Устройство для заканчивания скважин

 

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано для заканчивания скважин с созданием фильтрационных каналов после цементирования скважины без последующей перфорации обсадной колонны. Обеспечивает достижение надежной гидродинамической связи с продуктивным пластом, расширение области применения устройств в условиях малых зазоров между обсадной колонной и стволом скважины, упрощение конструкции. Сущность изобретения: устройство включает корпус с элементами для связи с обсадной колонной и с отверстиями на боковой поверхности. Соосно отверстиям на внешней поверхности жестко закреплены направляющие стаканы, в которых размещена выдвижная втулка с элементами ее фиксации относительно стаканов. Втулка перекрыта кислоторазрушаемой заглушкой. Направляющий стакан имеет упор, а его поверхность для взаимодействия со стенками скважины выполнена овальной. Втулка в своей задней части выполнена в виде упругих элементов с зацепами под упор для ограничения обратного движения втулки, размещена во внутренней полости корпуса и имеет буртик для ограничения выдвижения втулки в сторону продуктивного пласта, а кислоторазрушаемая заглушка перекрывает втулку по всей длине. 3 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а более конкретно - к устройствам для заканчивания скважин с созданием фильтрационных каналов после цементирования скважины без последующей перфорации обсадной колонны.

Известно устройство для заканчивания буровых скважин (а.с. СССР 742580, Е 21 В 43/00, oпубл. 25.06.80 г., Бюл. 23).

Это устройство имеет сложную конструкцию и не обеспечивает надежного проведения процесса цементирования, поскольку имеется вероятность заклинивания цементировочной пробки внутри обсадной колонны обломками срезаемых хвостовиков, что, в конечном итоге, может привести к аварии.

Наиболее близким по назначению и совокупности существенных признаков является принятое за прототип устройство для заканчивания скважин (а.с. СССР 1629498, Е 21 В 43/11, oпубл. 23.02.91 г., Бюл. 7).

Известное устройство содержит корпус с элементами для связи с обсадной колонной и с отверстиями на боковой поверхности, соосно с которыми на внешней поверхности корпуса жестко закреплены направляющие стаканы, в которых размещена телескопически выдвигаемая втулка, оснащенная эластичной манжетой, при этом втулка имеет элементы фиксации относительно направляющего стакана и перекрыта кислоторазрушаемой мембраной.

Недостатком известного устройства является то, что входные отверстия в направляющий стакан и выдвигаемую втулку со стороны внутренней полости колонны в процессе прокачки цементного раствора остаются открытыми. В результате в эти отверстия возможно попадание цементного раствора, который после твердения препятствует контакту кислоторазрушаемой мембраны с кислотой. Кроме того, в условиях малых зазоров (<15 мм) между наружной поверхностью корпуса и стволом скважины вообще невозможно применение данной конструкции, что обусловлено трудностью монтажа блока, связанного с выдвижной втулкой. Исполнение направляющих стаканов в известном устройстве цилиндрическими в условиях малых зазоров также может привести к посадкам и прихвату обсадной колонны при ее спуске. Кроме того, конструкция механизма устройства сложна в изготовлении и эксплуатации.

Таким образом, появилась необходимость создания устройства, которое при своей простоте и надежности позволяло бы успешно осуществлять все операции, связанные со спуском обсадной колонны, достигать надежной гидродинамической связи с продуктивным пластом после растворения кислоторазрушаемых заглушек, расширить область применения устройств в условиях малых зазоров (<15 мм) между обсадной колонной и стволом скважины.

Поставленную задачу решает предлагаемое устройство для заканчивания скважин, включающее корпус с элементами связи с обсадной колонной и с отверстиями на боковой поверхности, соосно с которыми на внешней поверхности жестко закреплены направляющие стаканы, в которых размещена выдвижная втулка, перекрытая кислоторазрушаемой заглушкой, и элементы фиксации втулки относительно направляющего стакана, в котором, согласно изобретению, поверхность направляющего стакана, взаимодействующая со стенками скважины, выполнена овальной, а втулка в своей задней части выполнена в виде упругих элементов с зацепами под упор направляющего стакана, размещенных во внутренней полости корпуса, при этом втулка имеет ограничительный буртик, а кислоторазрушаемая заглушка перекрывает втулку по всей длине.

