Гидравлический регулятор гарипова и способ его применения



Гидравлический регулятор гарипова и способ его применения
Гидравлический регулятор гарипова и способ его применения
Гидравлический регулятор гарипова и способ его применения
Гидравлический регулятор гарипова и способ его применения
Гидравлический регулятор гарипова и способ его применения

 


Владельцы патента RU 2561133:

Гарипов Олег Марсович (RU)
ООО Научно-производственное объединение "Новые нефтяные технологии" (RU)

Группа изобретений относится к горному делу и может быть применена в нефтегазовых скважинах. Гидравлическое устройство содержит гидравлический канал высокого давления, подвижный элемент, герметизирующие элементы и корпус, выполненный с камерой, с впускным отверстием, выполненным с возможностью гидравлического сообщения с камерой, и с перепускным отверстием, выполненным с возможностью гидравлического сообщения внутритрубного пространства с затрубным пространством. Герметизирующие элементы и подвижный элемент расположен внутри корпуса. Гидравлический канал высокого давления герметично закреплен во впускном отверстии. Камера представляет собой буферную камеру. Устройство дополнительно снабжено внешней камерой с функцией пружины. При этом буферная камера расположена в корпусе с возможностью гидравлической изоляции от перепускного отверстия и от внешней камеры. Герметизирующие элементы расположены между буферной и внешней камерами и между буферной камерой и перепускным отверстием. Подвижный элемент расположен с возможностью герметичного возвратно-поступательного перемещения и выполнен с разными размерами поперечных сечений. При этом размер поперечного сечения подвижного элемента со стороны перепускных отверстий или отверстия меньше, чем размер поперечного сечения подвижного элемента со стороны внешней камеры. Технический результат заключается в повышении эксплуатационной надежности работы устройства в скважинах с малыми диаметрами с переменным или низким давлением скважинного флюида. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к области добычи углеводородов, а именно нефти, газа, конденсата и т.д., и может быть использовано при эксплуатации скважинных установок с пакерами, а именно, при закачке рабочего агента или добычи пластового флюида, в нефтяных, газоконденсатных и газовых скважинах, в том числе с низким скважинным давлением, в скважинах с малыми диаметрами и при одновременно-раздельной эксплуатации нескольких пластов.

Известен регулятор, содержащий гидравлический канал, один или несколько подвижных элементов, герметизирующие элементы, корпус, выполненный с одной или несколькими камерами, по меньшей мере, с одним перепускным отверстием и с впускным отверстием, при этом одно или несколько перепускных отверстий выполнены с возможностью гидравлического сообщения внутритрубного пространства с затрубным, подвижный элемент выполнен с возможностью перекрытия одного или нескольких перепускных отверстий и взаимодействующий с камерой, гидравлический канал гидравлически связан со впускным отверстием (Патент РФ №2415255, Ε21В 43/14, 34/06, опубл. 27.03.2011 г.).

Недостатком вышеуказанного регулятора является ограничение в применении в скважинах с пониженным давлением, вследствие невозможности регулирования давления рабочего агента в гидравлическом канале ниже гидростатического, в том числе при давлении столба рабочего агента во впускном отверстии больше давления скважинной жидкости.

Известен гидравлический регулятор, содержащий гидравлический канал, подвижный элемент, герметизирующие элементы, корпус, выполненный с камерой, по меньшей мере, с одним перепускным отверстием и с впускным отверстием, при этом герметизирующие элементы расположены внутри корпуса, подвижный элемент расположен внутри корпуса с возможностью перекрытия перепускных отверстий и с возможностью взаимодействия с камерой, перепускные отверстия выполнены с возможностью гидравлического сообщения внутритрубного пространства с затрубным, гидравлический канал герметично закреплен во впускном отверстии, выполненным с возможностью гидравлического сообщения с камерой (Патент РФ №2474673, Е21В 34/10, опубл. 10.02.2013 г., прототип).

Недостатком вышеуказанного гидравлического регулятора является ограничение применения в скважинах с малыми диаметрами, обусловленное большими габаритными размерами гидравлического регулятора с двухтрубным корпусом, в особенности это касается эксплуатационных колонн с диметрами 139, 114 и 100 мм и другие. Кроме того, перемещение подвижного элемента внутри корпуса сопряжено повышенным износом герметизирующих элементов вследствие большой площади взаимодействия трущихся поверхностей. Преждевременная потеря герметичности в наклонных и горизонтальных скважинах при расположении гидравлического регулятора на одном боку, что способствует максимальному износу герметизирующих элементов снизу и нарушению центровки подвижного элемента.

Известен способ эксплуатации гидравлического регулятора, включающий спуск в скважину колонны труб с гидравлическим регулятором, состоящим из гидравлического канала, одного или нескольких подвижных элементов, герметизирующих элементов, корпуса с одной или несколькими камерами, по меньшей мере, с одним перепускным отверстием и с впускным отверстием, возвратно-поступательное перемещение подвижного элемента, перепуск скважинной жидкости из затрубного пространства скважины во внутритрубное через перепускные отверстия (Патент РФ №2415255, Ε21В 43/14, 34/06, опубл. 27.03.2011 г.).

Недостатком вышеуказанного способа является невозможность его использования в скважинах с пониженным скважинным давлением, при давлении столба рабочего агента, заполняющего гидравлический канал, и, соответственно, во впускном отверстии, больше давления скважинного флюида. В этом случае гидравлический регулятор всегда находится в одном положение и перевести его в другое положение невозможно, из-за невозможности снижения уровня рабочего агента и давления столба рабочего агента в гидравлическом канале.

Наиболее близким техническим решением является способ эксплуатации гидравлического регулятора, включающий спуск в скважину колонны труб с гидравлическим устройством, состоящим из гидравлического канала, подвижного элемента, герметизирующих элементов, корпуса с камерой, по меньшей мере, с одним перепускным отверстием и с впускным отверстием, возвратно-поступательное перемещение подвижного элемента, перепуск скважинной жидкости из затрубного пространства скважины во внутритрубное через перепускные отверстия (Патент РФ №2474673, Е21В 34/06, опубл. 10.02.2013 г., прототип).

Недостатком вышеуказанного способа является то, что данный способ не обеспечивает возможность настройки на открытие или закрытие заданных перепускных отверстий, низкая надежность работы устройства в скважинах при большом количестве механических примесей в скважинном флюиде из-за присыпания ими перепускных отверстий и зоны перемещения подвижного элемента, а также невозможность по давлению в гидравлическом канале определить количество открытых или закрытых перепускных отверстий.

Предлагаемые технические решения устраняют вышеперечисленные недостатки, повышают надежность работы устройства в скважинах с малыми диаметрами, с переменным или низким давлением скважинного флюида, в том числе и за счет изменения давления в буферной и внешней камерах, гидравлически изолированных друг от друга и от перепускных отверстий, при этом Гидравлическое устройство гидравлический канал высокого давления, подвижный элемент, герметизирующие элементы и корпус, выполненный с камерой, с впускным отверстием, выполненным с возможностью гидравлического сообщения с камерой, и, по меньшей мере, с одним перепускным отверстием, выполненным с возможностью гидравлического сообщения внутритрубного пространства с затрубным пространством, герметизирующие элементы расположены внутри корпуса и подвижный элемент расположен внутри корпуса с возможностью перекрытия перепускных отверстий и с возможностью взаимодействия с камерой, гидравлический канал высокого давления герметично закреплен во впускном отверстии, камера представляет собой, по меньшей мере, одну буферную камеру, устройство дополнительно снабжено, по меньшей мере, одной внешней камерой с функцией пружины, расположенной в корпусе с возможностью зарядки ее рабочим агентом и с возможностью ее сжатия или разжатия, при этом буферная камера расположена в корпусе с возможностью гидравлической изоляции от перепускного отверстия или отверстий и от внешней камеры или камер, герметизирующие элементы расположены между буферной и внешней камерами и между буферной камерой и перепускным отверстием или отверстиями, подвижный элемент, по меньшей мере, один, расположен с возможностью герметичного возвратно - поступательного перемещения и выполнен с разными размерами поперечных сечений, при этом размер поперечного сечения подвижного элемента со стороны перепускных отверстий или отверстия меньше, чем размер поперечного сечения подвижного элемента со стороны внешней камеры, корпус выполнен монолитным или сборным, герметизирующий элемент представляет собой герметизирующую поверхность или герметизирующий уплотнитель в виде кольца или втулки, перепускные отверстия выполнены с разными размерами пропускных сечений, подвижный элемент выполнен сборным или монолитным в виде штока переменного сечения или стержня переменного сечения, или цилиндра переменного сечения, или поршня переменного сечения, устройство снабжено дополнительным пружинным элементом, закрепленным во внешней камере с возможностью взаимодействия с подвижным элементом, перепускной камерой, гидравлически связанной с перепускными отверстиями или отверстием, по меньшей мере, одним соединительным элементом, по меньшей мере, одним перекрывающим элементом, закрепленным на подвижном элементе в зоне перепускных отверстий и выполненным в виде шара или сферы, или конуса, или цилиндра, или резино-металлической насадки, одним или несколькими дополнительными гидравлическими каналами, герметично соединенными с внешней камерой или камерами, штуцером, расположенным в перепускном отверстии, одним или несколькими контрольно-измерительными скважинными приборами.

