Устройство для перекрытия ствола скважины

 

О П И С А Н И Е ()926241

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советснмк

Соцмалмстмческмн

Республик (6I ) Дополнительное K авт. свнд-ву (22) Заявлено 24.06.80 (23) 2944064/22-03 с присоединением заявки М (51)М. Кл.

Е 21 В 34/08

Государственный квмнтет (23)Прнорнтет яе делам наебретеннй н открытнй

Опубликовано 07.05.82. бюллетень М 17

Дата опубликования описания 09.05.82 (53) >ВК 622.276. .51 (088.8) 172) Автор изобретения

И. Г. Хангильдин т

Башкирский государственный научно-исследо тельский и проейтны институт нефтяной промышленнтктв (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕКРЫТИЯ СТВОЛА СКВАЖИНЫ

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к клапанным устройствам для перекрытия ствола фонтанирующих скважин при ремонте их без глушения, и может быть использовано как в нефтедобывающей промышленности, так и в других отраслях народного хозяйства, связанных с подъемом жидкости из фонтанирующих скважин механизированным способом.

Известно глубинное устройство для перекрытия ствола скважины перед подземным ремонтом с подпружиненным поршнем !1) °

Недостатком этого устройства является наличие в его конструкция пружины, которая изменяет свою характеристику в агрессивноя среде, которой является продукция скважины. Присутствие сернистых и сероводородных соединений в продукции скважины выводит пружину иэ строя еше до проведения большинства подземных ремонтов и приводит в негодность эти устройства. Кроме того, сушественным недостатком устройства является то, что при его работе усилие пружины растет по мере открытия боковых окон, сообщающих надпакерную зону с забоем скважины. При этом затрачивается дополнительно энергия пласта на преодоление растущего усилия пружины, которое вызывает гидравлические потери.

Известно устройство для перекрытия

10 ствола скважины, включающее соединенный с пакером цилиндрический корпус и расположенный в нем подвижный в осевом направлении плунжерный затвор с грузом и тарельчатым клапаном, в цент15 ральном канале которого размещен калиброванный шток (2).

Недостатком известного устройства является наличие груза, заданный вес которого необходим для отсечения плас20 та и срабатывания плунжерного затвора..

Вес груза отрицательно влияет на работу скважины, снижая ее производительность, так как затрачивается энергия

9262

3 пласта для удержания груза в потоке жидкости во взвешенном состоянии.

Белью изобретения является увеличение производительности скважины и умень шение противодавления на эксплуатационный пласт.

Указанная цель достигается тем, что в качестве груза используется постоянный магнит.

На фиг. 1 изображено устройство при 10 неработающей скважине, общий вид; на фиг. 2 — общая схема компоновки устройства при работающей скважине.

Устройство для перекрытия ствола скважины имеет соединенный с пакером 35

1 цилиндрический корпус 2 и расположенные в его полости подвижный в осевом направлении плунжерный затвор 3 с тарельчатым клапаном, в центральном канале которого размещен калиброванный рр шток 4. Во внутренней полости"затвора над калиброванным штоком смонтирован постоянный магнит 5. Все детали могут быть изготовлены из немагнитного материала, за исключением той части плунжер-25 ного затвора, которая предусматривает взаимодействие с постоянным магнитом, т.е. верхняя часть тарельчатого клапана, имеющая канал для калиброванного штока.

Устройство работает следующим обра- ЗО зом.

Пакер с устройством на насосных трубах спускают до верхних дыр перфорации в обсадной колонне и оставляют.

Затем глубинный насос подвешивают на заданной глубине. Устройство для перекрытия скважины при этом находится в свободном положении (фиг. 1). Постоянный магнит 5 с максимальной силой взаимодействует с верхней частью та- 4О рельчатого клапана, которая является составной частью плунжерного затвора 3.

При этом окно плунжерного затвора будет перекрыто, а тарельчатый клапан под силой собственного веса и веса плунжерногф затвора с магнитом окажется в нижнем положении, при котором надпакерная зона будет сообщена с забоем скважины.

