Клапанно-пакерный механизм

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначается для сообщения и разобщения затрубного пространства с трубным при освоении, обработке и очистке призабойной зоны пласта в скважинах, где произошло ухудшение гидродинамических характеристик, вследствие выпадения солей при кислотных обработках, загрязнение компонентами бурового раствора, цемента. Технический результат - повышение эксплуатационных характеристик, надежности управления и упрощение конструкции. Клапанно-пакерный механизм содержит клапанное устройство с отверстиями, забойный пакер, хвостовик с радиальными отверстиями и сальник. Клапанное устройство выполнено в виде пустотелой трубы, помещенной в полости забойного пакера, и установлено навинчиванием одновременно с забойным пакером на переводник с возможностью перемещения вниз для сообщения трубного пространства с подпакерным пространством при пакерировании. Забойный пакер выполнен с внешней резьбой на его нижней части для крепления хвостовика. 2 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначается для сообщения и разобщения затрубного пространства с трубным при освоении, обработке и очистке призабойной зоны пласта в скважинах, где произошло ухудшение гидродинамических характеристик вследствие выпадения солей при кислотных обработках, загрязнение компонентами бурового раствора, цемента.

Известен забойный пульсатор давления, предназначенный для обработки призабойной зоны скважины, содержащий два полуштока с радиальными отверстиями, переходник, пружину, корпус и пробку с хвостовиком (патент РФ 2137900, кл. Е 21 В 28/00).

Недостатками данного пульсатора является большое количество трущихся поверхностей, что ведет к скорому износу. При высоких механических нагрузках может произойти разрушение пружины, что приведет к заклиниванию устройства, а большое количество уплотнителей может значительно усложнить обслуживание и ремонт устройства.

Известен циркуляционный клапан, предназначенный для освоения скважин, состоящий из корпуса, кожуха, головки, гильзы с радиальными отверстиями и проточкой (авт. св. СССР 991029, Е 21 В 34/00).

Недостатком данного циркуляционного клапана является то, что при перемещении гильзы происходит износ трущихся поверхностей, а в случае попадания абразивных частиц между кожухом и уплотнительным элементом может возникнуть заклинивание инструмента, что является причиной некачественных пили неудачных работ и связанных с этим повторных и дополнительных операций.

Наиболее близким к изобретению является клапанно-пакерный механизм, содержащий клапанное устройство с отверстиями, забойный пакер, хвостовик с радиальными отверстиями и сальник (авт. св. СССР 408008, кл. Е 21 В 33/12, опубл. 19.04.1974).

Задачей изобретения является повышение эксплуатационных характеристик, надежности управления и упрощение конструкции.

Поставленная задача решается тем, что в клапанно-пакерном механизме, содержащем клапанное устройство с отверстиями, забойный пакер, хвостовик с радиальными отверстиями и сальник, клапанное устройство выполнено в виде пустотелой трубы, помещенной в полости забойного пакера, и установлено навинчиванием одновременно с забойным пакером на переводник с возможностью перемещения вниз для сообщения трубного пространства с подпакерным пространством при пакерировании, при этом забойный пакер выполнен с внешней резьбой на его нижней части для крепления хвостовика.

На фиг. 1 представлен клапанно-пакерный механизм (КПМ) в положении "клапан закрыт", продольный разрез, на фиг.2 - то же, в положении "клапан открыт".

Клапанное устройство 1 выполнено в виде пустотелой трубы 2 со специальными отверстиями 3, помещенной в полости забойного пакера 4, и устанавливается навинчиванием одновременно с забойным пакером 4 на переводник 5. При этом происходит небольшое осевое перемещение, которое дает уплотнение сальника 6 и исключает попадание скважинной жидкости в полость спускаемых насосно-компрессорных труб (НКТ) (на фиг.1 и 2 не указан). Клапанное устройство 1 садится на конец забойного пакера 4, хвостовик 7 с радиальными отверстиями 8 навинчивается на резьбу 9 с внешней стороны нижней части забойного пакера 4.

Клапанно-пакерный механизм работает следующим образом.

Устройство в положении перекрытых специальных отверстий 3 спускается на НКТ до заданной глубины. Производится пакерирование (установка забойного пакера 4). При создании сжимающей нагрузки на забойный пакер 4 затрубное пространство отсекается, исключая заполнение трубного пространства затрубной жидкостью, клапанное устройство 1 перемещается вниз, происходит сообщение трубного пространства с внешним подпакерным пространством.

Вследствие созданного перепада давления (атмосферного в колонне НКТ и пластового) происходит депрессия призабойной зоны. Скважинная жидкость, содержащая механические примеси, с большой скоростью проникает сквозь радиальные отверстия 8 в хвостовике 7 и далее через специальные отверстия 3 в клапанном устройстве в полость НКТ, увлекая за собой продукты реакции и частицы цемента или глинистого раствора.

При выравнивании давлений подвеска колонны НКТ поднимается и клапанное устройство закрывается вследствие осевого освобождения уплотнительного элемента пакера. При этом давление подпакерного пространства возрастает и выравнивается до уровня давления столба жидкости в скважине, за счет разгерметизации затрубного пространства происходит регрессия призабойной зоны (при обработке призабойной зоны циклы депрессий и регрессий повторяются несколько раз). С закрытием клапанного устройства вся извлеченная пластовая жидкость остается в трубном пространстве и впоследствии извлекается при подъеме НКТ.

Таким образом, данный механизм одновременно может дублировать работу многих других механизмов и устройств.

Использование изобретения повышает надежность производственных работ, увеличивает производительность, упрощает условия эксплуатации, обслуживание, а также легко изготавливается на обычном станочном оборудовании.

Формула изобретения

Клапанно-пакерный механизм, содержащий клапанное устройство с отверстиями, забойный пакер, хвостовик с радиальными отверстиями и сальник, отличающийся тем, что клапанное устройство выполнено в виде пустотелой трубы, помещенной в полости забойного пакера, и установлено навинчиванием одновременно с забойным пакером на переводник с возможностью перемещения вниз для сообщения трубного пространства с подпакерным пространством при пакерировании, при этом забойный пакер выполнен с внешней резьбой на его нижней части для крепления хвостовика.

РИСУНКИ

Рисунок 1