Способ эксплуатации гидравлического устройства включает в себя спуск в скважину колонны труб с гидравлическим устройством, состоящим из гидравлического канала высокого давления, корпуса с камерой, впускным и перепускными отверстиями, подвижного элемента, герметизирующих элементов, изменение давления в камере посредством изменения давления рабочего агента в гидравлическом канале высокого давления, герметичное возвратно-поступательное перемещение подвижного элемента, перепуск скважинной жидкости через перепускные отверстия из затрубного пространства скважины во внутритрубное пространство, при этом гидравлическое устройство дополнительно снабжают, по меньшей мере, одной внешней камерой с функцией пружины и заряжают внешнюю камеру рабочим агентом с заданным давлением, при этом камеру, представляющую собой одну или несколько буферных камер, гидравлически изолируют от перепускных отверстий или отверстия и от внешней камеры посредством герметизирующих элементов и подвижного элемента, возвратно - поступательное перемещение подвижного элемента или элементов осуществляют посредством изменения давления рабочего агента в буферной камере или камерах выше или ниже давления зарядки рабочего агента во внешней камере или камерах, перепуск скважинной жидкости осуществляют посредством удержания подвижного элемента или элементов в заданном положении, давление зарядки рабочего агента во внешней камере или камерах задают выше давления в буферной камере или камерах, подвижный элемент или элементы удерживают в заданном положении, внешнюю камеру заряжают рабочим агентом в скважине посредством дополнительного гидравлического канала или на устье, поступательное перемещение подвижных элементов осуществляют одновременно или поочередно, внешнюю камеру заряжают рабочим агентом в виде скважинного флюида, герметичное перемещение подвижного элемента осуществляют в герметизирующем элементе и с герметизирующим элементом или в герметизирующих элементах, или с герметизирующими элементами, давление в буферной камере или камерах изменяют с возможностью перемещения подвижного элемента в положение перепускного отверстия частично открыто или частично закрыто, минимальное давление зарядки рабочим агентом во внешней камеры определяют посредством выполнения условий:

при Sпер*Pпер+Pб*(Sвн-Sпер)*Sпер>Pвн*Sвн подвижный элемент 4 переместится в сторону внешней камеры 2,

при Sпер*Pпер+Рб*(Sвн-Sпер)*Sпер<Pвн*Sвн подвижный элемент 4 переместится в сторону перепускных отверстий 8,

где Sпер - площадь поперечного сечения подвижного элемента 4 в зоне герметизирующих элементов со стороны перепускных отверстий 8;

Sвн - площадь поперечного сечения подвижного элемента 4 в зоне герметизирующих элементов со стороны внешней камеры 2;

Рпер - давление в зоне перепускных отверстий 8;

Рб - давление в буферной камере 3;

Рвн - давление в внешней камере 2.

На фиг. 1 изображено гидравлическое устройство, включающее гидравлический канал высокого давления, корпус с внешней камерой и буферной камерой, подвижный элемент, выполненный составным и снабженный дополнительным перекрывающим элементом в виде шара, корпус и внешняя камера выполнены в виде составной муфты; на фиг. 2 изображено гидравлическое устройство, включающее корпус с перепускной камерой, с двумя буферными камерами и с двумя внешними камерами, при этом одна внешняя камера снабжена заглушкой и дополнительным пружинным элементом в виде заряженного сильфона, вторая внешняя камера выполнена открытой для гидравлического сообщения с внутрискважинной жидкостью, корпус и внешние камеры выполнены в виде монолитной муфты с резьбой; на фиг. 3 изображено гидравлическое устройство, включающее корпус с перепускной камерой, с буферной камерой, с двумя внешними камерами, снабженные заглушками, подвижный элемент, снабженный дополнительным перекрывающим элементом в виде шара, корпус и внешние камеры выполнены раздельно; на фиг. 4 изображено гидравлическое устройство, включающее корпус с двумя буферными камерами и с двумя внешними камерами, при этом одна внешняя камера снабжена заглушкой и дополнительным пружинным элементом, вторая внешняя камера снабжена дополнительным гидравлическим каналом, корпус и внешние камеры выполнены в виде монолитной муфты с резьбой; на фиг. 5 изображено гидравлическое устройство, включающее корпус с перепускной камерой, с двумя буферными камерами и с двумя внешними камерами, снабженными заглушками, внешние камеры и корпус выполнены монолитно.

Гидравлическое устройство состоит из корпуса 1 с одной или несколькими внешними камерами 2 и с одной или несколькими буферными камерами 3, из одного или нескольких подвижных элементов 4, из гидравлического канала высокого давления 5 и герметизирующих элементов 6.

Корпус 1 выполнен с впускным отверстием 7 и с одним или несколькими перепускными отверстиями 8. Одна или несколько внешних камерам 2 расположены в корпусе 1 с возможностью зарядки заданным давлением на устье или в скважине и с возможностью обеспечения функции пружины.

Корпус 1 с одной или несколькими внешними камерами 2 с функцией пружины выполнены монолитно или составными, в случае составного выполнения части: корпус 1 и внешняя камера 2 или корпус 1 и внешние камеры 2 герметично соединены между собой посредством разъемного или неразъемного соединения. Разъемное соединение представляет собой, например, резьбовое соединение, неразъемное соединение представляет собой, например, соединение посредством пайки или сварки.

Корпус 1 выполнен, например, в виде муфты составной или монолитной.

Впускное отверстие 7 выполнено в корпусе 1 с возможностью гидравлического сообщения с одной или несколькими буферными камерами 3.

Одно или несколько перепускных отверстий 8 выполнены в корпусе 1 с возможностью гидравлического сообщения затрубного пространства с внутритрубным пространством и выполненными с заданными разными или одинаковыми размерами пропускных сечений. Размер пропускного сечения перепускного отверстия 8 задают от условий регулирования объемом перетока жидкости или газа.

Внешняя камера 2 с функцией пружины представляет собой пространство закрытое или открытое, при этом открытое пространство гидравлически сообщено со скважинным флюидом. Внешняя камера 2 с функцией пружины предварительно заряжено рабочим агентом с заданным давлением на устье или в скважине с возможностью сжатия или разжатия пространства внешней камеры 2.

Буферная камера или камеры 3 расположены в корпусе 1 между герметизирующими элементами 6. Буферные камеры 3 расположены в корпусе 1 с возможностью гидравлического сообщения между собой и со впускным отверстием 7, при этом буферная камера 3 представляет собой пространство между герметизирующими элементами 6.

Герметизирующие элементы 6 и подвижный элемент или элементы 4 расположены в корпусе 1 с возможностью гидравлического разобщения - изоляции буферной камеры 3 от перепускного отверстия или отверстий 8 и от внешней камеры или камер 2.

Например, герметизирующие элементы 6 установлены на подвижном элементе 4 в зоне внешней камеры 2 между буферной 3 и внешней 2 камерами и в зоне перепускного отверстия 8 между буферной камерой 3 и перепускным отверстием 8, гидравлически изолируя буферную камеру 3 от перепускного отверстия 8 и от внешней камеры 2.

Одна или несколько буферных камер 3 посредством впускного отверстия 7 гидравлически сообщены с гидравлическим каналом высокого давления 5 с возможностью изменения давления в одной или нескольких буферных камер 3.

Один или несколько подвижных элементов 4 расположены в корпусе 1 с возможностью герметичного возвратно-поступательного перемещения в корпусе 1, закрывая или открывая или частично закрывая или частично открывая перепускные отверстия или отверстие 8.

Подвижный элемент 4 выполнен составным или монолитным и с разными размерами поперечного сечения, например, в виде штока переменного сечения, стержня переменного сечения, цилиндра переменного сечения, поршня переменного сечения, при этом размер поперечного сечения подвижного элемента 4 со стороны перепускных отверстий или отверстия 8 меньше, чем размер поперечного сечения подвижного элемента 4 со стороны внешней камеры 2, что обеспечивает возвратно - поступательное перемещение подвижного элемента 4 в сторону большего или меньшего размера поперечного сечения при изменении давления в буферной камере 3, то есть перемещение подвижного элемента 4 в сторону внешней камеры 2 или в сторону перепускных отверстий или отверстия 8.

Например, в зоне перепускного отверстия 8 размер поперечного сечения подвижного элемента 4 меньше, чем размер поперечного сечения подвижного элемента 4 в зоне внешней камеры.

Гидравлический канал высокого давления 5 герметично закреплен во впускном отверстии 7, например, посредством резьбового соединения, и гидравлически сообщен с ним.

