Устройство для установки обсадных фильтров в глубоких перфорационных каналах-волноводах
Владельцы патента RU 2661925:
Публичное акционерное общество "МАКойл" (ПАО "МАКойл") (RU)
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) (RU)
Изобретение относится к техническим средствам для строительства и ремонта нефтяных и газовых скважин, а именно к средствам вторичного вскрытия продуктивных пластов. Устройство для установки обсадных фильтров в глубоких перфорационных каналах-волноводах содержит полый корпус с установленной в нем направляющей трубой, транспортировочную трубу, клин-отклонитель и связанный с ним якорь. Кроме того, оно снабжено поворотно-ориентирующим механизмом, размещенным между якорем и клином-отклонителем, жестко связанным с полым корпусом, переходником, присоединенным к направляющей трубе, в нижней части которой выполнены радиальные отверстия, соединяющие ее с образованным между полым корпусом и направляющей трубой кольцевым пространством. При этом переходник соединен с транспортировочной трубой, в которой установлена разделительная вставка, снабженная коническими эластичными манжетами, а также жесткими опорами, взаимодействующими с манжетами и образующими в транспортировочной трубе, переходнике и направляющей трубе верхнюю и нижнюю кольцевые камеры, гидравлически соединенные друг с другом. Технический результат заключается в повышении эффективности, надежности и качества работы при установке обсадных фильтров в перфорационных каналах-волноводах. 5 ил.
Изобретение относится к техническим средствам для строительства и ремонта нефтяных и газовых скважин, а именно к средствам вторичного вскрытия продуктивных пластов.
Известно устройство для установки обсадных фильтров в глубоких перфорационных каналах-волноводах, содержащее полый корпус с установленной в нем направляющей трубой, транспортировочную трубу, клин-отклонитель и связанный с ним якорь (см. Шамов Н.А. Интенсификация процессов строительства и ремонта нефтедобывающих и нагнетательных скважин на основе теории нелинейной волновой механики многофазных сред: автореферат дис.докт.тех. наук. М. -2013 - С. 38, 39).
Недостатком известного устройства является то, что установка обсадных фильтров производится за счет спуска на трубных колоннах, применение которых требует значительных затрат времени. Кроме того, возможны неточное местоположение установки обсадных фильтров в перфорационных каналах-волноводах при их спуске, особенно при обсаживании нескольких каналов-волноводов на одной скважине.
Технический результат осуществления изобретения заключается в повышении эффективности, надежности и качества работы при установке обсадных фильтров в перфорационных каналах-волноводах.
Указанный результат достигается тем, что устройство для установки обсадных фильтров в глубоких перфорационных каналах-волноводах, содержащее полый корпус с установленной в нем направляющей трубой, транспортировочную трубу, клин-отклонитель и связанный с ним якорь, снабжено поворотно-ориентирующим механизмом, размещенным между якорем и клином-отклонителем, жестко связанным с полым корпусом, переходником, присоединенным к направляющей трубе, в нижней части которой выполнены радиальные отверстия, соединяющие ее с образованным между полым корпусом и направляющей трубой кольцевым пространством, при этом переходник соединен с транспортировочной трубой, в которой установлена разделительная вставка, снабженная коническими эластичными манжетами, а также жесткими опорами, взаимодействующими с манжетами и образующими в транспортировочной трубе, переходнике и направляющей трубе верхнюю и нижнюю кольцевые камеры, гидравлически соединенные друг с другом.
Повышение эффективности работы устройства достигается за счет сокращения времени и материальных затрат при осуществлении спускоподъемных операций и обеспечения точности установки обсадных фильтров в перфорационных каналах-волноводах.
Изобретение иллюстрируется чертежами.
На фиг. 1 представлен общий вид устройства;
на фиг. 2 - выноска I на фиг. 1;
на фиг. 3 - выноска II на фиг. 1;
на фиг. 4 - выноска III на фиг. 1;
на фиг. 5 - момент отсоединения разделительной вставки от обсадного фильтра.
Устройство (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3) содержит транспортировочную трубу 1, клин-отклонитель 2 с ложементом 3, связанный с поворотно-ориентирующим механизмом 4, якорем 5 и полым корпусом 6, в котором установлена направляющая труба 7, образующая с присоединенным к ней переходником 8 и внутренним буртом 9 полого корпуса радиально-упорные опоры скольжения. В нижней части направляющей трубы выполнены радиальные отверстия 10, соединяющие ее с образованным между полым корпусом и направляющей трубой кольцевым пространством 11. Переходник соединен с транспортировочной трубой, в которой установлена связанная шарнирным механизмом 12 или гибкой трубой через разъединительный узел 13 с головкой 14 обсадного фильтра 15 разделительная вставка 16 с коническими эластичными манжетами и опорами манжет. Причем верхняя манжета 17 с опорой 18 направлены коническим раструбом вниз, а средняя манжета 19 с опорой 20 и нижняя манжета 21 с опорой 22 - раструбом вверх, которые образуют в транспортировочной трубе, переходнике или направляющей трубе верхнюю 23 и нижнюю 24 кольцевые камеры. Эти камеры соединены друг с другом выполненными в корпусе 25 разделительной вставки радиальными отверстиями 26 и центральным каналом 27. В разъединительном узле установлен срезной или деформируемый элемент 28, например эластичное кольцо или штифт. Поворотно-ориентирующий механизм 4 состоит из цилиндрического полого корпуса 29, на внутренней поверхности которого выполнен многоручьевой зигзагообразный паз 30, с которым взаимодействует направляющий штифт 31, установленный на штоке 32 якоря (фиг. 1, фиг. 4). Перед спуском устройства в скважину для проталкивания обсадного фильтра через вход 33 перфорационного канала-волновода 34 к транспортировочной трубе крепится колонна технологических труб, например насосно-компрессорных.
