Оборудование для освоения и эксплуатации скважин

 

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности, а именно к оборудованию для освоения и эксплуатации скважин. Цель - повышение надежности работы оборудования при многократных динамических нагрузках в, процессе длительной эксплуатации и извлечение перепускного клапана без вращенияколонны труб. Для этого оборудование состоит из полого корпуса 1 с подвижным в радиальном направлении стопором 2 с упорным торцем 3, с радиальным каналом 4, в котором размещен обратный клапан 5, рядом радиальных отверстий б и кольцевыИзобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности, а именно к оборудованию для освоения и эксплуатации скважин, а также ремонта скважин без предварительного их глушения. Целью изобретения является повышение надежности работы оборудования для освоения и эксплуатации скважин при многократных динамических нагрузках в проми канавками 21 и 22 в нижней части. Нз наружной поверхности корпуса установлен уплотнительный элемент 7. В корпусе 1 установлен перепускной клапан 11, заглушенный с одного конца, с двумя рядами радиальных отверстий 12 и 13 упором 14, кольцевым выступом 15 и толкателем 16 с коническим нижним торцем, закрепленным на наружной поверхнос™ клапана двумя рядами срезных элементов 17 и 18. Перепускной клапан 11 и корпус 1 связаны между собой фиксатором 19. Для спуска и установки в обсадной колонне 23 оборудования соединяют с насосно-компрессорными трубами (НКТ) 24 и переводником 25, в окнах которого размещены подпружиненные кулачки 26, которые при отсоединении НКТ от устройства войдут в канавку 30 кольца 28. Освоение и эксплуатация скважины осуществляется после запуска насоса при запакерованной скважине, при этом насос откачивает жидкость из скважины, перепускной клапан 11 перемещается вверх до взаимодействия упора 14 со стопором 2 корпуса 1. Ряды радиальных каналов 6 и 13 совмещаются. При этом фиксатор 19 находится в кольцевой канавке 22 корпуса. 2 з.п.ф-лы, 8 ил. цессе длительной эксплуатации скважины и извлечения перепускного клапана без вращения колонны труб. На фиг. 1 изображен общий вид оборудования для освоения и эксплуатации скважин JB исходном положении перед установкой а стволе скважины, и при установке в стволе скважины; на фиг.2 - то же, при отсоединении колонны труб (НКТ) от ел 00 g ел ь ч СлЭ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л Е 21 В 33/12

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4897540/03 (22) 29,11,90 (46) 23;03.93. Бюл. ¹ 11 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт буровой техники (72) А.А.Цыбин, В.О.Палий, В.В.Торопынин, В.Н,Антипов и M,Ì,Ôàcõóòäèíîâ (73) А.А,Цыбин (56) Авторское свидетельство СССР . ¹ 926238, кл, Е 21 В 33/12, 1982, Авторское свидетельство СССР

¹ 1709070, кл. Е 21 В 33/12, 1989, (54) ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ОСВОЕНИЯ И

ЭКСПЛУАТАЦИИ СКВАЖИН (57) Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности, а именно к оборудованию для освоения и экс. плуатации скважин. Цель — повышение надежности работы оборудования при многократных динамических нагрузках в и роцессе длительной эксплуатации и извлечение перепускного клапана без вращения колонны труб. Для этого оборудование состоит из полого корпуса 1 с подвижным в радиальном направлении стопором 2 с упорным торцем 3, с радиальным каналом 4, в котором размещен обратный клапан 5, рядом радиальных отверстий 6 и кольцевыИзобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности, а именно к оборудованию для освоения и эксплуатации скважин, а также ремонта скважин без предварительного их глушения.

