Устройство для перекрытия ствола скважины

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз - Советскик

Социалистическик

Реслублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 17.09. 80 (21) 2987357/22-03

f$g) + gg 3 с присоединением заявки М

Е 21 В 34/06

Государственный комитет

СССР. по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликоваио23. 10. 82,Бюллетень М 3 g

ДЗ) УДК 622.245.

° 7- (088. Е

Дата опубликования описания 23.1082

И,II.Ãåðöåí, С.С.Репин, П.C.Âàðëàìoâ, Г.A.Èñà в, А.И.Швыдко и Ю.А.Оксимец

Г ! Й (72) Авторы изобретения

Северо-К вказский государственный нау но-иссл до ате„ЬЫж: .-. и проектный институт нефтяной промышленнос (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕКРЫТИЯ СТВОЛА СКВАЖИНЫ

Изобретение относится к устройствам, применяемьвл s нефтяной промышленности для временного перекрытия ствола скважины при проведении операций по освоению, испытанию и исследованию скважины.

Известно устройство для перекрытия ствола скважины,. включающее .запорный механизм н уплотнительный элемент, перекрывающий устье скважины перемещением колонны насоснокомпрессОрных труб в случае проявления скважины (1).

Однако устройство не дает воэможности избежать глушения скважины.

Известно также устройство для перекрытия ствола скважины, содержащее корпус с радиальными канала.ми, уплотнительный элемент и занорный механизм, в канале которого установлен обратный клапан (21.

ДЛя обеспечения работоспособности этого устройства необходмо, чтобы предварительно было эагерме.тизировано пакером затрубное прост.ранство. Это условие на обеспечивает возможность. проведения при установленном устройстве технологических операций по испытанию и освоеjsKio скважин (компрессование, замена буровой жидкости, обработка скважин

И Т.Д.).

Кроме того, устройство перекрывает центральный канал колонны насосно-компрессорных труб, что не позволяет пропускать через них приборы для исследования скважин. целью изобретения является обеспечение возможности перекрытия ствола скважины при проведении технологических операций по освоению, испытанию и исследованию скважины.

Поставленная цель достигается тем, что в корпусе над пакером установлена подвижная подпружиненная втулка с радиальными каналами, перекрывающая каналы корпуса, с седлом под запорный механизм, в осевом канале которого установлен съемный сердечник, уплотнительный элемент установлен в жестко связанном с корпусом кожухе, причем полость над уплотнительным элементом связана через радиальный канал корпуса, подпружиненной втулки и обратный клапан запорного механизма с полостью над запорным механизмом.

На фиг. 1 показано устройство с закрыться перепускным клапаном беэ г

968337

: установленного в не.л запорного механизма, общий вищ на фиг. 2 устройство с установленным в нем запорным механизмом, общий вид на фиг . 3 — устройство в загерметизированном положении, общий вид; на фиг. 4 - устройство с раэгерметизированным затрубным пространством, общий вид.

Устройство состоит из двух сис-: тем: уплотнительного элемента 1, устанавливаемого в верхней части колонны насосно-компрессорных труб, и съемного запорного механизма 2.

Уплотнительный элемент установлен на корпусе, состоящем из жестко соединенных между собой верхнего штока 3 и нижнего штока 4, имеющих центральный канал А, причем в нижней части штока 3 центральный канал A имеет цилиндрическую проточку Б с радиальным каналом В, в которой размещена подпружиненная перепускная втулка 5 с радиальными каналами Г.

Со штоками 3 и 4 телескопически связан кожух 6, образующий с ними две камеры: Д вЂ” связанную отверстиями В и Г с центральным каналом А, и

Š— связанную отверстиями Ж с кольцевым пространством, внутри которой размещен концентрично поршень 7, жестко связанный с головкой резиноsoro элемента 8 пакера. На нижней части штока 4 размещен якорь, выполненный в виде опорного клина 9, в центральном канале которого выполнены две уплотняемые цилиндрические поверхности 3 и И, образующие с уступом К штока 4 герметичную камеру

Л нижкого давления, заполненную воздухом. На опорном клине размещены плашки 10, удерживаемые в нижнем положении пружиной 11. С цилиндром

6 жестко связан кожух 12 для предотвращения нарушения резинового элемента пакера при контакте с нефтью или

r àçoM.

Съемный запорный механизм 2 состоит из корпуса 13 с боковым отверстием И и фигурным пазом Н, соединяемого при помощи ходовой резьбы со штоком 3, и съемного обратного клапана, размещенного в центральном канале корпуса 13 и выполненного в виде подпружиненного подвижного седла

14, в котором концентрично размещен съемный сердечник 15, ввинченный в корпус 13 на левой резьбе, имеющий в верхней части правую резьбу для подсоединения специального ключа.

Для установки съемного запорного механизма служит штанга 16, а для съема сердечника 15 служит ключ 17.

Устье скважины для работы оборудуют стандартной фонтанной арматурой 18 и лубрикатором.

Устройство работает следующим образом..Перед началом работ по испытанию и освоению скважины в верхней части колонны насоснокомпрессорных труб устанавливают устройство без съемного запорного механизма таким образом,. чтобы оно оказалось ниже уровня земли .

