Устройство для изоляции межтрубного пространства в скважине
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для изоляции межтрубного пространства в скважине при проведении технологических операций по повышению нефтегазоотдачи продуктивных пластов методами закачки под давлением жидкости, газа или газожидкостных смесей в пласты. Обеспечивает повышение надежности и функциональных возможностей устройства. Сущность изобретения: устройство включает полый корпус с кольцевой канавкой и рядом радиальных отверстий, втулку-толкатель с радиальными отверстиями, манжеты, цилиндр, кольцевой конус, упорную гильзу с отверстием в стенке, образующую с корпусом кольцевую полость, храповик, стопорное кольцо, плашки, плашкодержатель, муфту, седло с шаром, кулачки, срезные штифты. Согласно изобретению в кольцевой полости между корпусом и упорной гильзой размещена подпружиненная втулка. В корпусе над втулкой выполнены дополнительные ряды радиальных отверстий. В ближнем ряду к втулке радиальные отверстия имеют диаметр не более 0,8 мм. 3 ил.
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для изоляции межтрубного пространства в скважинах при проведении технологических операций по повышению нефтегазоотдачи продуктивных пластов методами закачки под давлением жидкости, газа или газожидкостных смесей в пласты.
Известно устройство, включающее полый корпус с радиальным каналом, обратный клапан, уплотнительный элемент, полый цилиндр, образующий с корпусом кольцевую полость, шлипсы, кольцевой конус и втулку-седло под бросовый элемент [1].
Недостаток конструкции устройства в том, что не предусмотрены: закачка ингибиторов коррозии (нефти, дизельного топлива и т. д.) с устья скважины в межтрубное пространство после установки устройства в скважине, а также глушение скважины по межтрубному пространству перед съемом устройства и промывка межтрубного пространства скважины над устройством по методам обратной и прямой циркуляции для повышения надежности подъема устройства без осложнений, перед извлечением устройства из скважины.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, включающее полый корпус с кольцевой канавкой и рядом радиальных отверстий, втулку-толкатель с радиальными отверстиями, манжеты, цилиндр, кольцевой конус, упорную гильзу с отверстием в стенке, образующую с корпусом кольцевую полость, храповик, стопорное кольцо, плашки, плашкодержатель, муфту, седло с шаром, кулачки, срезные штифты [2].
Недостаток конструкции устройства в том, что также не предусмотрены: закачка ингибиторов коррозии с устья скважины в межтрубное пространство после установки устройства в скважине и глушение скважины по межтрубному пространству перед съемом устройства, а также промывка межтрубного пространства над устройством по методу обратной циркуляции.
Техническим результатом изобретения является повышение надежности и функциональных возможностей устройства.
Необходимый технический результат достигается тем, что в устройстве для изоляции межтрубного пространства в скважине, включающем полый корпус с кольцевой канавкой и рядом радиальных отверстий, втулку-толкатель с радиальными отверстиями, манжеты, цилиндр, кольцевой конус, упорную гильзу с отверстием в стенке, образующую с корпусом кольцевую полость, храповик, стопорное кольцо, плашки, плашкодержатель, муфту, седло с шаром, кулачки, срезные штифты, согласно изобретению в кольцевой полости между корпусом и упорной гильзой размещена подпружиненная втулка, а в корпусе над втулкой выполнены дополнительные ряды радиальных отверстий, причем в ближнем ряду к втулке радиальные отверстия имеют диаметр не более 0,8 мм.
На фиг.1 изображен общий вид устройства перед установкой в скважине; на фиг.2 - то же после установки в скважине с запакерованной манжетой и выдвинутыми плашками до упора в стенку обсадной колонны, при закачке ингибитора коррозии в межтрубное пространство скважины; на фиг.3 - то же после съема устройства при распакерованной манжете и убранных плашках.
Устройство состоит (фиг.1) из полого корпуса 1 с кольцевой канавкой А и рядами радиальных отверстий 2, 3, 4, втулки-толкателя 5 с радиальными отверстиями 6, манжеты 7, цилиндра 8, кольцевого конуса 9, упорной гильзы 10 с отверстием 11 в ее стенке, кольцевой полости 12, храповика 13, стопорного кольца 14, плашек 15, плашкодержателя 16, муфты 17, седла 18 с шаром 19, кулачков 20, срезных штифтов 21, 22, 23, втулки 24 и пружины 25. Герметизация контактных поверхностей между деталями устройства обеспечивается резиновыми уплотнительными кольцами, изображенными на фиг.2-3.
