Устройство для приведения в действие узла оснастки обсадной колонны скважины



Устройство для приведения в действие узла оснастки обсадной колонны скважины
Устройство для приведения в действие узла оснастки обсадной колонны скважины

 


Владельцы патента RU 2527098:

Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр "ЗЭРС" (ООО "НТЦ "ЗЭРС") (RU)

Изобретение относится к строительству и эксплуатации нефтяных и газовых скважин. Устройство включает корпус с радиальным отверстием, полый срезной штифт, эластичную манжету и толкатель. Срезной штифт перекрывает радиальное отверстие внутри корпуса и выступает внутрь корпуса. Эластичная манжета перекрывает радиальное отверстие снаружи корпуса и зафиксирована на нем. Толкатель образует с корпусом против его радиального отверстия с эластичной манжетой кольцевую полость. Толкатель зафиксирован в транспортном положении устройства относительно корпуса. Толкатель имеет возможность осевого перемещения в рабочем положении устройства для взаимодействия с узлом оснастки обсадной колонны при сообщении полости корпуса с кольцевой полостью через полость разрушенного срезного штифта и фиксации узла оснастки обсадной колонны в его рабочем положении. Изобретение обеспечивает повышение надежности работы устройства и обеспечение его универсальности - расширение области применения. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к строительству и эксплуатации нефтяных и газовых скважин.

Известно устройство для приведение в действие узла оснастки обсадной колонны скважины, включающее полый корпус и кожух с радиальными отверстиями, образующие между собой кольцевую камеру, кольцевую заслонку, уплотнительные манжеты, гидротолкатель, размещенный в кольцевой камере, систему кольцевых втулок, перекрывающих радиальные отверстия кожуха (см., например, RU 2386012, 10.04.2010).

Недостатком указанного устройства является необходимость, для защиты уплотнительных манжет от преждевременного срабатывания, размещать в проходном канале втулку с седлом, что сужает проходной канал устройства и требует его последующего разбуривания.

Известно также устройство для приведение в действие узла оснастки обсадной колонны скважины, включающее хвостовик с воронкой, транспортировочную колонну с установочным седлом, уплотнительные эластичные манжеты, установленные на наружной поверхности хвостовика, гидротолкатель с плашками, образующий с хвостовиком кольцевую камеру, гидравлически связанную с полостью хвостовика в его рабочем положении (см., например, RU №2346143, 10.02.2009).

Недостатком данного устройства являются:

- невозможность размещения элемента защиты от преждевременного срабатывания - срезного полого штифта в стенке корпуса, имеющей небольшую (до 6 мм) толщину;

- отсутствие узла фиксации гидротолкателя в его конечном (рабочем) положении.

Указанные недостатки в значительной степени ограничивают область применения устройства.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы устройства и обеспечение его универсальности - расширение области применения.

Необходимый технический результат достигается тем, что устройство для приведения в действие узла оснастки обсадной колонны скважины включает корпус с радиальным отверстием, по меньшей мере одним, полый срезной штифт, перекрывающий радиальное отверстие внутри корпуса и выступающий внутрь корпуса, эластичную манжету, перекрывающую радиальное отверстие снаружи корпуса и зафиксированную на нем, толкатель, образующий с корпусом, против его радиального отверстия с эластичной манжетой, кольцевую полость, при этом толкатель зафиксирован в транспортном положении устройства относительно корпуса, имеет возможность осевого перемещения в рабочем положении устройства для взаимодействия с узлом оснастки обсадной колонны при сообщении полости корпуса с кольцевой полостью через полость разрушенного срезного штифта и фиксации узла оснастки обсадной колонны в его рабочем положении.

