространства. В этом положении сборка готова для выполнения своей функции по ограничению давления на поглощающий пласт для предотвращения его разрыва при закачивании тампонажной смеси (состава) .

Этот состав поступает .(Фиг.5) через

15 окна крышки 7 внутрь дифференциального поршня 8, достигает заглушки 13, срезает Фиксатор 18 и выдвигает верхний стакан 14 с промывочными окнами

15 вниз до упора буртом 16 в регулирозочную гайку 11, освобождая проход потока тампонажного соста".а через окна 15 в зону тампонирования.

При снижении приемистости поглощающего пласта в заливочной колонне возрастает давление, и на нижнюю часть дифференциального поршня 8 с регулировочной гайкой 11 начинает действовать большее усилие, чем от гидродинамического давления жидкости в затрубном пространстве, передаваемого через отверстия 2 и 6 в полость

10. Это усилие возрастает по мере повышения давления в зоне тампонирования и, достигнув упругости пру35 жины (т.е. допустимого давления на поглощающий пласт, задаваемого регулировочной гайки 11.), сдвигает дифференциальный поршень 8 вверх.

Верхняя часть поршня, переместившись

40 вверх, перекрывает площадь входных окон в крышке 7. Это обеспечивает автомодельную подстройку режима закачки тампонажной смеси к изменившемуся параметру приемистости. В

45 результате перекрытия окон сокращается подача тампонажной смеси в поглощающий пласт, что автоматически снижает величину давления в зоне тампонироваиия. Таким образом, по

5О иере роста давления (снижения приемистости) перекрытие окон увеличивается вплоть до полного, а объем закачки сокращается вплоть до нулевого значения, что и обеспечивает авторея гуляцию давления в зоне поглощающего

1 пласта, предотвращая его гидравлический разрыв при закачке тампонажного состава, 1752927

gi I

Ц

5 иг.

Для повторного использования регулировочного клапана его извлекают из корпуса устройства, нажимом на заглушку 13 (см.фиг.2,3 и 5} вводят верхний стакан 14 внутрь осевого клапана 9 и, совместив отверстия .: регулировочной гайки и нижнего стакана заглушки, заменяют использованный Фиксатор 18 новым, который в процессе закручивания выталкивает остатки старого. Так достигается многократность использования регулировочного клапана без его разборки, что обеспечивает повышение надежности работы при цементировании и облегчает подготовку к повторной работе.

Формула изобретения

Глубинный ограничитель давления, включающий полый корпус с боковым отверстием, перекрытым срезной втулкой, и стоп-кольцом на внутренней поверхности ниже срезной втулки и регулировочный клапан, содержащий цилиндрической кожух с радиальным отверстием и крышкой с окнами, размещенный в кожухе дифференциальный поршень с осевым клапаном, при этом средняя ступень поршня сообщена с радиальным отверстием кожуха, нижний конец выполнен с регулировочной гайкой и заглушкой е осевом клапане, а верхний установлен с воэможностью перекрытия окон крышки кожуха при движении поршня вверх, и пружину, установленную между крышкой кожуха и торцом осе вого клапана, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности работы при цементировании и облегчения подготовки к повторной работе, заглушка выполнена в виде подвижного цилиндра со стаканами, верхний из которых вы- . полнен с промывочными окнами и упорным буртом на внешней стороне в верхней части, а нижний - с резь-. бовым отверстием и установленным в нем срезным Фиксатором, подголовочная часть которого выполнена с отве. ной резьбой, а остальная его часть гладкая, причем в регулировочной

75 гайке выполнено отверстие, в котором на свободной посадке установлена гладкая часть срезного Фиксатора, и уступ, размещенный на внутренней поверхности поршня с диаметральным зазором больше длины срезаемой ча" сти Фиксатора.

1752927

I !

12

1.2

< 2

Состааи (елЬ И. Быков

Техред И.Моргейтап Корректьр И. Керецман

«йа««««е»««««»«»

Тираж: — -:: .: Подписное комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

Иосква, -35, Раущская наб., д. 4/5 редактор Б,федотов

Заказ 2742

ВНИИПИ Государственного

113035., Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óærîðîä, ул. Гагарина, 101