Способ разобщения пластов в скважине и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для изоляции поглощающих пластов. Обеспечивает создание технологии, обеспечивающей гарантированную изоляцию пластов друг от друга в скважине и расширение функциональных возможностей устройства. Сущность изобретения: по способу спускают в скважину на канате устройство с тампонажным раствором на расчетную глубину. Поднимают корпус до открытия радиальных каналов и освобождения устройства от тампонажного раствора. На корпус снизу телескопически надевают цилиндр и перекрывают радиальные каналы корпуса. После освобождения устройства от тампонажного раствора его корпус отсоединяют от спускаемого каната и опускают на первоначальное место. Вытесняют тампонажный раствор в затрубное пространство корпуса и оставляют его на затвердевание. Устройство включает корпус с радиальными каналами, заглушенный снизу пробкой, фиксатор и отцепной механизм. При этом корпус снабжен цилиндром, телескопически надетым на него снизу с негерметичной пробкой и перекрывающим радиальные каналы. Он выполнен с кольцевым выступом в нижней части наружной поверхности. Цилиндр на внутренней поверхности имеет цилиндрическую выборку под упомянутый кольцевой выступ. Отцепной механизм выполнен в виде патрубка с крышкой, имеющего радиальные отверстия, совмещенные с углублениями в корпусе устройства. В них находятся шарики. В патрубке установлена втулка с цилиндрически-сферической выборкой, обращенной к патрубку, с дугообразной державкой. Она проходит через отверстия в крышке патрубка и закреплена в верхней части срезаемым элементом к штоку. Он соединен жестко с канатом. Отцепной механизм срабатывает от взаимодействия с грузом, сбрасываемым с поверхности по канату. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для изоляции поглощающих пластов, продуктивных горизонтов и участков ствола скважины друг от друга, а также для установки разделительных мостов.

Известен способ установки мостов в скважине, включающий спуск устройства с тампонажным раствором на заданную глубину, опорожнение его и подъем на поверхность (1).

Устройство для осуществления способа содержит корпус, уплотнительные элементы и фиксатор.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ установки разделительных мостов, включающий спуск в скважину на канате устройства с тампонажным раствором на расчетную глубину, опорожнение его и подъем на поверхность (2).

Устройство для осуществления способа содержит корпус с радиальными каналами, заглушенный снизу пробкой, фиксатор и отцепной механизм.

Недостатком известных технических решений при их применении является то, что отсутствует полная гарантия установки моста в расчетном месте, так как возможно несанкционированное срабатывание устройства (например, при расхаживании устройства) и опорожнение его там, где это не предусмотрено. Недостатком является также то, что устройство нельзя использовать в качестве летучки.

Задачей изобретения является создание технологии, обеспечивающей гарантированную изоляцию пластов друг от друга в скважине и расширение функциональных возможностей устройства.

Указанная задача решается описываемым способом, включающим спуск в скважину на канате устройства с тампонажным раствором на расчетную глубину, подъем корпуса устройства до открытия радиальных каналов и освобождение устройства от тампонажного раствора.

Новым является то, что на корпус снизу телескопически надевают цилиндр и перекрывают радиальные каналы корпуса, а после освобождения устройства от тампонажного раствора его корпус отсоединяют от спускаемого каната и опускают на первоначальное место, вытесняют тампонажный раствор в затрубное пространство корпуса и оставляют его на затвердевание.

Способ осуществляют с помощью устройства для разобщения пластов, спускаемого на канате, включающего корпус с радиальными каналами, заглушенный снизу пробкой, фиксатор и отцепной механизм.

Новым является то, что корпус снабжен цилиндром, телескопически надетым на него снизу с негерметичной пробкой и перекрывающим радиальные каналы, и выполнен с кольцевым выступом в нижней части наружной поверхности, а цилиндр на внутренней поверхности имеет цилиндрическую выборку под упомянутый кольцевой выступ; отцепной механизм выполнен в виде патрубка с крышкой, имеющего радиальные отверстия, совмещенные с углублениями в корпусе устройства, в которых находятся шарики, в патрубке установлена втулка с цилиндрически-сферической выборкой, обращенной к патрубку с дугообразной державкой, проходящей через отверстия в крышке патрубка и закрепленной в верхней части срезаемым элементом к штоку, соединенному жестко с канатом; отцепной механизм срабатывает от взаимодействия с грузом, сбрасываемым с поверхности по канату.

Новым также является то, что его корпус выполнен сборным.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство в транспортном положении.

На фиг. 2 - устройство в момент подъема корпуса устройства и открывания проходных каналов.

На фиг.3 - устройство в момент ожидания затвердевания тампонажного раствора.

