Устройство для приведения пакера в рабочее положение

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано для изоляции пластов при креплении скважин. Техническим результатом является повышение надежности пакерования скважины. Устройство включает корпус, выполненный с возможностью соединения с колонной труб скважины и имеющий радиальное отверстие, по меньшей мере одно, перекрытое срезным полым штифтом, и продольные пазы на его наружной поверхности ниже радиального отверстия. Снаружи корпуса помещен составной кожух. Он образует с корпусом кольцевую полость. В кольцевой полости и между торцами составного кожуха помещен распределительный клапан с радиальным отверстием. Этот клапан жестко связан с составным кожухом. Распределительный клапан выполнен в виде гильзы с радиальными отверстиями, внутренней кольцевой проточкой и оппозитно установленных на ее концах перепускных уплотнительных элементов одностороннего действия - верхнего и нижнего. Имеется втулка, помещенная в кольцевой полости против распределительного клапана, жестко связанная с корпусом. На верхнем торце втулки помещена проставочная втулка. С ней жестко связан дифференциальный поршень. Его надпоршневое пространство заполнено маслом и имеет возможность увеличения его объема в процессе работы устройства. Одна часть подпоршневого пространства имеет возможность гидравлической связи с пространством за составным кожухом через радиальные отверстия распределительного клапана и его внутреннюю кольцевую проточку. Другая часть подпоршневого пространства имеет возможность гидравлической связи с полостью пакера. 1 ил.

 

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано для изоляции пластов при креплении скважин.

Известно устройство для приведения пакера в рабочее положение, включающее корпус, патрубок с радиальными каналами и манжетой, образующий с корпусом кольцевую полость, в которой размещены втулки, поршень и гидравлический аккумулятор давления с заполненной воздухом эластичной трубой. В процессе продавки цементного раствора обеспечена гидравлическая связь полости обсадной колонны и рабочей полости пакера (SU 560968, 23.07.1977).

Недостатком известного устройства является его сложность, высокая вероятность отказа его узлов в процессе работы, особенно аккумулятора давления, по причине высокой текучести воздуха и повышенной разгерметизации этого узла. Другим недостатком известного устройства является невозможность корректировки давления пакерования в процессе приведения пакера в рабочее положение в конкретных условиях скважины. В результате выбранное заранее давление пакерования оказывается недостаточным.

Известно устройство для приведения пакера в рабочее положение, включающее корпус, связанный с колонной скважины, переводник, поршень и регулятор направления потока, образующий с поршнем и корпусом кольцевую камеру. Известное устройство имеет более простую конструкцию. В качестве рабочего тела для приведение пакера в рабочее положение предусмотрено использование вязкой и высокой плотности рабочей жидкости, используемой при тампонировании скважины, - тампонажного раствора (RU 2116431, 27.07.1998).

Недостатком известного решения является незначительный объем кольцевой камеры для порции тампонажного раствора, поступающего из заколонного пространства, после снятия избыточного давления в колонне. Малый объем кольцевой камеры обусловлен необходимостью обеспечения жесткой связи подвижного внутреннего корпуса и поршня при сохранении максимально допустимого проходного канала устройства для проведения дальнейших работ в скважине. В результате известное устройство не обеспечивает необходимой надежности пакерования с необходимым давлением пакерования.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности пакерования за счет возможности многократной порционной подачи рабочего тела в полость пакера с достижением давления до необходимой величины путем постепенной доводки, а также возможности самонастраивания устройства на реальные условия в скважине.