Кроме того:

в качестве узла оснастки обсадной колонны скважины принят пакер;

в качестве узла оснастки обсадной колонны скважины принят якорь;

в качестве узла оснастки обсадной колонны скважины принята втулка для перекрытия или открытия отверстия для цементирования;

радиальное отверстие корпуса выполнено ступенчатым, имеющим диаметр снаружи корпуса, превышающий диаметр внутри корпуса, в радиальном отверстии на его ступени помещено уплотнительное кольцо, а полый срезной штифт выполнен с ответной ступенью в стенке корпуса и имеет на наружной поверхности, выступающей внутрь корпуса, втулку на резьбовом соединении, установленную с натягом до взаимодействия с внутренней стенкой корпуса и обеспечения необходимой деформации уплотнительного кольца;

втулка выполнена с наружной шаровой поверхностью или в виде разрезного сегмента;

полый срезной штифт с внешней стороны корпуса имеет средство, предотвращающее поступление разрушенных элементов при срабатывании устройства в кольцевую полость;

полый срезной штифт с внешней стороны корпуса зачеканен или завальцован.

Выполнение устройства с признаками по пп.2-4 иллюстрирует, на примерах, расширение области применения. Выполнение устройства по пп.5-8 способствует в еще большей степени повышению надежности работы устройства за счет повышения герметичности его элементов с использованием элементов или узлов для достижения этой герметичности.

На фиг.1 показан общий вид устройства, а на фиг.2 показан его узел.

Устройство включает корпус 1 с радиальным отверстием 2, по меньшей мере одним, срезной штифт 3 с полостью 4 (глухим каналом), перекрывающий радиальное отверстие 2 внутри корпуса 1 и выступающий внутрь корпуса, эластичную манжету 5, перекрывающую радиальное отверстие 2 снаружи корпуса 1 и зафиксированную на нем. Эластичная манжета 5 может быть зафиксирована на корпусе 1, например, с помощью кольца 6. Снаружи корпуса помещен толкатель 7, образующий с корпусом 1, против его радиального отверстия 2 с эластичной манжетой 5, кольцевую полость 8. При этом толкатель 7 зафиксирован в транспортном положении устройства относительно корпуса 1, например, с помощью втулки 9 со срезным винтом 10, помещенной в кольцевой полости 8 ниже кольца 6 с эластичной манжетой 5. Толкатель 7 имеет возможность осевого перемещения в рабочем положении устройства для взаимодействия с узлом оснастки 11 обсадной колонны, которой принадлежит корпус 1. Узел оснастки 11 обсадной колонны может быть выполнен, например, в виде пакера, как условно показано на фиг.1. Узел оснастки может быть выполнен также в виде, например, якоря для пакера, или обсадной колонны, или втулки для перекрытия или открытия отверстия для цементирования. Толкатель 7 имеет возможность осевого перемещения при сообщении полости 12 (проходного канала) корпуса 1 с кольцевой полостью 8 через полость 4 разрушенного срезного штифта 3 и фиксации узла оснастки 11 обсадной колонны в его рабочем положении.

Радиальное отверстие 2 корпуса 1 может быть выполнено, например, ступенчатым, имеющим диаметр снаружи корпуса, превышающий диаметр внутри корпуса. В радиальном отверстии 2 на его ступени 13 (кольцевом бурте) помещено уплотнительное кольцо 14, а полый срезной штифт 3 выполнен с ответной ступенью в стенке корпуса 1 и имеет на наружной поверхности, выступающей внутрь корпуса 1, втулку 15 на резьбовом соединении 16 и с резьбовым отверстием 17, установленную с натягом до взаимодействия с внутренней стенкой корпуса 1 и обеспечения необходимой деформации уплотнительного кольца 14.

Втулка 15 может быть выполнена с наружной шаровой поверхностью для обеспечения лучшего натяга и гарантированного среза срезного штифта по необходимой схеме.

Полый срезной штифт 3 с внешней стороны корпуса 1 имеет средство, предотвращающее поступление разрушенных элементов при срабатывании устройства в кольцевую полость 8. Как пример полый срезной штифт с внешней стороны корпуса может быть зачеканен или завальцован (развальцован).

Необходимая герметичность устройства обеспечена уплотнительными элементами 18.

Устройство работает следующим образом.

После спуска устройства в заданный интервал скважины и проведения необходимых технологических операций (например, цементирования, установки нефтяной ванны и др.) в обсадную колонну с корпусом 1 пускают разделительную пробку (условно на фиг.1 не показана), которая, проходя через устройство и взаимодействуя со втулкой 15, выполненной, например, с шаровой поверхностью, срезает - разрушает штифт 3, вскрывая полость - глухой канал 4.

