Устройство для разобщения скважин

 

Использование: для разобщения межтрубного пространства, например, при гидравлическом разрыве пластов, Сущность изобретения: устройство имеет корпус с продольными вырезами и разделительной перегородкой, поршень с полым штоком, герметизирующий элемент, содержащий предварительно растянутый уплотнитель и верхнюю и нижнюю опоры. Верхняя опора выполнена с хвостовиком, образующим с корпусом полость и имеющим в верхней чаИзобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин и. в частности, к пакерному оборудованию для разобщения межтрубного пространства, например, при гидравлическом разрыве пластов. Известно устройство для разобщения ствола скважины, состоящее из штока с радиальным каналом, герметизирующего элемента , включающего ограничительное кольцо, ограничительную резиновую манжету и уплотнительную манжету фонаря, и клапанного узла. сти радиальные отверстия и зубчатую поверхность для взаимодействия с поверхностью полого штока. В нижней части полого штока установлены друг под другом срезные седла под Ьросовые шары Первый из шаров садится на нижнее седло, связанное с нижней опорой уплотнителя и нижним торцом полого штока, и под действием перепада давления из корпуса выталкивается уплотнитель и связанная с нижней опорой ловушка . После этого перемещение стопорится, нижнее седло разъединяется с нижней опорой уплотнителя, и последний принимает рабочее положение. По известной технологии производят гидравлически1 разрыв пласта , в процессе которого происходит окончательное уплотнение кольцевого зазора Перед подъемом бросают второй шар и создают перепад давления. Полый шток, опускаясь, воздействует на нижнюю опору уплотнительного злемента, растягивая его до диаметра, который меньше внутреннего диаметра корпуса, и перемещается внутрь последнего. При повышении давления верхнее седло срезается и полость штока освобождается для слива жидкости при подъеме устройства из скважины. 1 ил. Известно также устройство для установки герметизирующего элемента в скважине, имеющее корпус с разделительной крышкой , поршень со штоком, предварительно растянутый герметизирующий элемент с концевыми арматурами, причем корпус выполнен с продольными вырезами, а герметизирующий элемент, свободно размещенный в корпусе, снабжен стержнем, концы которого помещены в вырезы корпуса. Известное устройство имеет ограниченные технологические возможности, не поСЛ С vj сл о сл 00 сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ .

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 E 21 В 33/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕЙИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4815614/03 (22) 03.01.90 (46) 23.08.92. Бюл. N 31 (71) Западно-Сибирский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт технологии глубокого разведочного бурения (72) А.Ф.Беленьков (56) Зайцев Ю.В..и др, Пакеры и технологические схемы ихустановки. M.: ВНИИО3НГ, 1969, с.46; .

Авторское свидетельство СССР

N 355336, кл. E 21 В ЗЗ/12, 1970. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗОБЩЕНИЙ

СКВАЖИН (57) Использование: для разобщения межтрубного пространства, например, при гидравлическом разрыве пластов, Сущность изобретения: устройство имеет корпус с продольными вырезами и разделительной перегородкой, поршень с полым штоком, герметиэиру1ощий элемент, содержащий предварительно растянутый уплотнитель и верхнюю и нижнюю опоры. Верхйяя опора выполнена с хвостовиком, образующим с корпусом полость и имеющим в верхней чаИзобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин и, в частности, к пакерному оборудованию для разобщения межтрубного пространства, например, при гидравлическом разрыве пластов..

Известно устройство для разобщения ствола скважины, состоящее из штока с радиальным каналом, герметизирующего элемента, включающего ограничительное кольцо, ограничительную резиновую манжету и уплотнительную манжету фонаря, и клапанного узла.