Необходимый технический результат достигается тем, что устройство для приведения пакера в рабочее положение включает корпус, выполненный с возможностью соединения с колонной труб скважины и имеющий радиальное отверстие, по меньшей мере одно, перекрытое срезным полым штифтом, и продольные пазы на его наружной поверхности ниже радиального отверстия, составной кожух, помещенный снаружи корпуса и образующий с последним кольцевую полость, распределительный клапан, помещенный в кольцевой полости и между торцами составного кожуха, жестко связанный с ним и выполненный в виде гильзы с радиальными отверстиями, внутренней кольцевой проточкой и оппозитно установленных на ее концах перепускных уплотнительных элементов одностороннего действия - верхнего и нижнего, втулку, помещенную в кольцевой полости против распределительного клапана, жестко связанную с корпусом, проставочную втулку, помещенную на верхнем торце втулки, и дифференциальный поршень, связанный с проставочной втулкой срезным штифтом и образующий с корпусом и составным кожухом надпоршневое пространство с возможностью увеличения его объема в процессе работы устройства, гидравлически связанное с полостью срезного штифта и заполненное маслом, и подпоршневое пространство, одна часть которого имеет возможность гидравлической связи с пространством за составным кожухом, а другая часть имеет возможность гидравлической связи с полостью уплотнительного элемента пакера.

Общий вид устройства показан на фиг. 1.

Устройство включает корпус 1 с радиальным отверстием 2, по меньшей мере одним. Корпус 1 выполнен с возможностью соединения с колонной труб скважины. Эта колонна на фиг. 1 условно не показана. В радиальном отверстии 2 установлен срезной полый штифт 3. Ниже радиального отверстия 2 корпус 1 на его наружной поверхности выполнен с продольными пазами 4. Снаружи корпуса 1 помещен составной кожух в виде верхней его части 5 и нижней его части 6 (функцию нижней части кожуха выполняет наружный элемент ствола пакера). Кожух 5-6 образует с корпусом 1 кольцевую полость 7. В этой полости и между торцами составного кожуха 5-6 помещен распределительный клапан, выполненный в виде гильзы 8 с радиальными отверстиями 9, внутренней кольцевой проточкой 10 и оппозитно установленных на ее концах перепускных уплотнительных элементов одностороннего действия - верхнего 11 и нижнего 12. Распределительный клапан - его гильза 8 жестко связана с кожухом 5-6. Против распределительного клапана - его гильзы 8 в кольцевой полости 7 помещена втулка 13. Эта втулка частично перекрывает продольные пазы 4 корпуса 1 и жестко связана с этим корпусом (условно не показано). На верхнем торце втулки помещена проставочная втулка 14. С проставочной втулкой 14 связан дифференциальный поршень 15 срезным штифтом 16. Дифференциальный поршень 15 образует надпоршневое пространство (на фиг. 1 оно совпадает с поз. 7, обозначающей кольцевую полость). Надпоршневое пространство дифференциального поршня 15 гидравлически связано с полостью срезного штифта 3 и заполнено маслом. Дифференциальный поршень 15 образует и подпоршневое пространство. Одна часть его 17 имеет возможность гидравлической связи с пространством за составным кожухом (заколонным пространством) через радиальные отверстия 9 гильзы 8 и внутреннюю кольцевую проточку 10. Другая часть подпоршневого пространства 18 имеет возможность гидравлической связи с полостью пакера через канал 19.

Кроме того, на фиг. 1 показаны наружная кольцевая проточка 20 в зоне радиального отверстия 2 корпуса 1, упорная втулка 21, ствол пакера 22 (включает наружный элемент, выполняющий функцию кожуха 6) и уплотнительные элементы 23.

Устройство работает следующим образом.

Осуществляют гидравлические операции в скважине, в частности тампонирования колонны, например, обсадной с применением цементировочной пробки. При прохождении через устройство цементировочная пробка (на фиг. 1 условно не показана) срезает полый штифт 3. И внутренняя полость устройства, а следовательно, и колонны скважины, с которой связано устройство, сообщается с кольцевой полостью 7. После окончания цементирования и снятия давления в цементировочной головке дифференциальный поршень 15 под действием заколонного давления, передаваемого через радиальные отверстия 9 гильзы 8 распределительного клапана и кольцевую проточку 10, перемещается вверх, вытесняя масло из надпоршневой полости дифференциального поршня 15 внутрь устройства. Тампонажный раствор из заколонного пространства, отгибая оторочку верхнего перепускного уплотнительного элемента одностороннего действия 11, поступает в подпоршневое пространство 17. При повышении давления в обсадной колонне с помощью продавочной жидкости дифференциальный поршень перемещается вниз и тампонажный раствор через продольные пазы 4, отгибая оторочку нижнего перепускного уплотнительного элемента одностороннего действия 12, по каналу 19 поступает в уплотнительный элемент пакера, расширяя его. При снижении давления в цементировочной головке перепускной уплотнительный элемент одностороннего действия 12, воспринимая избыточное давление со стороны уплотнительного элемента пакера, запирается и не дает возможности тампонажному раствору выйти из уплотнительного элемента пакера. Необходимое расширение уплотнительного элемента пакера обеспечено возможностью закачки в него нескольких порций тампонажного раствора из заколонного пространства.