Исполнение направляющего стакана, взаимодействующего со стенками скважины, овальным позволяет спускать обсадную колонну без посадок и прихватов (выполняют функции жестких центрирующих элементов).

Выполнение выдвижной втулки в задней своей части в виде упругих элементов и частичное их размещение во внутренней полости корпуса уменьшает габаритные размеры устройства, что позволит расширить область их применения, в частности для условий малых зазоров между обсадной колонной и стволом скважины, а также упрощает конструкцию.

Исполнение кислоторазрушаемых заглушек перекрывающими выдвижную втулку по всей длине позволяет беспрепятственно восстанавливать гидродинамическую связь внутритрубного пространства с продуктивным пластом после растворения заглушек в среде кислотной ванны.

На фиг. 1 представлен общий вид устройства в транспортном положении, разрез; на фиг.2 - то же, в рабочем положении; на фиг. 3 - устройство в компоновке с обсадной колонной в рабочем положении в процессе цементирования скважины.

Устройство содержит корпус 1 с элементами для связи с обсадной колонной и с отверстиями на боковой поверхности, соосно с которыми на внешней поверхности корпуса 1 жестко зафиксированы внешний 2 и концевой 3 направляющие стаканы, внутри каждого из которых размешена выдвигаемая в рабочем положении втулка 4, перекрытая по всей длине кислоторазрушаемой заглушкой 5.

Втулка 4 в задней своей части выполнена в виде упругих элементов - цанг с зацепами 6 под упор 7 внешнего направляющего стакана 2 и имеет ограничительный буртик 8, выполненный под внутреннюю торцевую часть концевого направляющего стакана 3. Устройство снабжено также запорным клапаном 9 со срезным седлом 10, шаром 11 и шайбой-ловителем 12.

Устройство работает следующим образом (фиг.3).

Смонтированное на устье устройство спускают совместно с обсадными трубами в скважину и устанавливают напротив продуктивного пласта. Затем в колонну сбрасывают шар 11 и нагнетают буровой раствор. При посадке шара в седло 10 повышают давление в колонне. При давлении 7,0 МПа упругие элементы - цанги втулки 4 сжимаются и зацепы 6 выходят с упоров 7 внешнего направляющего стакана 2, что приводит к выдвижению втулки 4 в сторону продуктивного пласта на определенное расстояние до соприкосновения со стенкой скважины. Дальнейшее движение втулки 4 ограничивает внутренняя торцевая часть концевого направляющего стакана 3 при упоре в нее ограничительного буртика 8 втулки 4. Обратное движение втулки 4 также ограничено упором 7 внешнего направляющего стакана 2. При дальнейшем повышении давления срезаются шпильки запорного клапана 9 и седло 10 с шаром 11 падает на шайбу-ловитель 12, что приводит к восстановлению циркуляции. Далее нагнетанием тампонажного раствора цементируют затрубное пространство. После цементирования скважину оставляют на затвердевание цемента. Затем в интервал продуктивного пласта закачивают кислоту и выдерживают до растворения заглушек 5. Далее скважину осваивают по обычной технологии.

Предлагаемое устройство имеет несомненные преимущества перед известными: - позволяет сократить затраты времени и средств на спуск колонны, так как предотвращает прихваты и посадки колонны; - обладает широкими технологическими возможностями благодаря уменьшенным габаритным размерам, что позволяет применять его в условиях малых зазоров между обсадной колонной и стенкой скважины.

Формула изобретения

Устройство для заканчивания скважины, включающее корпус с элементами для связи с обсадной колонной и с отверстиями на боковой поверхности, соосно с которыми на внешней поверхности жестко закреплены направляющие стаканы, в которых размещена выдвижная втулка, перекрытая кислоторазрушаемой заглушкой, и элементы фиксации втулки относительно направляющего стакана, отличающееся тем, что направляющий стакан имеет упор, а его поверхность для взаимодействия со стенками скважины выполнена овальной, при этом втулка в своей задней части выполнена в виде упругих элементов с зацепами под упор для ограничения обратного движения втулки, размещена во внутренней полости корпуса и имеет буртик для ограничения выдвижения втулки в сторону продуктивного пласта, а кислоторазрушаемая заглушка перекрывает втулку по всей длине.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3