После посадки разделительной пробки на стоп-кольцо (стоп-кольцо условно на фиг.1 не показано) давление в обсадной колонне и корпусе повышают до расчетного и буровой раствор через полость 4 разрушенного штифта 3, расширяя эластичную манжету 5, поступает в кольцевую камеру 8. При этом срезаются винты 10 и толкатель 7, деформируя эластичную манжету 5, приводит устройство в рабочее положение.

Для исключения возможности выдавливания оставшейся части штифта 3 в кольцевую камеру 8 и нарушения работы эластичной манжеты 5, выполняющей в данном случае функцию обратного клапана, наружный кольцевой бурт 19 полого срезного штифта 3, размещенный в наружной части радиального отверстия 2 корпуса 1, завальцовывают или зачеканивают (фиг.2).

После сброса избыточного давления в обсадной колонне и, соответственно, полости корпуса 1 эластичная манжета 5 исключает утечку жидкости из кольцевой камеры 8 и фиксирует конечное положение толкателя 7.

Отличительной особенностью предлагаемой конструкции является ее универсальность в использовании со множеством оснасток обсадной колонны, а также возможность надежной защиты устройства от преждевременного срабатывания в процессе опрессовки и в случае непредвиденного повышения давления в колонне в процессе ее спуска в скважину.

Кроме того, данное устройство может быть надежно установлено в корпусе с минимальной толщиной стенки - до 5 мм, что существенно расширяет область его применения, особенно в подвесках хвостовиков, где, например, толщина корпуса не превышает 6 мм (у хвостовика ПХН102 наружный диаметр трубы 102 мм, внутренний 90 мм).

1. Устройство для приведения в действие узла оснастки обсадной колонны скважины, включающее корпус с радиальным отверстием, по меньшей мере одним, полый срезной штифт, перекрывающий радиальное отверстие внутри корпуса и выступающий внутрь корпуса, эластичную манжету, перекрывающую радиальное отверстие снаружи корпуса и зафиксированную на нем, толкатель, образующий с корпусом, против его радиального отверстия с эластичной манжетой, кольцевую полость, при этом толкатель зафиксирован в транспортном положении устройства относительно корпуса, имеет возможность осевого перемещения в рабочем положении устройства для взаимодействия с узлом оснастки обсадной колонны при сообщении полости корпуса с кольцевой полостью через полость разрушенного срезного штифта и фиксации узла оснастки обсадной колонны в его рабочем положении.

2. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что в качестве узла оснастки обсадной колонны скважины принят пакер.

3. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что в качестве узла оснастки обсадной колонны скважины принят якорь.

4. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что в качестве узла оснастки обсадной колонны скважины принята втулка для перекрытия или открытия отверстия для цементирования.

5. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что радиальное отверстие корпуса выполнено ступенчатым, имеющим диаметр снаружи корпуса, превышающий диаметр внутри корпуса, в радиальном отверстии на его ступени помещено уплотнительное кольцо, а полый срезной штифт выполнен с ответной ступенью в стенке корпуса и имеет на наружной поверхности, выступающей внутрь корпуса, втулку на резьбовом соединении, установленную с натягом до взаимодействия с внутренней стенкой корпуса и обеспечения необходимой деформации уплотнительного кольца.

6. Устройство по п.5, характеризующееся тем, что втулка выполнена с наружной шаровой поверхностью или в виде разрезного сегмента.

7. Устройство по п.5, характеризующееся тем, что полый срезной штифт с внешней стороны корпуса имеет средство, предотвращающее поступление разрушенных элементов при срабатывании устройства в кольцевую полость.

8. Устройство по п.7, характеризующееся тем, что полый срезной штифт с внешней стороны корпуса зачеканен или завальцован.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтедобыче и может быть использовано для спуска и извлечения скважинных предметов (насосов, приборов и т.д.). Устройство содержит шток, установленный в полом корпусе с продольными окнами, цангу, установленную с возможностью расположения ее лепестков в продольных окнах.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть применено для предотвращения падения электроцентробежных насосов на забой скважины. .