После пуска глубинного насоса в работу, давление в надпакерной зоне будет уменьшаться из-за понижения уровня жидкости в скважине. В результате снижения противодавления эксплуатируемый пласт скважины начнет работать, т.е. подавать жидкость в надпакерную зону через открытый тарельчатый клапан. Снижение уровня приведет к еше большему расходу и посадке тарельчато41 4 го клапана на свое седло, т.е. к перекрьггию ствола скважины, так как сила полного напора потока через устройство для перекрытия, дейстЬуюшего на тарельчатый клапан, превысит его собственный вес и вес плунжерного затвора с магнитом.

Дальнейшее снижение уровня приведет к увеличению перепада давлений между забоем скважины и надпакерной зоной.

При достижении определенного перепада давлений, превышающего давление фонтанирования, сила взаимодействия постоянного магнита с верхней частью тарельчатого клапана будет преодолеваться за счет действия давления иа поперечное сечение калиброванного штока, который, в свою очередь, выполняя дополнительно функции толкателя, откроет боковые окна плунжерного затвора и поток жидкости, благодаря скоростному напору, буд т удерживать плунжерный затвор во взвешенном состоянии. Сила взаимодействия постоянного магнита с верхней частью тарельчатого клапана .при открытых боковых окнах будет сведена до минимума и, тем самым, сэкономлена энергия пласта, .что положительно отразится на производительности скважины. При выходе из строя насоса сила потока от давления фонтанирования будет удерживать плунжерный затвор с открытыми боковыми окнами во взвешенном состоянии. При этом отбор жидкости из скважины не будет прерван. Относительно малый вес затвора с постоянным магнитом, по сравнению с известным устройством, позволит эксплуатировать простаивающую в ожидании подземного ремонта, скважину при меньших давлениях фонтанирования.

Для остановки фонтанирования необходимо прервать поток жидкости с помощью устьевой задвижки. Прекращение отбора приведет к открытию тарельчатого клапана под действием собственного веса и закрытию боковых окон плунжерного затвора за счет силы взаимодействия постоянного магнита с верхней частью тарельчатого клапана. Калиброванный шток при этом займет исходное положение, а нижнее положение тарельчатого клапана относительно своего седла обеспечит гидравлическую связь забоя скважины с надпакерной зоной. Открытие задвижки позволит возобновить поток жидкости в надпакерную зону, но под ° действием этого потока тарельчатый

026241

4, клапан сядет на свое седло и надежно разобщит надпакерную зону от забоя скважины, т.е. прекратит фонтанирование, Величина заданной силы взаимодей, ствия постоянного магнита с верхней частью тарельчатого клапана и заданное сечение калиброванног штока рассчитаны на перепад давлений, превышающий давление фонтанирования. Это предотвращает воэможность открытия боковых окон 1й

\ и самопроизвольного фонтанирования. Для каждой конкретной скважины может быть использован сменный калиброванный шток расчетного сечения или же отрегулирована величина силы взаимодействия постоянного магнита с верхней частью тарельчатого клапана путем изменения зазора между ними при помощи специальных шайб-прокладок из немагнитного материала или при помоши других присно-20 соблений.

Использование постоянного магнита позволяет снизить габариты устройства за счет. уменьшения веса затвора. Умень- 2$ шение веса затвора способствует снижению потерь энергии пласта, необходимой для удержания затвора во взвешенном состоянии, а снижение потерь повышает производительность скважины. формула изобретения

Устройство для перекрытия ствола скважины, включающее соединенный с пакером цилиндрический корпус и расположенный в нем подвижный в осевом направлении плунжерный зазор с грузом и тарельчатым клапаном, в центральном канале которого размещен калиброванный шток, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения производительности скважины и уменьшения противодавления на эксплуатируемый пласт, в качестве груза используется постоянный магнит.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 184207, кл. Е 21 В 33/12, 1966.

2. Глубинный отсекатель для производства подземного ремонта скважин без глушения. Рекламный проспект

Башнипинефть, ПО 2117, 1978 (прототип).

926241

Составитель Г. Булатов

Редактор О. Половка Техред А.Бабинец Корректор А. Дзятко

Заказ 202 1/2 1 Тираж 624 Подписное

И НИ И П И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4