Герметизирующий элемент 6 представляет собой, например, по меньшей мере, одну герметизирующую втулку, по меньшей мере, один герметизирующий уплотнитель в виде кольца, по меньшей мере, одну герметизирующую поверхность.

Например, герметизирующий уплотнитель 6 в виде кольца расположен на подвижном элементе 4 в зоне перепускных отверстий 8 и в зоне внешней камеры 2; герметизирующая поверхность 6 закреплена на подвижном элементе 4 в зоне перепускных отверстий 8 и в зоне внешней камеры 2; герметизирующая поверхность 6 закреплена на внутренней поверхности корпуса 1 в зоне перепускных отверстий 8 и в зоне внешней камеры 2.

Гидравлическое устройство дополнительно снабжено, по меньшей мере, одним пружинным элементом 9, по меньшей мере, одной перепускной камерой 10, одним или несколькими дополнительными гидравлическими каналами 11, по меньшей мере, одной заглушкой 12, по меньшей мере, одним соединительным элементом 13, одним или несколькими штуцерами и одним или несколькими перекрывающими элементами 14, одним или несколькими контрольно-измерительными скважинными приборами.

Пружинный элемент 9 обеспечивает дополнительную пружинную функцию внешней камеры 2, расположен во внешней камере 2 и герметично закреплен на подвижном элементе 4 и во внешней камере 2 посредством разъемного или неразъемного соединения. Пружинный элемент 9 представляет собой, например, сильфонную камеру, пружину.

Перепускная камера 10 гидравлически связана с перепускными отверстиями или отверстием 8.

Дополнительный гидравлический канал 11 герметично соединен с внешней камерой 2 с возможностью зарядки ее на заданное давление в скважине.

Заглушка 12 герметично расположена во внешней камере 2.

Соединительный элемент 13 герметично соединяет между собой, например, гидравлический канал высокого давления 5 и впускные отверстия 7, гидравлический канал 11 и внешнюю камеру 2.

Соединительный элемент 13 представляет собой, например, втулку с герметизирующим элементом, муфту с герметизирующим элементом.

Штуцер расположен в перепускном отверстии 8.

Перекрывающий элемент 14 закреплен на подвижном элементе 4 в зоне перепускных отверстий - со стороны перепускного отверстия 8 и выполнен, например, в виде шара или в виде сферы, или в виде конуса, или в виде цилиндра, или в виде резино-металлической насадки.

Контрольно-измерительный скважинный прибор служит для замера давлений зарядки во внешней камере 2, давлений в буферной 3 и перепускной 10 камер и давлений в скважине.

Способ осуществляет работу устройства следующим образом.

В скважину спускают колонну труб НКТ с гидравлическим устройством, состоящим из одного или нескольких подвижных элементов 4, гидравлического канала высокого давления 5, герметизирующих элементов 6, из корпуса 1 с одной или несколькими буферными камерами 3, с одной или несколькими внешними камерами 2 с функцией пружины, с впускным отверстием 7 и с одним или несколькими перепускными отверстиями 8.

Внешнюю камеру или камеры 2 с функциями пружины на момент начала работы гидравлического устройства заряжают рабочим агентом с заданным давлением один раз перед монтажом и спуском в скважину на устье или в скважине, при этом давление зарядки в статичном состоянии во внешней камере или камерах 2 всегда больше статичного давления в гидравлическом канале высокого давления 5 и, соответственно, давления в буферной камере 3.

Рабочий агент представляет собой жидкость или газ, например, азот, скважинный флюид.

Буферную камеру или камеры 3 гидравлически изолируют от одного или нескольких перепускных отверстий 8 и от внешней камеры или камер 2 посредством герметизирующих элементов 6 и подвижного элемента или элементов 4. При этом подвижный элемент или элементы 4 располагают в буферной камере или камерах 3 и во внешней камере или камерах 2 с возможностью герметичного возвратно-поступательного перемещения в корпусе 1 в герметизирующих элементах 6 и/или с герметизирующими элементами 6, обеспечивая гидравлическую изоляцию разобщение буферной камеры или камер 3 от перепускного отверстия или отверстий 8 и от внешней камеры или камер 2.

Например, при наличии перепускной камеры 10 подвижный элемент 4 располагают в перепускной камере 10, в буферной камере 3, во внешней камере 2 и в герметизирующих элементах 6 с возможностью герметичного его перемещения и обеспечения гидравлической изоляции буферной камеры 3 от перепускного отверстия или отверстий 8 и от внешней камеры 2.

С устья скважины в гидравлический канал высокого давления 5 подают рабочий агент с давлением, превышающим давление рабочего агента во внешней камере или камерах 2, который поступает во впускное отверстие 7, а затем в буферную камеру или камеры 3. После чего осуществляют перемещение подвижного элемента или элементов 4 путем изменения давления в гидравлическом канале высокого давления 5 и, соответственно, изменения давления в буферной камере или камерах 3, повышая или понижая его относительно давления зарядки рабочего во внешней камере или камер 2.

Изменение давления в буферной камере или камерах 3 влечет за собой перемещение подвижного элемента или элементов 4 в сторону внешней камеры или камер 2, изменяя давление во внешней камере или камерах 2 путем сжатия пространства, или в сторону перепускных отверстий или отверстия 8, закрывая или открывая их.

За счет подачи в буферную камеру или камеры 3 рабочего агента с давлением выше давления зарядки рабочего агента во внешней камере или камерах 2 и при передавливании рабочего агента внутри внешней камере или камерах 2 осуществляют перемещение подвижного элемента или элементов 4.

Перемещение подвижного элемента или элементов 4 осуществляют возвратно-поступательно и герметично.

Возвратно-поступательное перемещение подвижного элемента или элементов 4 осуществляют посредством сжатия или разжатия пространства внешней камеры 2, изменяя давления в буферной камере 3, повышая или понижая его относительно давления зарядки во внешней камере или камерах 2.

Герметичное перемещение подвижного элемента 4 осуществляют в герметизирующем элементе бис герметизирующим элементом 6, в герметизирующих элементах 6 или с герметизирующими элементами 6.

В процессе герметичного возвратно-поступательного перемещения подвижного элемента 4 открывают или закрывают одно или несколько перепускных отверстий 8.

В процессе герметичного возвратно-поступательного перемещения подвижных элементов 4 открывают и/или закрывают одно или несколько перепускных отверстий 8.

После открытия или закрытия одного или нескольких перепускных отверстий 8, подвижный элемент или элементы 4 удерживают в заданном положении заданный период времени.

При открытых перепускных отверстиях или отверстия 8 осуществляют перепуск скважинной жидкости из затрубного пространства скважины во внутритрубное пространство и обратно, регулируя, тем самым переток скважинного флюида.

Регулирование давления зарядки рабочего агента во внешней камере 2 позволяет подбирать давление необходимое для определения заданного исходного транспортного положения подвижного элемента 4 соответствующего, например, состоянию гидравлического регулятора в положении «открыто» или «закрыто», в том числе при спуске его в скважину или при нахождении его в скважине.

Регулирование давления в буферной камере 3 путем изменения давления относительно давления во внешней камере 2, позволяет перемещать подвижный элемент 4 из исходного состояния в заданное положение и удерживать его в этом состоянии.

В зависимости от поставленной задачи гидравлическое устройство настраивают на определенный заданный режим работы в скважине, например, режим выравнивания давления затрубного пространства скважины с давлением внутритрубным.

При наличии нескольких подвижных элементов 4 их перемещение осуществляют одновременно или поочередно.

Например, при установке в гидравлическом устройстве двух подвижных элементов 4 в противофазе, первый подвижный элемент 4 открывает перепускные отверстия 8 с размером пропускного сечения соответствующего первому подвижному элементу 4, а второй подвижный элемент 4 закрывает перепускные отверстия 8 с размером пропускного сечения соответствующего второму подвижному элементу 4, при этом оба подвижных элемента 4, перемещаясь одновременно, открывают и закрывают каждый свои перепускные отверстия 8, осуществляя перепуск и закрытие перепуска скважинной жидкости из затрубного пространства скважины во внутритрубное пространство, в зависимости от заданного давления рабочего агента, соответствующего давлению зарядки внешней камеры 2, размеру поперечного сечения подвижного элемента 4 и размеру пропускного сечения перепускных отверстий 8.

Таким образом, одновременное или поочередное перекрывание заданных перепускных отверстий 8 обеспечивают разным давлением зарядки внешних камер 2 и/или разным размером пропускного сечения перепускных отверстий 8, и/или выполнением подвижных элементов 4 с разным размером поперечных сечений в зоне перепускных отверстий 8 и в зоне внешних камер 2.

В исходном транспортном состоянии режим «закрыто» или «открыто» давление зарядки скважинного флюида во внешней камере 2 с функциями пружины превышает давление столба рабочего агента, заполняющего гидравлический канал высокого давления 5.