Устройство состоит из наборного корпуса 1 (фиг.1), который набирается из обсадных труб и соединяется муфтами 2 с центрирующими ребрами 3, заглушенного снизу герметичной пробкой 4 из легко разбуриваемого материала (например: чугун), выше которой выполнены проходные каналы 5. На корпус 1 снизу надет цилиндр 6 с возможностью возвратно-поступательного перемещения, снабженный негерметичной пробкой 7 из легко разбуриваемого материала (например: чугун) и пружинными центраторами 8, закрепленными на цилиндре 6 винтами 9. В транспортном положении цилиндр 6 перекрывает проходные каналы 5 и жестко крепится к корпусу 1 срезным винтом 10. Корпус 1 в нижней части на наружной поверхности имеет кольцевой выступ 11, а цилиндр 6 на внутренней поверхности - цилиндрическую выборку 12 под упомянутый выступ 11. Верхней частью корпус 1 через отцепной механизм и шток 13 присоединяется к канату 14. Отцепной механизм состоит из патрубка 15 с крышкой, имеющего радиальные отверстия 16, совмещенные с углублениями 17 корпуса 1, в которые вставлены шарики 18. В верхней части патрубка 15 имеются отверстия: отверстие 19 для жесткой фиксации патрубка 15 со штоком 13 и дренажные отверстия 20, через которые проходит дугообразная державка 21, жестко соединенная с втулкой 22, установленной в патрубке 15, и имеющая цилиндрически-сферическую выборку 23, обращенную к патрубку 15. Дугообразная державка 21 зафиксирована относительно штока 13 при помощи срезного винта 24. Цилиндр 6 снабжен уплотнениями 25 и 26.

Способ осуществляют следующим образом. Устройство перед спуском в скважину приводят в транспортное состояние (фиг.1), набирая корпус 1 из обсадных труб до необходимой длины, после чего во внутрь корпуса 1 закачивают расчетный объем тампонажного раствора. Устройство спускают на канате до искусственного или естественного забоя, в который упирается цилиндр 6, а корпус 1 по инерции продолжает перемещаться вниз, при этом срезной винт 10 разрушается и перестает фиксировать цилиндр 6 относительно корпуса 1. После этого устройство приподнимают, при этом пружинные фиксаторы 8 не дают цилиндру 6 перемещаться свободно за корпусом 1, при движении которого вверх открываются радиальные отверстия 5 (фиг.2) и тампонажный раствор за счет разности плотностей его и скважинной жидкости истекает на забой. После полного освобождения устройства от тампонажного раствора (определяется по времени, взятому с запасом) по канату 14 с устья скважины сбрасывают груз 27, который, ударяясь о дугообразную державку 21, освобождает ее от штока 13 за счет разрушения срезного винта 24. Дугообразная державка 21 совместно с втулкой 22 перемещается вниз относительно патрубка 15 отцепного механизма до совмещения выборки 23 с отверстием 16 патрубка 15, после чего шарики 18 из-за несимметричного расположения относительно внутренней стенки корпуса 1 переместятся во внутрь отцепного механизма, разъединяя корпус 1 от патрубка 15 (фиг.3). После отсоединения корпус 1 перемещается вниз до упора его нижней плоскости в кольцевой выступ 28 стакана 6, при этом отверстия 5 закрываются. За счет разности средней плотности металлических деталей корпуса 1, цилиндра 6, скважинной жидкости, находящейся внутри корпуса 1, и плотности тампонажного раствора (примерно разница в три раза) корпус 1 совместно с деталями 2, 3, 4, 6, 7, 8 опустятся на первоначальное место, вытесняя тампонажный раствор в затрубное пространство корпуса 1 (фиг.3). Равномерность заполнения тампонажным раствором затрубного пространства корпуса 1 обеспечивается ребрами 3 и пружинными центраторами 8. После затвердевания тампонажного раствора при необходимости дальнейших технологических операций в скважине пробки 4 и 7 легко могут быть разрушены.

Предлагаемый способ и устройство расширяют функциональные возможности устройства, так как позволяют использовать в качестве летучки корпус устройства, что повышает качество и надежность разобщения пластов в скважине. Отцепной механизм надежно удерживает устройство и не позволяет несанкционированное отсоединение оборудования и не требует использования дорогостоящих кабелей, электромагнитных разъединителей и электроимпульсного оборудования.

Источники информации 1. Аналог - А.с. 153888, МКИ Е 21 В 27/00, 33/132, 33/13, 1963 г.

2. Прототип - Патент 2123575 МКИ 6 Е 21 В 27/02, 1998 г.

Формула изобретения

1. Способ разобщения пластов в скважине, включающий спуск в скважину на канате устройства с тампонажным раствором на расчетную глубину, подъем корпуса до открытия радиальных каналов и освобождение устройства от тампонажного раствора, отличающийся тем, что на корпус снизу телескопически надевают цилиндр и перекрывают радиальные каналы корпуса, а после освобождения устройства от тампонажного раствора его корпус отсоединяют от спускаемого каната и опускают на первоначальное место, вытесняют тампонажный раствор в затрубное пространство корпуса и оставляют его на затвердевание.

2. Устройство для разобщения пластов в скважине, спускаемое на канате, включающее корпус с радиальными каналами, заглушенный снизу пробкой, фиксатор и отцепной механизм, отличающееся тем, что корпус снабжен цилиндром, телескопически надетым на него снизу с негерметичной пробкой и перекрывающим радиальные каналы, и выполнен с кольцевым выступом в нижней части наружной поверхности, а цилиндр на внутренней поверхности имеет цилиндрическую выборку под упомянутый кольцевой выступ, отцепной механизм выполнен в виде патрубка с крышкой, имеющего радиальные отверстия, совмещенные с углублениями в корпусе устройства, в которых находятся шарики, в патрубке установлена втулка с цилиндрически-сферической выборкой, обращенной к патрубку, с дугообразной державкой, проходящей через отверстия в крышке патрубка и закрепленной в верхней части срезаемым элементом к штоку, соединенному жестко с канатом, отцепной механизм срабатывает от взаимодействия с грузом, сбрасываемым с поверхности по канату.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что его корпус выполнен сборным.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3