Целью изобретения является повышение надежности работы оборудования для освоения и эксплуатации скважин при многократных динамических нагрузках в про... ЬЦ,, 1804547 А3

2 . ми канавками 21 и 22 в нижней части. На наружной поверхности корпуса установлен уплотнительный элемент 7, В корпусе 1 установлен перепускной клапан 11, заглушенный с одного конца, с двумя рядами радиальных отверстий 12 и 13 упором 14, кольцевым выступом 15 и толкателем 16 с коническим нижним торцем, закрепленным на наружной поверхности клапана двумя рядами срезных элементов 17 и 18. Перепускной клапан 11 и корпус 1 связаны между собой фиксатором 19. Для спуска и установки в обсадной колонне 23 оборудования соединяют с насосно-компрессорными трубами (НКТ) 24 и переводником 25, в ок- нах которого размещены подпружиненные кулачки 26, которые при отсоединении НКТ от устройства войдут в канавку 30 кольца 28.

Освоение и эксплуатация скважины осуществляется после запуска насоса при запакерованной скважине, при этом насос откачивает жидкость из скважины, перепускной клапан 11 перемещается вверх до взаимодействия упора 14 со стопором 2 корпуса 1. Ряды радиальных каналов 6 и 13 совмещаются, При этом фиксатор 19 нахо-, С1 дится в кольцевой канавке 22 корпуса. 2: ф„ з.п.ф-лы, 8 ил, .! (Л .фь цессе длительной эксплуатации скважины и (Д извлечения перепускного клапана без вращения колонны труб.

На фиг.1 изображен общий вид оборудования для освоения и эксплуатации скважин,в исходном положении перед установкой в стволе скважины, и при установке в стволе скважины; на фиг.2 — то же, при отсоединении колонны труб (НКТ) от

1804547 перепускного клапана, на которых оборудо- элемент 7 выполнены из легкоразбуриваевание доставлено в ствол скважины; на мых материалов, например, из алюминиефиг.З вЂ” то же, после извлечения НКТ из вых сплавов, но с различными скважины и установки над оборудованием деформационнопрочностными характеринасоса для эксплуатации скважины; на 5 стиками; неразбуриваемого типа, когда из фиг.4 — то же, с открытым клапаном при скважины извлекаются вначале перепускэксплуатации скважины; на фиг.5 — то же, с ной клапан 11, а затем корпус 1 и уплотнизакрытым перепускным клапаном перед из- . тельный элемент 7, влечением насоса из скважины; на фиг.б Узел извлечения перепускного клапана изображено оборудование для освоения и "0 оборудования для освоения и эксплуатации эксплуатации скважин с закрытым перепу- скважин включает механизм захвата (см. скным клапаном и узел извлечения перепу- фиг.7), который выполнен в виде переводнискного клапана в исходном положении; на ка 31 с окнами, размещенными в них подфиг,7 — то же, при рабочем положении узла пружиненными кулачками 32, фиксатора 33,. для извлечения перепускного клапана; на "5 установленного на срезных штифтах 34 на фиг.8 — то же, в момент извлечения перепу- внутренней поверхности переводника 31 на скного клапана из корпуса оборудования уровне кулачков 32, соединенных пружинадля освоения и эксплуатации скважин. ми 35 к переводнику 31.

Оборудование для освоения и эксплуа- Герметизация поверхностей сопряжетации скважин (см.фиг,1) состоит из полого 20 ния деталей устройства обеспечивается упкорпуса 1 с подвижным в радиальном на- лотнительными кольцами, размещенными в правлении стопором 2, с упорным торцем 3, кольцевых канавках, с радиальным каналом 4, в котором разме- Оборудование для освоения и эксплуащен обратный клапан 5, рядом радиальных тации скважин работает следующим обраотверстий 6 и кольцевыми канавками 21 и 25 зом. После установки оборудования на

22 в нижней части. На наружной поверхно- заданной глубине скважины в НКТ создают сти корпуса установлен уплотнительный избыточное давление с устья скважины. Под элемент 7 с помощью концевой арматуры 8, действием избыточного давления деформина наружной поверхности уплотнительного руют уплотнительный элемент 7 до внутрен.элемента закреплены шлипсы 9 и установ- 30 ней поверхности обсадной колонны 23 и лено уплотнительное. кольцо 10. В корпусе создают контактное давление, при котором