Ф Ы, 1756535 А1

2 сти радиальные отверстия и зубчатую поверхность для взаимодействия с поверхностью полого штока. В нижней части полого штока установлены друг под другом срезные седла под бросовые шары, Первый из шаров садится на нижнее седло. связанное с нижней опорой уплотнителя и нижним торцом полого штока, и под действием перепада давления из корпуса вйталкивается уплотнитель и связанная с нижней опорой ловушка. После этого перемещение стопорится, нижнее седло разъедйняется с нижней опорой уплотнителя, и последний прийимает рабочее положение, По известной технологии производят гидравлический разрыв пласта, в процессе которого происходит окончательное уплотнение кольцевого зазора, Перед подъемом бросают второй шар и создают. перепад давления. Полый шток, опускаясь, воздейству т на нижнюю опору уплотнительного элемента, растягивая его до диаметра, который меньше внутреннего диаметра корпуса, и перемещается внутрь последнего. При повышении давления верхнее седло срезается и "полость штока освобождается для слива жидкости при подъеме устройства из скважины. 1 ил.

Известно также устройство для установки герметизирующего элемента в скважине, имеющее корпус с -разделительной крышкой., поршень со штоком, предварительно растянутый герметизирующий элемент с концевыми арматурами, причем корпус выполнен с продольными вырезами, а герметизирующий элемент, свободно размещенный в корпусе, снабжен стержнем, концы которого помещеиы в вырезы корпуса.

Известное устройство имеет ограниченные технологические воэможности, не по1756535 жнем 10, размещенным в продольном вырезе 2 корпуса 1. Кроме того, устройство содержит расположенные друг над другом 45 срезные седла 11 и 12. Седло 11 связано с нижней частью штока 5, а седло 12 — с опорой 8 уплотнителя 7 и установлено с возможностью взаимодействия с нижним торцом 13 штока 5. Верхняя опора 9 уплотнителя 7 выполнена с хвостовиком 14, образующим с корпусом 1 между разделительной перегородкой 3 и поршнем

4 полость 15, а хвостовик 14 имеет в верхней части радиальное отверстие 16 и зубчатую наружную поверхность 17. Шток 5 выполнен с выступами 18 по концам и имеет в верхней части поверхность 19, ответную зубчатой поверхности хвостовика 14, и радиальное отверстие 20. Поршень 4 и шток 5 зволяющие производить подачу жидкости в подпакерную зону, например, для гидравлического разрыва пластов.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей устройства.

Для этого устройство для разобщения скважины, имеющее корпус с продольными вырезами и разделительной перегородкой, поршень со штоком, свободно размещенный в корпусе герметизирующий элемент, содержащий предварительно растянутый уплотнитель и жестко связанные с его торцами нижнюю и верхнюю опору со стержнем, размещенным в продольном вырезе корпуса, снабжено расположенными друг над другом срезными седлами, одно из которых связано с нижней частью штока, а другое — с нижней опорой уплотнителя и установлено с воэможностью взаимодействия с нижним торцом штока, верхняя опора уплотнительного элемента выполнена с хвостовиком. образующим с корпусом между разделительной перегородкой и поршнем полость, а хвостовик имеет в верхней части радиальное отверстие и зубчатую наружную поверхность, шток выполнен с выступами по концам и имеет в верхней части поверхность, ответную зубчатой поверхности хвостовика, причем поршень и шток выполнены полыми и установлены с возможностью относительного продольного перемещения.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство для разобщения скважин имеет корпус. 1 с продольными вырезами 2 и разделительной перегородкой 3, поршень

4 с полым штоком 5, свободно размещенный в корпусе 1 герметизирующий элемент

6, содержащий предварительно растянутый уплотнитель 7 и жестко связанные с его торцами нижнюю 8 и верхнюю 9 опоры со стер5

40 выполнены полыми и установлены с возможностью относительного продольного перемещения.

Нижняя опора 8 уплотнителя 7 снабжена ловушкой 21 с продольными окнами 22.

Устройство работает следующим образом.

Уплотнитель 7, имеющий диаметр, превышающий диаметр перекрываемой скважины, предварительно растягивают до диаметра, несколько меньшего, чем внутренний диаметр корпуса 1, с помощь1о седла 12 фиксируют деформированное состояние и размещают его в корпусе 1 с зазором, что исключает эффект самозакрепления уплотнителя 7 при его выталкивании из корпуса 1.