В результате этого центральный канал устройства обеспечивает пропуск ис- . следовательских проборов и проведение всех технологических операций

10 по обычной схеме. Внутренняя полость устройства герметично изолирована от затрубного пространства подвижной втулкой 5, так как ее уплотнение .раэобщают отверстия В штока 3 °

При необходимости временного ,перекрытия в верхнюю часть затрубного пространства скважины и полость труб (100-150 м) закачивают буровой раствор, на устье скважины устанавливают лубрикатор, через который см

|вводят в полость арматуры над цент ральной задвижкой штангу 16 со съемным запорным механизмом. Открывают центральную задвижку арматуры

18 и устанавливают клапан в полости цилиндрической приточки Б штока 3, для чего вращением штанги 16 вводят в винтовое зацепление корпус 13 клапана 2 со штоком 3 и этим же вращением перемещают запорный клапан 2, втулку 5, сжимая пружину до совмещения отверстий М, В и Г. При этом наружный буртик корпуса 13 упрется во внутренний бурт втулки 5, а втулка 5 — в стакан 19. После этого вы35 водят из зацепления с фигурным пазом Н корпуса 13 штангу 16 и перемещают ее в положение над центральной задвижкой арматуры 18. Через отвод лубрикатора повышают давление

4О в полости центрального канала над съемным клапаном, в результате чего отжимается подпружиненное седло

14 и через его отверстие О повышенное давление передается в камеру

45 Е над поршнем 7. Под действиел перепада давления поршень 7 перемещает резиновый элемент пакера 8, вытесняя его из оболочки 12 до упора нижнего торца в опорный клин 9, перемещая при этом его вниз и раздвигая плашки 10 до упора их в эксплуатационную колонну. Под действием избыточной нагрузки пакер расширяется и герметично перекрывает затрубное пространство скважины. При достижении заданного давления снижают давление над:обратным клапаном, под действием пружины и повышенного давления в камере Д седло 14 поднимается и предотвращает переток

ОО жидкости из камеры.в центральный канал над обратным клапано;л. Таким образом, загерметизировано и затрубное пространство и полость труб. Снимают лубрикатор и производят демон65 таж бурового оборудования. При воз-, 968337 можном механическом. нарушении арматуры и насоснокомпрессорных труб выше уровня земли при работах по демонтажу (за счет падения оборудования, случайных зацепов при перетаскивании) устройство предотвращает поступление жидкости из скважины и падение колонны насоснокомпрессорных труб.

При необходимости введения скважины в работу после окончания демонтажа бурового оборудования устанав.ливают лубрикатор, спускают штангу .16 с ключом 17, навинчивают его на верхнюю резьбу сердечника 15 и вращением вправо вывинчивают сер дечник 14 из корпуса 13 и извлекают его. В результате этого нарушается герметичность обратного клапана, давление в камерах д и Б снижается до атмосферного (приблизительно).

Под действием избыточного давления под пакером резиновый элемент 8 вместе с поршнем 7 перемещается вверх, входя во внутрь оболочки 12, Опорный клин якоря 9 также перемещается вверх благодаря тому, что его верхняя уплотняемая .поверхность меньше, чем нижняя. Сила, перемещающая клин вверх, пропорциональна давлению в затрубном пространстве и разности уплотняемых площадей. В результате этого плашки 10 под действием пружины 11 отжжмаются от стенки обсадной колонны и возвращаются. в исходное положение. Затем на штанге 16 меняют ключ и вывинчивают корпус запорного клапана, поднжлают штангу над центральной задвижкой арматуры 18, закрывают ее, снимают лубрикатор со штангой 16 и корпусом запорного клапана . Монтируют верхнюю часть арматуры, после чего открывают задвижки арматуры на трубном или затрубном пространстве и пускают скважину в работу.

Эффект от применения предлагаемого устройства достигается за счет сокращения сроков испытания скважин, отказа от необходимости затрат времени на задавку.и повторную обработку пласта и повторный вызов притока и исключения затрат материальных средств на повторную обработку пласта .

fO Формула изобретения

1. Устройство для перекрытия ствола скважины, содержащее корпус с радиальныл каналом, уплотнительный элемент и запорный механизм, в канале которого установлен обратный клапан, о т л и;ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения возможности перекрытия ствола скважины при проведении техно-. логических операций по освоению, испытанию и исследованию скважины, в корпусе над пакером установлена подвижная подпружиненная втулка с радиальными каналами, перекрывающая каналы корпуса, с седлом под запорный механизм, в осевом канале которого установлен съемный сердечник..

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что уплотнительный элемент установлен в жестко связанном с корпусом кожухе, причем по-. лость над уплотнительныл элементом связана через радиальный канал корпуса, подпружиненной втулки и обратный клапан запорного механизма с подостью над запорным механизмом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;

1. Авторское свидетельство СССР

40 По заявке Р 2763138; кл.E 21 В 34/06, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 667668, кл E 21 В 34/06, 1978 (прототип ).