Устройство для установки обсадных фильтров работает следующим образом.
При спуске на технологических трубах компоновку устройства в составе транспортировочной трубы 1, клина-отклонителя 2, поворотно-ориентирующего механизма 4, якоря 5, полого корпуса 6 с направляющей трубой 7 и переходником 8 осуществляется посадка якоря в скважине таким образом, чтобы направление ложемента 3 клина-отклонителя совпало с входом 33 перфорационного канала-волновода 34.
Затем за счет прокачивания рабочей жидкости осуществляют спуск сборки в составе разделительной вставки 16, соединенной разъединительным узлом 13 с головкой 14 обсадного фильтра 15 через спущенную ранее компоновку. Под напором рабочей жидкости на средние манжету 19 и опору 20, нижние манжету 21 и опору 22 обсадной фильтр проталкивается через ложемент клина-отклонителя и вход 33 перфорационного канала-волновода 34, вплоть до соединения (фиг. 2) нижней кольцевой камеры 24 через радиальные отверстия 10 с кольцевым пространством 11, через которые поток рабочей жидкости устремляется в закорпусное пространство скважины. Напор (давление) нагнетания жидкости существенно падает. Усилие проталкивания разделительной вставки становится значительно меньше сопротивления проталкиванию обсадного фильтра, который стопорится в предусмотренном положении в канале-волноводе. Падение давления в системе нагнетания является сигналом, подтверждающим окончание процесса установки фильтра.
Для отсоединения и возвращения на устье скважины разделительной вставки с шарнирным механизмом или гибкой трубой создают обратную циркуляцию рабочей жидкости путем ее прокачивания через закорпусное пространство скважины (фиг. 5), устройство и технологические трубы. Вследствие воздействия напора восходящего потока рабочей жидкости на верхние манжету 18 и опору 19 разделительной вставки произойдет разрушение или упругая деформация элемента 29 разъединительного узла 14 с головкой 15 обсадного фильтра 16. Разделительная вставка с шарнирным механизмом 13 или гибкой трубой выносится по технологическим трубам потоком рабочей жидкости на устье скважины и с помощью цанговой ловушки извлекается из скважины (чертежами не иллюстрируется).
Для осуществления установки обсадного фильтра в следующий перфорационный канал-волновод колонной технологических труб поднимают оставшуюся компоновку на высоту I перемещения по многоручьевому зигзагообразному пазу 30 направляющего штифта 31 (фиг. 4). При этом полый корпус 6 с клином-отклонителем 2 переместятся на половину угла поворота между соседними перфорационными каналами-волноводами, взаимодействуя по радиально-упорным опорам скольжения, образованными не вращающимися направляющей трубой 7 с переходником 8 и транспортировочной трубой 1 поворачивающимися. При осуществлении спуска полый корпус с клином-отклонителем довернется еще на половину заданного угла, в результате чего направление ложемента 3 клина-отклонителя совпадет с направлением входа следующего перфорационного канала-волновода подлежащего к установке обсадного фильтра.
Применение разделительной вставки и поворотно-ориентирующего механизма в устройстве обеспечивает сокращение времени, снижение материальных затрат, повышение точности установки обсадных фильтров в нескольких перфорационных каналах-волноводах за один спуск устройства в скважину на колонне технологических труб в составе транспортировочной трубы, полого корпуса с направляющей трубой, переходником, клина-отклонителя, поворотно-ориентирующего механизма и якоря.
Устройство для установки обсадных фильтров в глубоких перфорационных каналах-волноводах, содержащее полый корпус с установленной в нем направляющей трубой, транспортировочную трубу, клин-отклонитель и связанный с ним якорь, отличающееся тем, что оно снабжено поворотно-ориентирующим механизмом, размещенным между якорем и клином-отклонителем, жестко связанным с полым корпусом, переходником, присоединенным к направляющей трубе, в нижней части которой выполнены радиальные отверстия, соединяющие ее с образованным между полым корпусом и направляющей трубой кольцевым пространством, при этом переходник соединен с транспортировочной трубой, в которой установлена разделительная вставка, снабженная коническими эластичными манжетами, а также жесткими опорами, взаимодействующими с манжетами и образующими в транспортировочной трубе, переходнике и направляющей трубе верхнюю и нижнюю кольцевые камеры, гидравлически соединенные друг с другом.