Посредством переводника устройство соединяют с колонной насосно-компрессорных труб (проводник и трубы на чертеже не показаны) и опускают в скважину. В зависимости от ожидаемого перепада давлений в компоновку может быть включен гидравлический якорь, Во время спуска устройства промывочная жидкость через продольные окна 22 ловушки 21 и отверстия срезных седел 11, 12 попадает во внутреннюю полость штока 5 и заполняет колонну НКТ, При достижении необходимой глубины спуска в колонну НКТ бросают ц(арик, который садится в срезное седло 12, и прокачивают жидкость, Под действием возникающего перепада давлений поршень

4 опускается вниз и, воздействуя на хвостовик 14; выталкивает из корпуса 1 уплотнитель 7, полый шток 5 и ловушку 21.

После прохождения всей длины продольных вырезов 2 стержень 10 упирается в тело корпуса 1 и воспринимает усилие, образующееся при действии перепада давлений на поршень .4 и срезное седло 12 с шариком, Под действием этого усилия происходит разрушение срезаемого элемента седла 12. прочность которого ниже прочности стержня 10, иосвобождение уплотнителя 7. Под действием упругих сил уплотнитель 7 сокращается в длине, прижимается к стенкам скважины, обеспечивая начальную герметизацию кольцевого зазора скважины. Седло 12 вместе с шариком падает в ловушку 21, После этого производят гидравлический разрыв пласта по известной технологии. При действии перепада давлений в подпакерной зоне во время ГРП происходит окончательное уплотнение кольцевого зазора за счет эффекта самоуплотнения.

По окончании гидравлического разрыва пласта в колонну НКТ бросают другой ша1756535 ность.

7 рик, который садится в срезаемое седло 11, и прокачивают жидкость, В результате-этого создается перепад давлений, под действием которого полый шток 5 опускается и воздействует выступом 18 на нижнюю опору 8 5 уплотнителя 7, растягивая его до диаметра, несколько меньшего, чем внутренний диаметр корпуса 1. В этот момент зубчатая поверхность 19 полого штока 5 входит в зацепление с зубчатой поверхностью 17 10 хвостовика 14 и фиксирует деформированное состояние, а радиальное отверстие 20 совпадает с радиальным отверстием 16. В результате поток прокачиваемой жидкости попадает в полость 15, воздействует на пор- 15 шень 4, жестко связанный с хвостовиком 14 верхней опоры уплотнителя 7, и поднимает его в корпусе 1, После упора поршня 4 в уступ корпУса 20

1 резко возрастает давление и происходит разрушение срезаемого элемента седла

11, которое вместе с шариком падает в ловушку 21, освобождая внутреннюю полость штока 5, обеспечивая тем самым возмож- 25 ность слива жидкости из колонны насоснокомпрессорных труб при их подъеме. После этого поднимают устройство на поверх(Формула изобретения

Устройство для разобщения скважин, имеющее корпус с продольными вырезами и разделительной перегородкой, поршень со штоком, свободно размещенный в корпусе герметизирующий элемент, содержащий предварительно растяйутый уплотнитель и жестко связанные с его торцами нижнюю и верхнюю опору со стержнем, размещенным в продольном вырезе корпуса, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей, оно .снабжено расположенными друг над другом срезными седлами, одно иэ которых связано с нижней частью штока, а другое — с нижней опорой уплотнителя и установлено с возможностью взаимодействия с нижним торцом штока, верхняя опора уплотнительного элемента выполнена с хвостовиком, образующим с корпусом между разделительной перегородкой и поршнем полость, а хвостовик имеет в верхней части радиальное отверстие и зубчатую наружную поверхность, шток выполнен с выступами по концам и имеет в верхней части поверхность, ответную зубчатой поверхности хвостовика, причем поршень и шток выполнены полыми и установлены с возможностью относительного продольного перемещения.