1 установлен перепускной клапан 11, заглу- шлипсы 9 врезаются в стенку трубы обсадшенный с одного конца, с двумя рядами ной колонны, а уплотнительное кольцо 10 радиальных отверстий 12 и 13, упором 14, обеспечивает герметичность контактной зоФ кольцевым выступом 15 и толкателем 16 с 35 ны обсадная колонна — уплотнительныйэлеконическим нижнем торцем, закрепленным мент (см. фиг.2). После установки .на наружной поверхности клапана двумя оборудования вобсадной колонне 23,,прорядами срезных элементов 17 и 18. Срезные изводят разгрузку части веса НКТ 24 на устэлементы18расположенывпродольныхпа- ройство для проверки качества его зах, выполненных на наружной поверхно- 40 установки и отсоединения НКТ от оборудости перепускного клапана 11, Перепускной вания. При разгрузке части веса НКТ на обоклапан 11 и корпус 1 связаны между собой рудование произойдет срез элементов 17, фиксатором 19, размещенным в кольцевой удерживающих толкатель 16 на перепускканавке 20 перепускного клапана 11 и коль- ном клапане 11 под действием осевого усицевой канавке 21 корпуса. Для спуска и ус- 45 лия, передаваемого подпружиненными тановки в обсадой колонне 23 оборудование кулачками 26, а затем при упоре кольца 28 в соединяется с насоснокомпрессорными корпусе 1 срезаются винты 29 и переводник трубами (НКТ) 24 переводником 25, в окнах 25 перемещается вниз относительно кольца которого размещены кулачки 26, подпружи- . 28 до упора в корпус 1. В этом положении ненные с помощью пружины 27 к кольцу 28, 50 подпружиненные кулачки 26 войдут в канавзакрепленному срезными винтами 29 с пе- ку 30 кольца 28 и тем самым произойдет реводником25. Навнутреннейповерхности отсоединение НКТ 24 от устройства (см. кольца 28 выполнена кольцевая канавка 30 фиг,З). Извлекают НКТ из скважины и спупод кулачки 26. скают на НКТ насос(ЭН Ц) с двигателем(Дв.)

Оборудование для освоения и эксплуа- 55 для эксплуатации скважины. Запускают натации скважины может быть разработано в сос, который производит откачку жидкости двух вариантах, а именно: разбуриваемого из скважины. При снижении уровня жидкотипа, когда из скважины извлекается и по- сти в скважине на перепускной клапан 11 вторно устанавливается перепускной кла- действуют снизу избыточное давление (cM, пан 11, а корпус 1 и уплотнительный фиг,4). Поддействием заданного по величи1804547 не избыточного давления (например, 5,0—

6,0 МПа) происходит радиальное смещение фиксатора 19 в канавку 20 из канавки 21 и перепускной клапан 11 переместится вверх до взаимодействия его упора 14 с подвижным стопором 2 корпуса 1 (см,фиг.5). 8 этом положении перепускного клапана 11, когда совмещены ряды радиальных каналов 6 и

13, осуществляется освоение и эксплуатация скважины..При этом фиксатор 19 находится в кольцевой канавке 22 корпуса 1, Отключение пластов в скважине беэ глушения ее утяжеленной жидкостью для проведения различных технологических работ (замена насоса, ремонтно-изоляционные работы в скважине и т.д,) выполняют следующим образом, С устья скважины по кольцевому пространству между обсадной колонной 23 и НКТ 24 закачивают с заданной производительностью агрегата жидкость, создавая сверху на перепускной клапан 11 избыточное давление за счет гидродинамических сопротивлений в рядах радиальных каналов 13 и 6. При расчетном избыточном давлении (например, 2,5 — 3,5

МПа) происходит радиальное смещение фиксатора 19 в канавку 20 перепускного клапана 11 из канавки 22 корпуса 1 и перепускной клапан 11 переместится вниз до взаимодействия его упора 14 с упорным торцом 3 корпуса 1, после чего фиксатор 19 вновь разместится в кольцевой канавке — N. корпуса 1 (см. фиг.6). Резкое увеличение давления в межтрубном пространстве скважины на устье является сигналом о закрытии перепускного клапана 11 оборудования.