Устройство работает следующим образом. В скважине с обсадной колонной 26 устройство устанавливают на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) 27. С устья скважины через НКТ 27 создают избыточное давление во внутренней полости устройства, которое через радиальное отверстие 4 корпуса 1 передается на верхнюю торцевую поверхность кольцевого конуса 9 и нижнюю торцевую поверхность втулки-толкателя 5. Избыточное давление создает осевые усилия, действующие на кольцевой конус сверху вниз, а на втулку-толкатель, соответственно, снизу вверх. При определенном по величине осевом усилии происходит срез штифтов 21, и кольцевой конус 9 с цилиндром 8 перемещаются вниз под плашки 15, выдвигая последние в радиальном направлении до упора во внутреннюю поверхность обсадной колонны 26. При этом кольцевой конус 9 освобождает кулачки 20 для возможности перемещения в радиальном направлении из кольцевой канавки А корпуса 1 под действием осевого усилия вверх со стороны втулки-толкателя 5. После выхода кулачков 20 из кольцевой канавки А втулка-толкатель 5 перемещается вверх и сжимает манжету 7, запакеровывая ее в обсадной колонне 26. Храповик 13 фиксирует втулку-толкатель 5 относительно кольцевого конуса 9 соответственно в крайнем верхнем и нижнем положениях. С увеличением избыточного давления во внутренней полости устройства до расчетной величины происходит срез штифтов 23 и седло 18 с шаром 19 падают из муфты 17 вниз. Избыточное давление в НКТ 27 сбрасывают до нуля и создают избыточное давление в межтрубном пространстве, при котором втулка 24 перемещается вверх, сжимая пружину 25. При избыточном давлении 0,5-0,6 МПа втулка 24 занимает положение выше радиальных отверстий 3, что обеспечивает сообщение межтрубного пространства с полостью корпуса 1 и НКТ 27 для закачки ингибитора коррозии (нефти, мазута и т.д.) в межтрубное пространство (фиг.2). После закачки ингибитора коррозии в заданном объеме избыточное давление в межтрубном пространстве сбрасывают, при этом втулка 25 занимает исходное положение. Устройство установлено и может быть использовано по своему назначению для изоляции межтрубного пространства между НКТ 27 и обсадной колонной 26 при проведении различных технологических операций в скважине по повышению нефтегазоотдачи продуктивных пластов.
Перед съемом и извлечением устройства из скважины необходимо провести промывку межтрубного пространства скважины над устройством (от всевозможной механической примеси, образовавшейся в период работы устройства в скважине), а также глушение скважины утяжеленным раствором. В противном случае при извлечении устройства из скважины могут возникнуть осложнения, связанные с прихватом устройства в эксплуатационной колонне и с возможным выбросом жидкости из скважины.
После промывки и глушения скважины через межтрубное пространство производят натяжение НКТ 27 с осевым усилием, превышающим их вес в скважине на величину, достаточную для среза штифтов 22. При этом корпус 1 с упорной гильзой 10 перемещается вверх относительно втулки-толкателя 5, манжеты 7, конуса 9, цилиндра 8 и плашкодержателя 16 с плашками 15 до упора стопорного кольца 14 во втулку-толкатель 5, а плашкодержатель 16 - до упора в муфту 23 (фиг.3).
Герметизация контактной поверхности между корпусом 1 и втулкой 24 обеспечивается резиновым уплотнительным кольцом, которое многократно проходит через радиальные отверстия ряда 2.
Проведенные стендовые исследования показали, что при диаметре отверстий ряда 2 не более 0,8 мм резиновое кольцо не подрезается и обеспечивает герметизацию контактной поверхности между корпусом 1 и втулкой 24.
Источники информации:
1. Патент № 3180419, кл. 166-230, 1968 г.
2. Патент Российской Федерации № 2068074, 1994 г.
Формула изобретения
Устройство для изоляции межтрубного пространства в скважине, включающее полый корпус с кольцевой канавкой и рядом радиальных отверстий, втулку-толкатель с радиальными отверстиями, манжеты, цилиндр, кольцевой конус, упорную гильзу с отверстием в стенке, образующую с корпусом кольцевую полость, храповик, стопорное кольцо, плашки, плашкодержатель, муфту, седло с шаром, кулачки, срезные штифты, отличающееся тем, что в кольцевой полости между корпусом и упорной гильзой размещена подпружиненная втулка, а в корпусе над втулкой выполнены дополнительные ряды радиальных отверстий, причем в ближнем ряду к втулке радиальные отверстия имеют диаметр не более 0,8 мм.
РИСУНКИРисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
MM4A - Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 31.10.2007
Извещение опубликовано: 27.06.2009 БИ: 18/2009