В условиях высоких температур расширяющийся объем масла в надпоршневом пространстве дифференциального поршня 15 и возрастающее в результате этого давление в нем действует на дифференциальный поршень 15. В результате разрушается штифт 16 и дифференциальный поршень 15 перемещается вниз, увеличивая объем надпоршневого пространства с маслом и обеспечивая тем самым возможность самонастраивания устройства на реальные условия в скважине без разрушения устройства.

Устройство для приведения пакера в рабочее положение, включающее корпус, выполненный с возможностью соединения с колонной труб скважины и имеющий радиальное отверстие, по меньшей мере одно, перекрытое срезным полым штифтом, и продольные пазы на его наружной поверхности ниже радиального отверстия, составной кожух, помещенный снаружи корпуса и образующий с последним кольцевую полость, распределительный клапан, помещенный в кольцевой полости и между торцами составного кожуха, жестко связанный с ним и выполненный в виде гильзы с радиальными отверстиями, внутренней кольцевой проточкой и оппозитно установленных на ее концах перепускных уплотнительных элементов одностороннего действия - верхнего и нижнего, втулку, помещенную в кольцевой полости против распределительного клапана, жестко связанную с корпусом, проставочную втулку, помещенную на верхнем торце втулки, и дифференциальный поршень, связанный с проставочной втулкой срезным штифтом и образующий с корпусом и составным кожухом надпорпшевое пространство с возможностью увеличения его объема в процессе работы устройства, гидравлически связанное с полостью срезного штифта и заполненное маслом, и подпоршневое пространство, одна часть которого имеет возможность гидравлической связи с пространством за составным кожухом, а другая часть имеет возможность гидравлической связи с полостью уплотнительного элемента пакера.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к системам герметизирующего элемента для скважинного инструмента и способу уплотнения ствола скважины. Техническим результатом является улучшение поддержки уплотнительного элемента.

Группа изобретений относится к затрубным барьерам, предназначенным для обеспечения изоляции, скважинным системам и способам разжимания затрубных барьеров. Техническим результатом является исключение вероятности нежелательного утончения разжимной муфты.

Группа изобретений относится к кольцевым перегородкам, системам с использованием кольцевых перегородок, способам размещения и использования кольцевых перегородок.

Изобретение относится к разобщениию отдельных участков ствола скважины. Техническим результатом является обеспечение возможности эффективной работы устройства при высоких рабочих давлении и температуре.

Группа изобретений относится к скважинным закачивающим инструментам, скважинным системам с указанным инструментом и к способам для формования в скважине цементной пробки.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к разработке и эксплуатации нефтяных пластов с зонами различной проницаемости в горизонтальных скважинах.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к разработке пластовых залежей нефти, осложненных вертикальными разломами, вытеснением рабочим агентом.

Изобретение относится к области добычи нефти и газа. Техническим результатом является повышение рабочих давления и температуры.

Группа изобретений относится к уплотнительным устройствам и способам для герметизации зоны нарушения в стволе скважины. Техническим результатом является изоляция участков ствола скважины.