Давление рабочего агента в буферной камере 3 в зависимости от поставленной задачи периодически изменяют, а именно, создают выше или ниже, чем давление рабочего агента во внешней камере или камерах 2, обеспечивая тем самым возвратно - поступательное перемещение подвижного элемента или элементов 4. Чем выше давление во внешней камере 2, тем выше давление создают в буферной камере 3.

Предлагаемое гидравлическое устройство также используют при одновременной или раздельной добыче или закачки рабочего агента для чего в скважине устанавливают дополнительное оборудование, которое герметично отсекает пласт или пласты, например, пакер или пакера, и затем осуществляют работу гидравлического устройства, перепуская скважинный флюида через перепускные отверстия или отверстие 8. Для чего изменяют давление в гидравлическом канале высокого давления 5 и, соответственно, в буферной камере или камерах 3 посредством нагнетания рабочего агента с заданным давлением из гидравлического канала высокого давления 5 через впускное отверстие 7, перемещая при этом подвижный элемент или элементы 4. При превышении давления в буферной камере 3 над давлением во внешней камере 2 происходит перемещение подвижного элемента 4 в сторону внешней камеры 2 и сжатие ее, а при снижении давления в буферной камере 3 происходит разжатие внешней камеры 2 и возвратное перемещение подвижного элемента 4 в исходное положение, то есть в сторону перепускных отверстий или отверстия 8.

Пример 1. На устье перед монтажом и спуском в скважину в корпусе 1 располагают буферную камеру 3, гидравлически изолируют от внешней камеры 2 и гидравлически изолируют от перепускных отверстий 8. Внешнюю камеру 2 заряжают азотом с заданным давлением, обеспечивающим функцию пружины.

Давление в буферной камере 3 задают исходя из планируемого открытия или закрытия перепускных отверстий 8 и объема перетока скважинной жидкости через перепускные отверстия 8. Внешняя камера 2 и корпус 1 выполнены составными, герметично соединены между собой для удобства обслуживания и установлены на внешней стороне НКТ. (Фиг. 1).

Спускают в скважину НКТ с двумя пакерами и гидравлическим устройством, состоящим из гидравлического канала высокого давления 5, из подвижного элемента 4, выполненного составным с расширенной частью в виде поршня и с дополнительным перекрывающим элементом 14 в виде шара, герметизирующих элементов 6, из корпуса 1 с внешней камерой 2, с впускным 7 и перепускными отверстиями 8 и с буферной камерой 3.

Гидравлическое устройство находится в состоянии «открыто» и внутритрубное пространство с затрубным пространством сообщаются через перепускные отверстия 8.

По гидравлическому каналу высокого давления 5 во впускное отверстие 7 и в буферную камеру 3 подают гидравлическую жидкость с давлением, превышающим давление рабочего агента во внешней камере 2.

Поскольку подвижный элемент 4 со стороны внешней камеры 2 имеет поперечное сечение больше, чем со стороны перепускных отверстий 8, то повышенное давление в буферной камере 3 воздействует на расширенный участок подвижного элемента 4, поступательно перемещая его в сторону внешней камеры 2. При этом перекрывающий элемент 14 подвижного элемента 4 закрывает перепускные отверстия 8 и гидравлическое устройство переходит в состояние «закрыто» и внутритрубное пространство с затрубным пространством не сообщаются.

После закрытия перепускных отверстий 8 подвижный элемент 4 удерживают в заданном положении расчетный период времени, обеспечивая удержание заданного пластового давления.

Затем осуществляют процесс открытия перепускных отверстий 8, для чего подвижный элемент 4 возвратно-поступательно перемещают в сторону перепускных отверстий 8, понижая давление гидравлической жидкости в гидравлическом канале высокого давления 5 и, соответственно, в буферной камере 3.

Открыв перепускные отверстия 8, подвижный элемент 4 удерживают в этом положении заданный период времени, осуществляя перепуск скважинной жидкости из затрубного пространства скважины во внутритрубное пространство через перепускные отверстия 8.

Пример 2.

На устье перед монтажом и спуском в скважину гидравлического устройства в корпусе 1 располагают две перепускные камеры 10, две буферные камеры 3, два подвижных элемента 4, две внешних камеры 2 и гидравлически изолируют буферные камеры 3 от перепускных отверстий 8 и внешних камер 2 посредством герметизирующих элементов 6 и подвижных элементов 4. В одну внешнюю камеру 2 дополнительно устанавливают сильфон 9 и заряжают его азотом с давлением, превышающим давление скважинного флюида. Сильфон 9 усиливает функцию пружины внешней камеры (Фиг. 2).

Вторая внешняя камера 2 открыта, взаимодействует со скважинным флюидом в скважине и заряжена им.

Внешние камеры 2 и корпус 1 выполнены в виде монолитной муфты.

Спускают в скважину НКТ с одним пакером и гидравлическим устройством, состоящим из гидравлического канала высокого давления 5, двух подвижных элементов 4, выполненных с расширенной частью в виде цилиндрического поршня, герметизирующих элементов 6, из корпуса 1 с впускным 7 и перепускными отверстиями 8, с двумя буферными камерами 3, гидравлически соединенными между собой и со впускным отверстием 7, с двумя внешними камерами 2, при этом одна внешняя камера 2 в открытом исполнении, а вторая внешняя камера 2 с сильфоном 9 в закрытом исполнении.

Давление в буферных камерах 3 изменяют с устья путем подачи гидравлической жидкости с заданным давлением по гидравлическому каналу высокого давления 5 исходя из возможности перемещения каждого подвижного элемента 4. Задавая давление в буферных камерах 3 ниже давления соответствующей ей внешней камере 2, перемещают подвижный элемент 4, соответствующий своему давлению, в сторону перепускных отверстий 8, закрывая при этом перепускные отверстия 8.

Создавая в буферных камерах 3 давление, превышающее давление зарядки азота во внешней камере 2 с сильфоном 9 и давление зарядки скважинного флюида во второй внешней камере 2, перемещают подвижные элементы 4, в сторону внешних камер 2, открывая при этом перепускные отверстия 8.

Поскольку каждый подвижный элемент 4 во внешней камере 2 имеет размер поперечного сечения больше, чем со стороны перепускных отверстий 8, то повышенное давление в соответствующей буферной камере 3 воздействует на расширенный участок соответствующего подвижного элемента 4, перемещая его в сторону соответствующей внешней камеры 2 с открытием соответствующих перепускных отверстий 8.

Открыв перепускные отверстия 8, подвижный элемент 4 удерживают в этом положении заданный период времени, осуществляя перепуск скважинной жидкости из затрубного пространства скважины во внутритрубное пространство через перепускные отверстия 8.

Сжатый азот в сильфоне 9 в первой внешней камере 2 обеспечивает функцию дополнительной пружины и возвращает подвижный элемент 4 в исходное транспортное положение «закрыто» при снижении давления в гидравлическом канале высокого давления 5 и, соответственно, при снижении давления в буферной камере 3.

Скважинный флюид во второй внешней камере 2 обеспечивает функцию пружины, которая обеспечивает возврат подвижного элемента 4 в исходное транспортное положение «закрыто» при снижении давления в гидравлическом канале высокого давления 5 и, соответственно, при снижении давления в буферной камере 3 - перепускные отверстия 8 закрыты.

После закрытия перепускных отверстий 8, подвижный элемент 4 удерживают в заданном положении расчетный период времени, перекрыв перепуск скважинной жидкости из затрубного пространства скважины во внутритрубное пространство.

Пример 3.

На устье скважины перед монтажом и спуском в скважину в корпусе 1 располагают две внешние камеры 2, две перепускные камеры 10 и одну общую буферную камеру 3, два подвижных элемента 4, герметизирующие элементы 6 и гидравлически изолируют буферную камеру 3 от перепускных отверстий 8 и от внешних камер 2.

Каждую внешнюю камеру 2 заряжают азотом с давлением, превышающим статичное давление в гидравлическом канале высокого давления 5 и, соответственно, давление в буферной камере 3, при этом внешние камеры 2 заряжены разным заданным давлением.

Давление гидравлической жидкости в буферной камере 3 задают исходя из выбранного положения «открыто» или «закрыто» соответствующего подвижного элемента 4. В одной внешней камере 2 располагают дополнительный элемент в виде болта, зафиксированного к стенке внешней камеры 2, который обеспечивает дополнительное ограничение хода подвижного элемента 4 (Фиг. 3).

Внешние камеры 2 для удобства обслуживания выполнены составными с корпусом 1, герметично соединены с ним и прикручены к НКТ.

Спускают в скважину НКТ с двумя пакерами и гидравлическим устройством, состоящим из гидравлического канала высокого давления 5, двух подвижных элементов 4, выполненных с разными поперечными сечениями, герметизирующих элементов 6, корпуса 1 с впускным 7 и с перепускными отверстиями 8, одной буферной камерой 3 и двух внешних камер 2.