После выполнения в скважине необходимых технологических работ повторно устанавливают над оборудованием насос с двигателем и осуществля ют снижение уровня жидкости для открытия перепускного клапана 11 и последующей эксплуатации скважины (см.фиг.5).

Извлечение перепускного клапана 11 из скважины с целью его замены на новый или перед разбуриванием корпуса 1 с уплотнительным элементом 7 для установки нового оборудования осуществляют с помощью узла, включающего связанный с

HKT механизм захвата, который работает следующим образом, Разгружают часть ве, са НКТ 24 на перепускной клапан 11. При этом фиксатор 33 взаимодействует с коль цевым выступом 15 перепускного клапана

11, штифты 34 срезаются и переводник 31 вместе с подпру>киненными кулачками 32 перемещаются вниз вдоль перепускного клапана, а фиксатор 33 остается на кольцевом выступе 15. В результате перемещения переводника 31 вниз происходит взаимодействие кулачков 32 с топкателем 16, элементы 18 срезаются и толкатель 16 под действием осевого усилия, передаваемого сверху кулачками 32, взаимодействует кони5 ческим нижним торцем с коническим срезом стопора 2 на верхнем торце, Под действием осевого усилия, передаваемого сверху толкателем 16, стопор 2 перемещается в радиальном направлении от перепуск10 ного клапана 11, после чего толкатель 16 перемещается вниз до взаимодействия с уступом 14 (см, фиг.8). В этом положении стопор 2 не препятствует извлечению перепуЬкного клапана 11 из корпуса 1 обо15 рудования для освоения и эксплуатации скважин.

После извлечения перепускного клапана из скважины имеется возможность, не разбуривая корпус 1 и уплотнительный эле20 мент 7, выполнять различные технологические работы по ремонту скважины в интервале ниже их установки.

Формула изобретения

1. Оборудование для освоения и эксплу25 атации скважин, включающее полый корпус с радиальным каналом, перекрытым обратным клапаном, рядом радиальных каналов и кольцевыми канавками в нижней части, уплотнительный элемент, установленный на

30 корпусе и образующий с ним кольцевую полость, связанную через радиальный канал и обратный клапан с полостью корпуса, теле- скопически установленный в полости корпуса полый перепускной клапан С верхним и

35 нижним рядами радиальных каналов, заглушенный на нижнем торце, и кольцевым выступом на верхнем, размещенный в нижней чаСти перепускного клапана фиксатор, установленный с возможностью фиксации кор,40 пуса и перепускного клапана в состоянии совмещения в исходном положении радиального канала корпуса на уровне с рядом верхних радиальных каналов перепускного клапана, а в крайнем верхнем положении—

45 ряда радиальных каналов корпуса с рядом нижних радиальных каналов перепускного клапана, стопор, ограничивающий осевое перемещение перепускного клапана в его крайнем верхнем положении и узел извле50 чения перепускного клапана, включающий связанный с колонной труб механизм захвата, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы оборудования при многократных динамических на55 грузках в процессе длительной эксплуатации и. извлечения перепускного клапана без вращения колонны труб,. оно снабжено упором, выполненным на наружной поверхности перепускного клапана. и толкателем с коническим нижним торцом, 1804547

27

50 установленным на наружной поверхности перепускного клапана над его упором и связанным с перепускным клапаном двумя рядами срезных элементов с возможностью их последовательного среза в процессе отсоединения колонны труб и извлечения перепускного клапана, а стопор размещен в верхней части корпуса и имеет конический срез на верхнем торце, при этом толкатель установлен с возможностью взаимодействия его конического торца с коническим срезом стопора и сопряжения с упором клапана при его извлечении, 2. Оборудование по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что механизм захвата выполнен в виде переводника с окнами, размещенных в

5 них подпружиненных кулачков для взаимодействия с толкателем и фиксатора, установленного на срезных штифтах на внутренней поверхности переводника на уровне кулачков, причем фиксатор установлен с возмож10 ностью взаимодействия с кольцевым выступом перепускного клапана.

1804547

1804547

1804547

Составитель А.Цыбин

Техред M.Mîðãåíòàë

Корректор д.Ливринц

Редактор

Заказ 1074 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета ко изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101