Изобретение относится к оборудованию для проведения работ по изоляции межтрубного пространства скважины. Техническим результатом является повышение надежности установки пакера за счет исключения воздействия на него колонны НКТ.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при доразработке нефтяной залежи преимущественно с повышенной и высокой вязкостью нефти. Технический результат - повышение нефтеотдачи залежи. По способу осуществляют бурение проектного числа нагнетательных и добывающих скважин. Обеспечивают заводнение залежи и извлечение нефти на поверхность с последующим бурением дополнительных добывающих горизонтальных скважин или горизонтальных стволов со старых скважин в область застойных зон нефти. При этом бурение горизонтальных скважин производят в зоны остаточных запасов нефти, которые определяют по данным исследований, после обводнения добываемой продукции ниже предела рентабельной эксплуатации и определения соответствующих нагнетательных скважин - источников обводнения. Бурение дополнительных скважин или стволов производят в направлении ближайших добывающих скважин так, чтобы источник обводнения оставался между дополнительными скважинами или стволами. При этом продуктивная часть дополнительной скважины или ствола должна быть расположена на примерно равном расстоянии от добывающих скважин и занимать 30-70% от этого расстояния. Отбор нефти из дополнительных горизонтальных скважин осуществляют при небольшой депрессии. При обводнении дополнительных горизонтальных скважин длину их продуктивной части изменяют в ходе эксплуатации, изолируя интервалы поступления воды. 1 з.п. ф-лы, 1 пр., 2 ил.