Гидравлическое устройство осуществляет работу при отсеченных пакерами пластах для чего из транспортного положения «закрыто» переводят в положение «открыто» путем создания давления гидравлической жидкости в гидравлическом канале высокого давления 5 выше, чем давление азота во внешних камерах 2, гидравлическая жидкость с заданным давлением из гидравлического канала высокого давления 5 поступает во впускное отверстие 7 и затем в буферную камеру 3.

Изменяя давление гидравлической жидкости в буферной камере 3, поочередно перемещают два подвижных элемента 4 и открывают и закрывают соответствующие им перепускные отверстия 8.

При повышении давления гидравлической жидкости в буферной камере 3 над давлением зарядки газа во внешних камерах 2, происходит перемещение двух подвижных элементов 4 поочередно в сторону соответствующих им внешних камер 2. При снижении давления гидравлической жидкости в буферной камере 3 каждый подвижный элемент 4 возвращают в исходное положение в состояние «закрыто». Зарядка внешних камер 2 газом на заданное давление обеспечивает возврат подвижных элементов 4 в транспортное исходное состояние под действием пружинной функции газа внешних камерах 2.

Поскольку каждый подвижный элемент 4 во внешней камере 2 имеет размер поперечного сечения больше, чем со стороны перепускных отверстий 8, то повышенное давление гидравлической жидкости в буферной камере 3 воздействует на расширенный участок каждого подвижного элемента 4, поступательно перемещает его в сторону внешних камер 2 сжимая их и открывая при этом перепускные отверстия 8. После чего, подвижные элементы 4 удерживают в этом положении заданный период времени и осуществляют заданный объем перепуска скважинной жидкости из затрубного пространства скважины во внутритрубное пространство.

Сжатый азот в каждой внешней камере 2 выполняет функцию пружины в сжатом состоянии для возврата каждого подвижного элемента 4 в исходное положение.

При снижении давления гидравлической жидкости в буферной камере 3 ниже давления, чем давление азота во внешних камерах 3, один подвижный элемент 4 перекрывает соответствующие ему перепускное отверстие 8 запирающим элементом 14 в виде шара, а другой подвижный элемент 4 закрывает соответствующие этому подвижному элементу 4 перепускное отверстие 8.

Подвижные элементы 4 удерживают в этом положении заданный период времени, закрыв перепуск скважинной жидкости из затрубного пространства скважины во внутритрубное пространство.

При превышении давления в буферной камере 3 над давлением во внешних камерах 2 происходит перемещение каждого подвижного элемента 4 в сторону внешней камеры 2 и открытие соответствующих перепускных отверстий 8, при этом за счет герметизирующих элементов 6 возвратно-поступательное перемещение подвижного элемента 4 осуществляют герметично.

Подвижные элементы 4 удерживают в этом положении заданный период времени, открыв перепуск скважинной жидкости из затрубного пространства скважины во внутритрубное пространство.

Пример 4.

На устье перед монтажом и спуском в скважину в корпусе располагают две внешние камеры 3, две буферных камеры 3, два подвижных элемента 4, герметизирующие элементы 6 и гидравлически изолируют буферные камеры 3 от перепускных отверстий 8 и от внешних камер 3 (Фиг. 4).

В одной внешней камере 2 располагают дополнительный пружинный элемент 9 в виде пружины, зафиксированный к расширенной части подвижного элемента 4 и к стенкам внешней камеры 2. Внешние камеры 2 заряжают азотом с заданным давлением, одну внешнюю камеру 2 заряжают на устье, а другую внешнюю камеру 2 заряжают в скважине посредством дополнительного гидравлического канала 11. Давление газа в буферной камере 3 создают исходя из положения подвижных элементов «открыто» или «закрыто».

По дополнительному гидравлическому каналу 11 подают рабочий агент под заданным давлением.

Внешние камеры 2 заряжены одинаковым заданным давлением, исходя из этого, изменяя давление газа в буферных камерах 3, одновременно перемещают два подвижных элемента 4 открывая или закрывая перепускные отверстия 8.

Корпус 1 и внешние камеры 2 выполнены в виде монолитной муфты с резьбой, которая прикручивается к НКТ.

Спускают в скважину НКТ с одним или несколькими пакерами в зависимости технических условий скважины, с гидравлическим устройством, состоящим из гидравлического канала высокого давления 5, двух подвижных элементов 4, герметизирующих элементов 6, корпуса 1 с впускным 7, перепускными отверстиями 8, с двумя внешними камерами 2, с двумя буферными камерами 3, гидравлически соединенными между собой и с впускным отверстием 8. Корпус 1 и внешние камеры 2 выполнены в виде монолитной муфты с резьбой, которая прикручивается к НКТ.

Буферные камеры 3 соединены с гидравлическим каналом высокого давления 5 посредством впускного отверстия 7, обеспечивая за счет созданного давления в них одновременно воздействовать на несколько подвижных элементов 4, увеличивая универсальность гидравлического устройства.

Гидравлическое устройство осуществляет работу путем перевода из транспортного положения «закрыто» в положение «открыто» за счет создания давления газа в гидравлическом канале высокого давления 5 выше, чем давление жидкости во внешней камере 2 с пружиной 9 и во внешней камере 2 с дополнительным гидравлическим каналом 11. Газ с повышенным давлением из гидравлического канала высокого давления 5 поступает во впускное отверстие 7 и затем в буферные камеры 3.

За счет созданного давления газа в буферных камерах 3 выше давления зарядки жидкости во внешних камерах 2 осуществляют одновременное поступательное перемещение двух подвижных элементов 4 в сторону внешних камер 2. Поскольку подвижный элемент 4 во внешней камере 2 имеет размер поперечного сечения больше, чем со стороны перепускных отверстий 8, то повышенное давление в буферной камере 3 воздействует на расширенный участок подвижного элемента 4, поступательно перемещая его в сторону внешних камер 2, сжимая газ и пружину 9 в ней с открытием соответствующих ему перепускных отверстий 8.

Подвижные элементы 4 удерживают в положении «открыто» заданный период времени, осуществляя перепуск скважинной жидкости из затрубного пространства скважины во внутритрубное пространство.

За счет снижения давления газа в буферных камерах 3 относительно давление зарядки жидкости во внешних камерах 2 и дополнительной силы действия пружины 9 в одной из внешних камер 2 осуществляют возвратно - поступательное перемещение двух подвижных элементов 4 в сторону перепускных отверстий 8, закрывая их.

Подвижные элементы 4 удерживают в положении «закрыто» заданный период времени, закрыв перепуск скважинной жидкости из затрубного пространства скважины во внутритрубное пространство.

Пример 5.

В глубокую скважину спускают на НКТ два пакера и гидравлическое устройство, состоящее из гидравлического канала высокого давления 5, двух подвижных элементов 4, герметизирующих элементов и 6, корпуса 1 с отверстиями впускным 7 и перепускными отверстиями 8, с двумя внешними камерами 2, с двумя перепускными камерами 10 и с двумя буферными камерами 3.

Буферные камеры 3 изолируют от перепускных отверстий 8 и от внешних камер 2 посредством подвижных элементов 4 и герметизирующих элементов 6 (Фиг. 5).

Перед монтажом и спуском в скважину каждую внешнюю камеру 2 заряжают азотом на одинаковое постоянное заданное давление, превышающее давление скважинного флюида.

Подвижные элементы 4 выполнены с различными размерами поперечных сечений со стороны внешних камер. Каждый подвижный элемент 4 расположен во внешней камере 2, в буферной камере 3 и в перепускной камере 10 с возможностью герметичного перемещения его внутри камер 2, 3 и 10. Границы камер 2, 3, 10 маркируют и герметично разделяют герметизирующими элементами 6 и подвижными элементами 4.

Корпус 1 и внешние камеры 2 выполнены в виде монолитной муфты с резьбой, которая прикручивается к НКТ.

Регулирование гидравлическим устройством осуществляют посредством изменения давления в буферных камерах 3, повышая его до заданного значения или снижая его до исходного значения за счет подачи или стравливания газа из гидравлического канала высокого давления 5.

За счет разности размеров поперечных сечений двух подвижных элементов 4 при одинаковых давлениях зарядки азота во внешних камерах 2, определяют очередность их перемещений. Вначале перемещают подвижный элемент 4 с большим поперечным сечением со стороны внешней камеры 2 относительно другого подвижного элемента 4.

Разность размеров поперечных сечений подвижных элементов 4 внутри буферной камеры 3 обеспечивает определение исходного транспортного положения подвижных элементов 4, соответствующих состоянию положения «открыто» и/или «закрыто», при спуске гидравлического устройства в скважину или при нахождении его в скважине.

Определение давлений газа внутри буферной камеры 3 осуществляют в том числе и по технологическим данным.