Изобретение относится к буровой технике, в частности к буровым снарядам для бурения скважин. .

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть применено в добыче нефти электроцентробежными насосами для предотвращения их падения на забой скважины.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для фиксации оборудования в скважине с опорой на обсадную колонну или перекрыватель скважин.

Изобретение относится к области добычи углеводородов и может быть использовано для установки и эксплуатации насосных скважин. .

Изобретение относится к промыслово-геофизическим исследованиям бурящихся и наклонно направленных глубоких и сверхглубоких нефтегазовых скважин. .

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для фиксации оборудования в скважине, например пакеров, домкратов, клина-отклонителя и т.д.

Группа изобретений относится к скважинному инструменту, к скважинной системе, к способу перемещения такого инструмента и к применению такого инструмента для направления устройства в боковой отвод скважины. Технический результат заключается в надежном направлении устройства в боковой отвод скважины и в возможности прохождения кабелей через скважинный инструмент. Скважинный инструмент содержит корпус, подсоединенный к источнику энергии и содержащий направляющий носик для направления инструмента в боковой отвод ствола скважины и соединение для обеспечения вращения и поворота направляющего носика, причем инструмент содержит второе средство, содержащее подвижную в осевом направлении втулку, концентрически расположенную в корпусе инструмента вокруг оси корпуса инструмента, причем подвижная в осевом направлении втулка содержит оконечную поверхность, обращенную к соединению, при этом указанная оконечная поверхность втулки наклонена и образует угол с линией, перпендикулярной центральной оси корпуса инструмента, при этом подвижная в осевом направлении втулка выполнена с возможностью перемещения вдоль оси инструмента для закрепления направляющего носика в положении, в котором носик наклонен относительно оси инструмента, причем скважинный инструмент дополнительно содержит приводной блок, такой как шаговый двигатель, для вращения подвижной в осевом направлении втулки. Соединение скважинного инструмента содержит первую часть и вторую часть, при этом первая часть содержит выемку, зацепляющуюся со шпонкой во второй части. 5 н. и 12 з.п. ф-лы, 12 ил.

Группа изобретений относится к буровой технике и предназначена для механического закрепления клин-отклонителя в скважине с упором в цементный мост или пакер без использования рабочей жидкости, закрепления его в скважине без разобщения скважинного пространства с использованием для заякоривания рабочей жидкости, подаваемой по колонне труб, а также дополнительно к закреплению устройства в скважине для разобщения скважинного пространства при забуривании новых стволов из одной или нескольких эксплуатационных колонн. Устройство якорное многоразового использования содержит переводник с каналом подачи жидкости, закрепленный на переводнике гайкой плашкодержатель с плашками, одна из которых установлена с возможностью перемещения по наклонной поверхности плашкодержателя. Устройство содержит шток, на одном конце которого выполнена присоединительная резьба для соединения с переводником. Соосно на штоке размещены с возможностью продольного перемещения толкатель, на поверхности которого выполнены два продольных сквозных паза, через которые установленные в них остальные плашки закреплены на плашкодержателе. Одна плашка выполнена с зубцами упором вниз и соединена с плашкодержателем одним срезным винтом. На цилиндрической поверхности переводника выполнены шлицы, комплементарные со шлицевыми канавками на внутренней цилиндрической поверхности плашкодержателя. Остальные плашки выполнены с зубцами упором вверх и закреплены на плашкодержателе. Устройство содержит упорную втулку, соединенную со штоком, наконечник, закрепленный на цилиндре, внутри которого размещены цанга и срезная втулка. Срезная втулка соединена со штоком срезным штифтом. Плашкодержатель закреплен на переводнике гайкой. Между торцевыми поверхностями переводника и плашкодержателя установлены пружины тарельчатые. Изобретение обеспечивает повышение надежности эксплуатации устройств. 3 н.п. ф-лы, 9 ил.