Группа изобретений относится к способам заканчивания скважин. Техническим результатом является повышение надежности работы уплотнительного элемента. Способ заканчивания скважины, согласно которому закрепляют существующее трубное изделие в стволе скважины, образованном стенкой буровой скважины; подают дополнительное трубное изделие, имеющее начальный проходной диаметр, через существующее трубное изделие в положение с таким перекрыванием с существующим трубным изделием, что участок дополнительного трубного изделия проходит за нижний конец существующего трубного изделия; устанавливают, по меньшей мере, одно наружное уплотнение в выемке стенки дополнительного трубного изделия; продлевают, по меньшей мере, одно наружное уплотнение за указанную выемку перед расширением; расширяют существенный отрезок длины трубного изделия в направлении стенки буровой скважины; вводят во взаимодействие уплотнение с окружающим необсаженным стволом скважины для уплотнения с ним. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к пакеру с кабельным вводом. Техническим результатом является повышение надежности и функциональных способностей пакера. Пакер с кабельным вводом, содержащий ствол, установленные на нем герметизатор, уплотнительный узел, кожух, входное отверстие с проходящим через него силовым кабелем, который закреплен герметично в канале между стволом и кожухом по броне посредством герметизирующего состава в виде компаунда, также он дополнительно снабжен, по меньшей мере, одной линией закачки химических реагентов или отвода газа. Пакер выполнен одноствольным. Уплотнительный узел и кожух жестко связаны между собой и эксцентрично установлены на стволе, образуя между собой и стволом канал, в котором размещен герметизатор с отверстием под силовой кабель и включающий корпус с разъемом по оси отверстия под силовой кабель, по меньшей мере два уплотнителя и прижимную шайбу. В корпусе герметизатора размещена линия закачки химических реагентов или отвода газа. Кожух снабжен отверстием для подачи герметизирующего состава в полость между уплотнителями. 2 ил.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано при испытании и ремонте нефтяных и газовых скважин с установкой цементного моста. Технический результат - повышение надежности, безопасности работ, сокращение объема технологических операций и сохранение недр при установке цементного моста. Способ включает спуск в скважину на рабочей колонне устройства, состоящего из башмачного узла, хвостовика и пакер-якоря. Затем осуществляют промывку скважины и последовательное закачивание первой буферной жидкости, тампонажного раствора, второй буферной жидкости и продавочной жидкости. Между тампонажным раствором и второй буферной жидкостью пропускают разделительную пробку. Башмачный узел располагают в нижнем интервале установки цементного моста, а в верхнем интервале установки цементного моста размещают пакер-якорь, состоящий из пакерного узла и якорного узла, зафиксированных срезным штифтом. Пакер-якорь также включает обратный клапан. При прохождении разделительной пробки через пакерный узел разделительная пробка сбивает полый штифт и открывает нагнетательный канал для сообщения гидравлической камеры с внутриколонным пространством. После посадки разделительной пробки в башмачный узел повышением давления приводят в действие якорный узел, в результате чего пакер-якорь фиксируют на обсадной колонне и открепляют от рабочей колонны. Разделительную пробку фиксируют в башмачном узле. Тампонажный раствор размещают в интервале установки цементного моста в кольцевом пространстве между обсадной колонной и хвостовиком, а также выше пакер-якоря из расчета его запаса для замещения объема, высвободившегося после подъема хвостовика с башмачным узлом из интервала установки цементного моста. Вторую буферную жидкость и продавочную жидкость размещают внутри хвостовика и рабочей колонны. Затем производят подъем рабочей колонны с хвостовиком до интервала размещения пакер-якоря. В момент выхода башмачного узла из пакер-якоря обеспечивают закрытие обратного клапана, перекрывающего центральный канал пакер-якоря. После этого с помощью подпружиненных кулачков через башмачный узел рабочей колонной создают осевую нагрузку на верхнюю часть пакер-якоря и производят пакеровку. Последующим повышением давления в рабочей колонне в башмачном узле открывают циркуляционные отверстия и при помощи второй буферной жидкости вымывают избыточный тампонажный раствор из интервала выше установки пакер-якоря. Затем рабочую колонну с хвостовиком и башмачным узлом поднимают на поверхность. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к пакерам с разбухающими материалами. Техническим результатом является создание надежной конструкции, исключающей вероятность ослабевания фиксации и прижатия пакера по истечении времени. Пакер скважинный набухающий содержит цилиндрический полый корпус с установленной снаружи разбухающей манжетой, способной увеличиваться в объеме под воздействием по меньшей мере одной предварительно определенной текучей среды, и одним или двумя якорями, выполненными в виде соединенной с корпусом пакера втулки с пластинами, которые снабжены снаружи насечками и выполнены с возможностью охвата снаружи соответствующих концов манжеты после ее набухания с фиксацией при этом относительно стенок скважины. Между втулкой якоря и торцом манжеты установлен конусный толкатель, выполненный с возможностью продольного перемещения относительно корпуса в сторону втулки при набухании манжеты с расширением пластин до прижатия их к стенкам скважины. Манжета выполнена сборной, состоящей из нескольких частей, между которыми установлены кольцевые упоры, выполненные с возможностью продольного перемещения относительно корпуса при набухании манжеты. В толкателе выполнены отверстия, сообщающие пространство у торца манжеты с внутрискважинным пространством. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к пакерам с разбухающими материалами. Техническим результатом является создание надежной конструкции, исключающей вероятность ослабевания фиксации и прижатия пакера по истечении времени. Пакер скважинный набухающий содержит цилиндрический полый корпус с установленной снаружи разбухающей манжетой, способной увеличиваться в объеме под воздействием по меньшей мере одной предварительной определенной текучей среды, и одним или двумя якорями, выполненными в виде соединенной с корпусом пакера втулки с пластинами, которые снабжены снаружи насечками и выполнены с возможностью охвата снаружи соответствующих концов манжеты после ее набухания с фиксацией при этом относительно стенок скважины. Между втулкой якоря и торцом манжеты установлен конусный толкатель, выполненный с возможностью продольного перемещения относительно корпуса в сторону втулки при набухании манжеты с расширением пластин до прижатия их к стенкам скважины. В толкателе выполнены отверстия, сообщающие пространство у торца манжеты с внутрискважинным пространством. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Группа изобретений относится к системе затрубных барьеров и способу испытания скважины на герметичность под давлением с использованием системы. Техническим результатом является создание улучшенной системы затрубных пакеров, которая может быть испытана на протечку без одновременного нарушения герметичности. Система затрубных барьеров для проверки выполненного с возможностью испытания затрубного барьера, расположенного между первой металлической обсадной колонной или стволом скважины и второй металлической обсадной колонной, при этом вторая металлическая обсадная колонна имеет наружную поверхность. Система затрубных барьеров содержит первый затрубный барьер и второй затрубный барьер. Каждый барьер содержит: трубчатую часть, выполненную из металла и вытянутую в продольном направлении для установки в качестве части второй металлической обсадной колонны, разжимную металлическую муфту, окружающую трубчатую часть и соединенную с ней, и образующую пространство затрубного барьера, и первый проход для текучей среды в трубчатой части для впуска текучей среды в пространство затрубного барьера для разжимания муфты. Система затрубных барьеров дополнительно содержит датчик, расположенный в соединении с трубчатой частью, при этом, когда разжимные муфты разжаты с примыканием к первой металлической обсадной колонне или стволу скважины, между затрубными барьерами образовано первое кольцевое пространство, и датчик (9) расположен для определения состояния кольцевого пространства с целью испытания изоляционной способности по меньшей мере одного из затрубных барьеров. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 12 ил.