Например, для периодического изменения давления газа в буферной камере 3, снижая или повышая его относительно давления азота во внешних камерах 2 и давления в зоне перепускных отверстий 8, выполняют следующие условия:

при Sпер*Pпер+Pб*(Sвн-Sпер)*Sпер>Pвн*Sвн подвижный элемент 4 переместится в сторону внешней камеры 2,

при Sпер*Pпер+Р6*(Sвн-Sпер)*Sпер<Pвн*Sвн подвижный элемент 4 переместится в сторону перепускных отверстий 8,

где Sпер - площадь поперечного сечения подвижного элемента 4 в зоне герметизирующих элементов со стороны перепускных отверстий 8;

Sвн - площадь поперечного сечения подвижного элемента 4 в зоне герметизирующих элементов со стороны внешней камеры 2;

Рпер - давление в зоне перепускных отверстий 8;

Рб - давление в буферной камере 3;

Рвн - давление в внешней камере 2.

Возвратно-поступательно перемещение подвижных элементов 4 осуществляют из исходного состояния в заданное положение или удержание их в этом состоянии при статичном удержании давления газа внутри буферных камерах 3. Давление газа в буферных камерах превышает давление азота во внешних камерах 2.

Размеры поперечных сечений подвижного элемента 4 в каждой буферной камере разные 3 и, при этом, меньший размер поперечного сечения каждого подвижного элемента 4 расположен со стороны перепускных отверстий 8, а больший размер поперечного сечения каждого подвижного элемента 4 расположен во внешней камере 2.

Посредством подачи или стравливания газа через гидравлический канал высокого давления 5 регулируют давление газа в каждой буферной камере 3, изменяя давление в ней до заданных значений и перемещая соответствующий ей подвижный элемент 4.

Давление газа в каждой буферной камере 3 изменяют периодически, увеличивая его или уменьшая относительно давления азота во внешней камере 2, обеспечивая тем самым возвратно - поступательное перемещение соответствующего ей подвижного элемента и открытие или закрытие соответствующих этому подвижному элементу 4 перепускных отверстий 8 или всех перепускных отверстий 8, в зависимости из планируемого объема перетока скважинной жидкости через перепускные отверстия 8.

После открытия или закрытия перепускных отверстий 8 подвижные элементы 4 удерживают в положении открыто или закрыто расчетный период времени, осуществляя перепуск или закрытие перепуска из затрубного пространства скважины во внутритрубное пространство.

Пример 6.

В неглубокую скважину спускают на НКТ два пакера и гидравлическое устройство, состоящее из гидравлического канала высокого давления 5 и дополнительного гидравлического канала 11, из четырех подвижных элементов 4, герметизирующих элементов 6, из корпуса 1, закрепленного на НКТ известными способами и средствами, например, как муфту на НКТ, при этом корпус 1 выполнен с отверстиями впускным 7 и перепускными отверстиями 8, с четырьмя внешними камерами 2, с тремя буферными камерами 3, изолированными от трех внешних камер 2 и от перепускных отверстий 8 герметизирующими элементами 6 и подвижными элементами 4.

Гидравлический канал высокого давления 5 герметично закрепляют во впускном отверстии 7, дополнительный гидравлический канал 11 герметично закрепляют с одной из внешних камер 2 известными средствами.

Гидравлическим устройством осуществляют работу при отсеченных пакерами пластах или интервалов негерметичности в целях одновременно-раздельной эксплуатации одной скважины с несколькими продуктивными пластами.

Одну внешнюю камеру по дополнительному гидравлическому каналу 11 заряжают в скважине азотом. Другие внешние камеры 2 заряжены на устье азотом с постоянным давлением, но разным по отношению друг к другу.

Для того чтобы открыть конкретное перепускное отверстие 8 газ под заданным давлением, например, с газового баллона с высоким давлением, по гидравлическому каналу высокого давления 5 подают во впускное отверстие 7 и, соответственно, в буферные камеры 3.

Газ с заданным давлением, попадая в буферные камеры 3, воздействует на соответствующий подвижный элемент 4, перемещая его поступательно, и, соответственно, переводя его в положение «открыто» или «закрыто». В результате поступательного перемещения подвижных элементов 4 открывают перепускные отверстия 8, открывая при этом гидравлическое сообщение и перепуск скважинной жидкости из затрубного пространства во внутритрубное пространство, после чего подвижные элементы удерживают в течение расчетного времени.

Перепуск скважинной жидкости из затрубного пространства во внутритрубное пространство регулируют, открывая одно перепускное отверстие 8 или два перепускных отверстия 8, или три перепускных отверстия 8.

При стравливании газа из гидравлического канала высокого давления 5 происходит снижение давления в нем и, соответственно, происходит снижение давления в буферной камере 3, при этом подвижные элементы 4 возвращают обратно в транспортное положение и удерживают их в этом положении в течение расчетного времени.

Возвратно-поступательное перемещение подвижных элементов 4 осуществляют одновременно или последовательно. Каждый подвижный элемент 4 соответствует своему положению «открыто» или «закрыто» в зависимости от заданного давления во внешней камере 2, при этом давления во внешних камерах 2 разные.

Для того, чтобы закрыть конкретное выбранное перепускное отверстие 8 по дополнительному гидравлическому каналу 11 подают флюид с давлением в одну из внешних камер 2 выше давления в буферной камере 3, что влечет за собой перемещение подвижного элемента от этой внешней камеры 2 в сторону перепускного отверстия 8 с размером диаметра поперечного сечения соответствующим подвижному элементу и закрытие перепускного отверстия 8.

Гидравлическая жидкость, поступающая по гидравлическому каналу высокого давления 5, с давлением, превышающем давление азота в каждой внешней камере 2, попадая в буферные камеры 3, действует на соответствующие подвижные элементы 4, которые поступательно перемещают в заданное положение.

За счет разных размеров поперечных сечений подвижных элементов 4, расположенных в зоне перепускных отверстий 8 и в зоне внешних камер 2, обеспечивают поочередное и/или одновременное их перемещение.

Периодически повышая или снижая давление в буферной камере 3, осуществляют периодически возвратно-поступательное перемещение подвижных элементов 4.

В процессе герметичного возвратно-поступательного перемещения подвижных элементов 4 осуществляют открытие или закрытие перепускных отверстий 8, удерживание подвижных элементов 4 заданный период времени, осуществляя перепуск или закрытие перепуска скважинной жидкости из затрубного пространства скважины во внутритрубное пространство через перепускные отверстия 8.

При наличии устьевых и глубинных контрольно-измерительных скважинных приборов, устанавливаемых как на НКТ скважины, так и в самом гидравлическом устройстве, с помощью можно контролировать работу гидравлического устройства, в том числе, контролировать открытие или закрытие перепускных отверстий 8.

Предлагаемые технические решения позволяют повысить надежность работы и, соответственно, эффективность эксплуатации, в т.ч. скважин с переменными давлениями, меняющимися во время их эксплуатации, и с низким скважинным давлением, расширяют возможности применения их в скважинах с малыми диаметрами, а конструкция заявленного гидравлического устройства обеспечивает с помощью одного гидравлического канала высокого давления дистанционно регулировать перепуск жидкости или газа из затрубного пространства скважины во внутритрубное пространство или наоборот в зависимости от назначения скважины.

Кроме того, предлагаемые технические решения при наличии нескольких подвижных элементов позволяют обеспечить одновременное или поочередное открытие перепускных отверстий, последовательно и позиционно открывая их, в том числе дистанционно, изменяя давление в гидравлическом канале высокого давления и, соответственно, изменяя давление буферной камере, а также обеспечить экономическую эффективность и при добыче углеводородного флюида и при поддержании пластового давления.

1. Гидравлическое устройство, содержащее гидравлический канал высокого давления, подвижный элемент, герметизирующие элементы и корпус, выполненный с камерой, с впускным отверстием, выполненным с возможностью гидравлического сообщения с камерой, и, по меньшей мере, с одним перепускным отверстием, выполненным с возможностью гидравлического сообщения внутритрубного пространства с затрубным пространством, герметизирующие элементы расположены внутри корпуса и подвижный элемент расположен внутри корпуса с возможностью перекрытия перепускных отверстий и с возможностью взаимодействия с камерой, гидравлический канал высокого давления герметично закреплен во впускном отверстии, отличающееся тем, что камера представляет собой, по меньшей мере, одну буферную камеру, устройство дополнительно снабжено, по меньшей мере, одной внешней камерой с функцией пружины, расположенной в корпусе с возможностью зарядки ее рабочим агентом и с возможностью ее сжатия или разжатия, при этом буферная камера расположена в корпусе с возможностью гидравлической изоляции от перепускного отверстия или отверстий и от внешней камеры или камер, герметизирующие элементы расположены между буферной и внешней камерами и между буферной камерой и перепускным отверстием или отверстиями, подвижный элемент, по меньшей мере, один, расположен с возможностью герметичного возвратно-поступательного перемещения и с закрыванием или открыванием полным или частичным перепускных отверстий или отверстия и выполнен с разными размерами поперечных сечений, при этом размер поперечного сечения подвижного элемента со стороны перепускных отверстий или отверстия меньше, чем размер поперечного сечения подвижного элемента со стороны внешней камеры, а подвижный элемент расположен в буферной и во внешней камерах.

2. Гидравлическое устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус выполнен монолитным или сборным.

3. Гидравлическое устройство по п.1, отличающееся тем, что герметизирующий элемент представляет собой герметизирующую поверхность.

4. Гидравлическое устройство по п.1, отличающееся тем, что герметизирующий элемент представляет собой герметизирующий уплотнитель в виде кольца или втулки.

5. Гидравлическое устройство по п.1, отличающееся тем, что перепускные отверстия выполнены с разными размерами пропускных сечений.

6. Гидравлическое устройство по п.1, отличающееся тем, что подвижный элемент выполнен сборным или монолитным.

7. Гидравлическое устройство по п.1, отличающееся тем, что подвижный элемент выполнен в виде штока переменного сечения или стержня переменного сечения.

8. Гидравлическое устройство по п. 1 отличающееся тем, что подвижный элемент выполнен в виде цилиндра переменного сечения или поршня переменного сечения.

9. Гидравлическое устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительным пружинным элементом, закрепленным во внешней камере с возможностью взаимодействия с подвижным элементом.

10. Гидравлическое устройство по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено перепускной камерой, гидравлически связанной с перепускными отверстиями или отверстием.

11. Гидравлическое устройство по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено, по меньшей мере, одним соединительным элементом.

12. Гидравлическое устройство по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено перекрывающим элементом в виде шара или сферы, закрепленным на подвижном элементе в зоне перепускных отверстий.

13. Гидравлическое устройство по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено перекрывающим элементом в виде конуса, закрепленным на подвижном элементе в зоне перепускных отверстий.

14. Гидравлическое устройство по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено перекрывающим элементом в виде цилиндра, закрепленным на подвижном элементе в зоне перепускных отверстий.

15. Гидравлическое устройство по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено перекрывающим элементом в виде резинометаллической насадки, закрепленным на подвижном элементе в зоне перепускных отверстий.

16. Гидравлическое устройство по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено одним или несколькими дополнительными гидравлическими каналами, герметично соединенными с внешней камерой или камерами.

17. Гидравлическое устройство по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено штуцером, расположенным в перепускном отверстии.

18. Гидравлическое устройство по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено одним или несколькими контрольно-измерительными скважинными приборами.

19. Способ эксплуатации гидравлического устройства, включающий спуск в скважину колонны труб с гидравлическим устройством, состоящим из гидравлического канала высокого давления, корпуса с камерой, впускным и перепускными отверстиями, подвижного элемента, герметизирующих элементов, изменение давления в камере посредством изменения давления рабочего агента в гидравлическом канале высокого давления, герметичное возвратно-поступательное перемещение подвижного элемента, перепуск скважинной жидкости через перепускные отверстия из затрубного пространства скважины во внутритрубное пространство, отличающийся тем, что гидравлическое устройство дополнительно снабжают, по меньшей мере, одной внешней камерой с функцией пружины, заряжают внешнюю камеру рабочим агентом с заданным давлением, при этом камеру, представляющую собой одну или несколько буферных камер, гидравлически изолируют от перепускных отверстий или отверстия и от внешней камеры посредством герметизирующих элементов и подвижного элемента, подвижный элемент располагают в буферной и во внешней камерах и возвратно-поступательное перемещение подвижного элемента осуществляют посредством изменения давления рабочего агента в буферной камере или камерах выше или ниже давления зарядки рабочего агента во внешней камере или камерах, в процессе возвратно-поступательного перемещения подвижный элемент закрывает или открывает полностью или частично перепускные отверстия или отверстие, перепуск скважинной жидкости осуществляют посредством удержания подвижного элемента или элементов в заданном положении.

20. Способ по п.19, отличающийся тем, что внешнюю камеру заряжают в скважине посредством дополнительного гидравлического канала или на устье.

21. Способ по п.19, отличающийся тем, что возвратно-поступательное перемещение подвижных элементов осуществляют одновременно или поочередно.

22. Способ по п.19, отличающийся тем, что внешнюю камеру заряжают рабочим агентом в виде скважинного флюида.

23. Способ по п.19, отличающийся тем, что герметичное перемещение подвижного элемента осуществляют в герметизирующем элементе и с герметизирующим элементом.

24. Способ по п.19, отличающийся тем, что герметичное перемещение подвижного элемента осуществляют в герметизирующих элементах или с герметизирующими элементами.

25. Способ по п.19, отличающийся тем, что давление в буферной камере или камерах изменяют с возможностью перемещения подвижного элемента в положение перепускного отверстия ”частично открыто”.



 

Похожие патенты:

Предложенная группа изобретений относится к горному делу и может быть применена для регулирования потока в скважине. Система содержит проточную камеру, через которую протекает флюидная смесь, причем указанная камера имеет, по меньшей мере, два входа, исполнительный механизм и переключатель потока флюида.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано, в частности, для продления безводного режима эксплуатации нефтяных скважин.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть применено для перепуска затрубного газа в колонну насосно-компрессорных труб - НКТ в скважинах, эксплуатируемых установками штанговых насосов.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к разработке и эксплуатации нефтяных пластов с зонами различной проницаемости, в том числе с помощью боковых и боковых горизонтальных стволов из эксплуатационных колонн.

Изобретение относится к системам отсечения потока в скважине и может быть применено для испытания колонны труб на герметичность. Устройство содержит пробку из удаляемого материала, установленную в трубу скважины для проведения указанных испытаний.

Группа изобретений относится к нефтяной промышленности и может быть применена для промывки приема и полости электроцентробежных насосов от твердых взвешенных частиц песка, асфальтосмолистых веществ и солей.

Изобретение относится к запорным элементам обратных клапанов и может быть применено в буровом и нефтедобывающем оборудовании. Запорный орган выполнен в виде поджимаемого к седлу сферического запорного элемента, с возможностью его перемещения, снабжен опорными элементами, выполненными в виде криволинейных ножек.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке нефтяных месторождений для импульсной закачки жидкости в пласт.

Группа изобретений относится к горному делу и может быть применена при бурении и заканчивания скважин. Изолирующее устройство для пробки разрыва пласта содержит шаровое седло, снабженное посадочной поверхностью, и шар, выполненный с возможностью контакта с посадочной поверхностью.

Группа изобретений относится к горному делу и может быть применена в скважинных клапанных системах. Система содержит трубчатую колонну и пустотелый активационный шар.

Группа изобретений относится к оборудованию для эксплуатации подземной скважины и, в частности, к системе переменной сопротивляемости потоку. В скважине по добыче углеводородов имеется необходимость регулирования потока текучих смесей из геологического пласта в скважину. Такое регулирование обеспечивает, например, возможность предотвращения образования водяного или газового конуса в пласте, минимизацию добычи песка, минимизацию добычи воды и/или газа, максимизацию добычи нефти и/или газа, балансирование добычи между зонами. Технический результат - совершенствование регулирования потока текучей смеси в подземной скважине. Система переменной сопротивляемости потоку включает проточную камеру для прохождения по ней текучей смеси. Эта камера имеет по существу цилиндрическую стенку. Имеется, по меньшей мере, один вход, обеспечивающий возможность поступления текучей смеси в упомянутую камеру. Этот вход пересекает указанную цилиндрическую стенку. Имеется выход, обеспечивающий возможность выхода текучей смеси из камеры. Этот выход расположен возле центра указанной камеры. Кроме того, имеется, по меньшей мере, одна конструкция, препятствующая круговому движению текучей смеси у выхода. 4 н. и 45 з.п. ф-лы, 24 ил.

Группа изобретений относится к горному делу и может быть применена в предохранительном клапане в насосно-компрессорной трубе. Скважинный инструмент включает канал потока, проходящий продольно через скважинный инструмент, внутреннюю камеру, содержащую диэлектрическую текучую среду, и путь потока, который создает гидравлическую связь между внутренней камерой и каналом потока и который включает, по меньшей мере, два изменения направления в направлении потока. При этом путь потока содержит множество секций путей потока, проходящих продольно от верхнего манифольда к нижнему манифольду. Причем изменяющиеся противоположные концы смежных секций путей потока гидравлически сообщены друг с другом посредством верхнего и нижнего манифольдов. При этом каждый из верхнего и нижнего манифольдов соединен с, по меньшей мере, тремя секциями путей потока. Технический результат заключается в повышении надежности предохранительного клапана. 3 н. и 44 з.п. ф-лы, 21 ил.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при эксплуатации скважины с большим углом наклона эксплуатационной колонны. Технический результат - повышение надежности работы устройства в горизонтальной скважине и эффективности очистки добываемого продукта, увеличение межремонтного периода работы устройства, а также снижение его металлоемкости. Устройство включает колонну насосно-компрессорных труб с насосом, клапан, хвостовик. В составе колонны насосно-компрессорных труб ниже насоса в вертикальной части горизонтальной скважины размещен клапан. К клапану снизу присоединен хвостовик с фильтром. Клапан выполнен в виде муфты с конусным седлом и установленной в муфте двухступенчатой пробки из пластикового материала со сквозными окнами, выполненными на ее боковой поверхности. Верхняя ступень пробки герметично взаимодействует с муфтой. Между нижней ступенью двухступенчатой пробки и муфтой имеется кольцевой зазор. Нижний торец пробки выполнен в виде конуса и имеет возможность герметичного взаимодействия с конусным седлом муфты. Двухступенчатая пробка имеет возможность ограниченного осевого перемещения относительно муфты. Высота двухступенчатой пробки меньше расстояния от отверстия в муфте до торца нижней трубы колонны насосно-компрессорных труб. На концах трубы с отверстиями диаметром 6-7 мм жестко закреплены опоры. Между опорами на трубе напротив отверстий концентрично установлен фильтрующий элемент. Он выполнен из намотанной витками по спирали проволоки с зазором 1,0 мм между витками, соединенной с проволочными продольными стрингерами, образующими между трубой и фильтрующим элементом дренажные каналы. 4 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для эксплуатации высокодебитных нефтяных скважин. Технический результат заключается в повышении производительности насоса. Скважинный штанговый насос двухстороннего действия включает спускаемый на колонне труб цилиндр и плунжер с верхними и нижними всасывающими и нагнетательными клапанами с запорными органами, причем верхний всасывающий клапан установлен снаружи цилиндра, а плунжер соединен с колонной штанг через полый шток с уплотнением. Нижний всасывающий клапан цилиндра расположен снаружи, плунжер сверху и снизу оснащен соответственно верхним и нижним нагнетательными клапанами. Полый шток сообщен через верхние отверстия с пространством колонны труб, а через верхний и нижний нагнетательные клапаны плунжера - с соответствующими полостями цилиндра, полости цилиндра и пространства колонны труб разобщены уплотнением полого штока. Каждый клапан выполнен в виде корпуса с внутренним кольцевым каналом, сообщающим входные радиальные окна с внутренней кольцевой проточкой, запорным органом в виде эластичной цилиндрической втулки с наружным утолщением, перекрывающей кольцевую проточку с возможностью пропуска внутрь и закрепленной на корпусе за утолщение снаружи замком. Входные окна всасывающих клапанов снаружи снабжены фильтрами, а выше цилиндра колонна труб снабжена сливным клапаном. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Группа изобретений относится к горному делу и может быть применена для выравнивания давления при использовании скважинного прибора в скважине. Устройство для выравнивания давления включает множество отдельных продольных отверстий, образующих непрерывный проточный канал, меняющий направление между указанными отверстиями. Причем указанные отверстия соединены друг с другом на своих противоположных концах. Скважинная система может содержать скважинный прибор с камерой, вмещающей в себя узел, окруженный диэлектрической текучей средой, и устройство для выравнивания давления, содержащее проточный канал, один конец которого соединен с камерой, второй конец соединен с источником второй текучей среды. При этом указанный проточный канал проходит в противоположных направлениях между указанными концами проточного канала через множество отдельных отверстий. Технический результат заключается в повышении эффективности выравнивания давления в скважинном приборе. 3 н. и 39 з.п. ф-лы, 17 ил.

Изобретение относится к области нефтегазовой промышленности и может быть использовано для очистки и освоения пласта при повышении проницаемости призабойной зоны пласта. Технический результат - повышение эффективности освоения пласта за счет возможности предварительной очистки призабойной зоны пласта при создании глубокой депрессии. Устройство включает спущенную в скважину колонну насосно-компрессорных труб - НКТ, оснащенную снизу фильтром, а выше - пакером, установленным в скважине выше пласта. В колонне НКТ установлено седло. Предусмотрена возможность установки в колонне НКТ сваба. Предусмотрен запорный элемент для сбрасывания в колонну НКТ. Он выполнен в виде шара, жестко соединенного с глухим штоком. Фильтр выполнен в виде верхнего и нижнего рядов отверстий. Внутри фильтра каждое отверстие верхнего и нижнего рядов оснащено сбивным клапаном, выполненным с возможностью разрушения после сброса в колонну НКТ запорного элемента. Верхний и нижний ряды отверстий фильтра выполнены на расстоянии высоты пласта. Снизу к фильтру жестко закреплена шламосборная камера. Над пакером колонна НКТ оснащена рядом каналов, герметично перекрытых изнутри седлом, зафиксированным к колонне НКТ срезными элементами. Под рядом каналов колонны НКТ выполнена внутренняя кольцевая проточка, в которой установлено стопорное разрезное пружинное кольцо. В колонну НКТ с устья скважины с возможностью осевого перемещения вниз установлена пробка, имеющая возможность взаимодействия с седлом, разрушения срезных элементов, фиксирующих седло в колонне НКТ с открытием ряда каналов в колонне НКТ, и совместного с седлом ограниченного осевого перемещения вниз до упора седла в ограничитель, выполненный на нижнем конце колонны НКТ, и фиксации пробки от осевого перемещения вверх после упора седла в ограничитель колонны НКТ. 5 ил.

Группа избретений относится к скважинным шаровым клапанам и, более конкретно, к их седловым устройствам и проведению соответствующих скважинных операций с их использованием. Система для гидравлического разрыва пласта содержит первое седловое устройство, включающее по меньшей мере одно первое отверстие, имеющее по меньшей мере одно первое поперечное сечение, и второе седловое устройство. Причем первое седловое устройство выполнено с возможностью приема первого тела, имеющего первый размер, превышающий размер первого поперечного сечения, и в то же время допускает прохождение тел меньшего размера сквозь по меньшей мере одно первое отверстие. Второе седловое устройство расположено ниже по потоку, чем первое седловое устройство, и включает группу вторых отверстий, по меньшей мере одно из которых смещено по оси относительно другого второго отверстия и каждое из которых имеет второе поперечное сечение. Второе седловое устройство выполнено с возможностью приема группы вторых тел, каждое из которых имеет второй размер, меньший, чем первый размер, после прохождения этих вторых тел сквозь по меньшей мере одно отверстие в первом седловом устройстве. Причем каждое из группы вторых отверстий соответствует одному из вторых тел, перекрывающих путь движения потока флюида сквозь вторые отверстия при их посадке на второе седловое устройство, выполненное с возможностью обеспечения осуществления гидравлического разрыва пласта после посадки на него вторых тел. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей системы. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к горному делу и может быть применено для управления работой скважинного клапана. Способ включает установку трубной колонны в стволе скважины, затем установку электрического привода в проточном канале, проходящем через трубную колонну по ее длине, и управление работой запирающего устройства клапана с помощью электрического питания, подаваемого к электрическому приводу через, по меньшей мере, одно электрическое соединение между электрическим приводом и указанным клапаном. Технический результат заключается в повышении эффективности управления работой вставного предохранительного клапана. 13 з.п. ф-лы, 9 ил.

Группа изобретений относится к клапанам, используемым при бурении скважин, к компоновкам низа бурильной колонны и к способам избирательного приведения в действие забойного двигателя. Технический результат заключается в повышении надежности и точности управления работой забойного двигателя. Клапан, используемый при бурении скважин, содержит цилиндр, имеющий внутреннее пространство с круглым поперечным сечением, впускное отверстие, выпускное отверстие и перепускное отверстие, первый диск, размещенный в цилиндре с возможностью вращения и имеющий дроссельное отверстие, и второй диск, размещенный в цилиндре с возможностью вращения, прижатый к первому диску для выборочного образования уплотнения и имеющий дроссельное отверстие. Второй диск соединен с ротором в двигателе, а выпускное отверстие сообщено с двигателем для подачи текучей среды в двигатель для его работы. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности и, в частности, к устройствам для обработки призабойной зоны скважины мгновенными импульсами давления. Технический результат - повышение надежности работы устройства. Устройство включает корпус с рядом отверстий и седло. В корпусе концентрично установлен шток с проходным каналом. Седло выполнено в проходном канале штока для размещения в нем шара. Сверху шток снабжен рядом радиальных отверстий, которые сообщены с рядом радиальных отверстий корпуса посредством перепускного канала, выполненного между корпусом и штоком. В перепускном канале на внутренней поверхности корпуса тангенциально размещены лопатки, позволяющие корпусу вращаться относительно штока, частично перекрывая и изменяя проходное сечение нижнего ряда радиальных отверстий штока. В теле шара выполнено три осевых канала, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях. Они обеспечивают периодическое воздействие волновыми импульсами на забой скважины. 4 ил.
Наверх