Вибрационное устройство содержит удлиненный корпус, наружную удлиненную компоновку, установленную коаксиально в корпусе и выполненную с предотвращением вращения и с возможностью возвратно-поступательного продольного перемещения относительно обсадной колонны, внутреннюю удлиненную компоновку, установленную коаксиально в наружной удлиненной компоновке и выполненную с возможностью пропуска текучей среды в продольном направлении части вибрационного устройства и имеющую группу магнитов, расположенных коаксиально и продольно в указанной компоновке, и расположенную в группе магнитов наружной удлиненной компоновки на расстоянии от нее и коаксиально с ней. Каждый магнит внутренней удлиненной компоновки имеет единственный полюс в группе со смешанными или не смешанными полюсами, обращенный наружу. Внутренняя или наружная удлиненные компоновки выполнены с возможностью вращения под действием привода относительно другой удлиненной компоновки, обеспечивая возвратно-поступательное относительное перемещение между внутренней и наружной удлиненными компоновками в результате многочисленных магнитных взаимодействий в удлиненном кольцевом пространстве между группами магнитов. Обеспечивается увеличение гидравлической мощности на скважинном инструменте. 15 з.п. ф-лы, 15 ил.

Группа изобретений относится к системам заканчивания ствола и способам обработки нескольких зон горизонтальной скважины. Технический результат заключается в увеличении производительности при перемещении и определении местоположения колонны низа бурильной колонны в обозначенной зоне горизонтальной скважины. Система заканчивания ствола для нескольких зон горизонтальной скважины содержит кожух, имеющий по меньшей мере одно окно, проходящее через кожух, обеспечивающее гидравлическое сообщение внутреннего пространства кожуха с пространством снаружи кожуха в обозначенной зоне горизонтальной скважины, причем окно выполнено с возможностью селективного открытия для обеспечения гидравлического сообщения и закрытия для его предотвращения; множество скважинных звеньев обсадной колонны, имеющих каждое одинаковую длину и проходящих каждое вниз скважины обозначенной зоны к отделенной скважинной зоне горизонтальной скважины, при этом каждое из них соединено обоими концами с соединительными муфтами, имеющими углубление, выполненное с возможностью входа в контакт с собачкой локации локатора муфт обсадной колонны, соединенного с гибкой насосно-компрессорной трубой; первую соединительную муфту, соединенную с первым концом первого короткого переводника, имеющую углубление, выполненное с возможностью входа в контакт с собачкой локации локатора муфт обсадной колонны, соединенного с гибкой насосно-компрессорной трубой; вторую соединительную муфту, соединенную со вторым концом первого короткого переводника и соединенную с первым концом снабженного окнами кожуха, имеющую углубление, выполненное с возможностью входа в контакт с собачкой локации локатора муфт обсадной колонны, соединенного с гибкой насосно-компрессорной трубой; и третью соединительную муфту, соединенную со вторым концом снабженного окнами кожуха, имеющую углубление, выполненное с возможностью входа в контакт с собачкой локации локатора муфт обсадной колонны, соединенного с гибкой насосно-компрессорной трубой, причем длина снабженного окнами кожуха и длина первого короткого переводника обе составляют по меньшей мере на один метр меньше длины каждого из множества скважинных звеньев обсадной трубы так, что первый короткий переводник и снабженный окнами кожух обеспечивают две последовательные длины, которые при использовании локатора муфт обсадной колонны отличаются от длин множества скважинных звеньев обсадной колонны. 4 н. и 33 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к области геофизических исследований в обсаженных скважинах, а именно к центрированию геофизических приборов в обсаженных скважинах. Технический результат - обеспечение центрирования и проходимости прибора в обсаженных скважинах с любыми углами наклона и снижение аварийной опасности при спускоподъемных операциях. Центратор скважинного прибора состоит из направляющей штанги с корпусами на ее концах, нескольких пар рычагов, соединенных между собой осями с роликами, а другими концами закрепленных на обоймах, упирающихся с внешней стороны в пружины. Обоймы и пружины установлены на втулках, перемещающихся по резьбе на штанге. Втулки на внешних концах имеют упор для пружин. Внутренние концы втулок снабжены резьбами с установленными на них гайками. Причем диаметр раскрытия центратора устанавливается перемещением втулок по штанге с фиксацией их контргайками. 1 ил.
Наверх