Группа изобретений относится к затрубным барьерам, скважинной системе, содержащей множество затрубных барьеров, способу разжимания затрубного барьера. Техническим результатом является повышение надежности работы затрубного барьера путем создания регулируемого давления в разжимной муфте. Затрубный барьер выполнен с возможностью разжимания в затрубном пространстве между скважинной трубной конструкцией и внутренней стенкой ствола скважины и содержит: трубную часть для установки в качестве части скважинной трубной конструкции, причем упомянутая трубная часть имеет продольную ось, разжимную муфту, окружающую трубную часть и имеющую наружную поверхность, причем каждый конец разжимной муфты прикреплен к трубной части посредством соединительной части, при этом одна из соединительных частей представляет собой скользящую соединительную часть, выполненную с возможностью скольжения относительно трубной части, когда разжимная муфта разжата, полость затрубного барьера между трубной частью и разжимной муфтой, отверстие в трубной части для подачи текучей среды в полость затрубного барьера для разжимания муфты и активируемый запорный клапан, имеющий открытое и закрытое положения и расположенный в данном отверстии, причем затрубный барьер дополнительно содержит устройство детектирования для детектирования ситуации, когда разжимная муфта разжата в положение контакта, при этом устройство детектирования выполнено с возможностью подачи сигнала для активации запорного клапана для перевода запорного клапана из открытого положения в закрытое положение при детектировании нахождения разжимной муфты в положении контакта. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 7 ил.

Группа изобретений относится к заканчиванию скважины. Технический результат – повышение эффективности заканчивания за счет его упрощения и сокращения сроков. Снаряд для заканчивания предназначен для опускания в скважину с использованием устьевого оборудования или противовыбросового превентора и содержит обсадную колонну, имеющую первый конец, буровую трубу, имеющую первый конец и второй конец, проходящую через устьевое оборудование или противовыбросовый превентор и соединенную с возможностью отсоединения первым концом с обсадной колонной и удерживающую обсадную колонну при опускании обсадной колонны в скважину. При этом упомянутая обсадная колонна содержит группу трубчатых секций. По меньшей мере две секции представляют собой секции затрубного барьера. Каждая секция содержит, по меньшей мере, один затрубный барьер. Затрубные барьеры расположены на заданном расстоянии друг от друга. Каждый затрубный барьер содержит разжимную муфту, окружающую трубную часть. Разжимная муфта соединена с трубной частью. Трубная часть образует часть обсадной колонны и имеет отверстие для входа флюида под давлением с тем, чтобы расширить муфту, и второй конец, который закрыт. При этом снаряд для заканчивания скважины дополнительно содержит устройство для создания давления, соединенное посредством флюида со вторым концом буровой трубы для создания давления флюида внутри буровой трубы и внутри обсадной колонны, которое выше, чем давление пластового флюида, и служит для расширения разжимной муфты по меньшей мере двух секций затрубного барьера. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 17 ил.

Группа изобретений относится к способу уплотнения скважинного инструмента, скважинному инструменту, системе уплотнения скважинного инструмента. Техническим результатом является улучшение работы при высоких давлении и температуре. Способ уплотнения скважинного инструмента содержит установку по меньшей мере одного уплотнения, содержащего упругий материал, в скважинный инструмент, при этом в результате установки уплотнение будет радиально сжато; размещение по меньшей мере одной пружины, внешней по отношению к уплотнению, выполненной с возможностью приложения к уплотнению сжимающего усилия; размещение резьбового кольца, выполненного с возможностью сжатия пружины с обеспечением увеличения указанного сжимающего усилия пружины. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх