УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАКАНЧИВАНИЯ СКВАЖИНЫ Российский патент 1997 года по МПК E21B43/11 

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для заканчивания нефтяных и газовых скважин.

Известно устройство для заканчивания скважины (см. книгу Кочешкова А.А. и др. "Опыт заканчивания скважин в США", М. Гостоптехиздат, 1962 г. с.65-67, или патент США N 3382926, кл.166- 100, опубл. 1967 г.) содержащее корпус с отверстиями, с размещенными в них втулками, в которых в свою очередь размещены телескопические выдвижные патрубки, внутренний из которых снабжен клапаном и кислото-растворимыми пробками.

Недостатком данного устройства является сложность конструкции (наличие нескольких магниевых пробок, клапана и двух выдвижных патрубков) и ненадежность в работе.

Известно также устройство для заканчивания скважины, содержащее полый корпус с упором, выдвижной патрубок, концентрично размещенный в полости корпуса, внутренний торец которого перекрыт пробкой из кислоторазрушаемого материала, и элемент связи корпуса с трубой обсадной колонны (см. а.с. N 1596084, E 21 B 43/11).

Описанное устройство по технической сущности более близко к предлагаемому и может быть принято в качестве прототипа. Его недостатки как и у аналога
сложность конструкции и изготовления (наличие двух патрубков выдвигающихся телескопически, двух кислоторастворимых фильтрационных перегородок). Изготовление фильтрационных перегородок, не пропускающих частицы цемента из тампонажного раствора, является весьма трудоемким процессом. Кроме того, цементный камень, образованный между наружной кислоторастворимой фильтрационной перегородкой и стенкой скважины создает трудности вскрытия продуктивного пласта и вызова притока из него.

Целью настоящего изобретения является упрощение конструкции устройства, увеличение охвата пласта вскрытием. Другой целью изобретения является облегчение процесса вскрытия и вызова притока за счет исключения образования цементного камня между наружным торцом выдвижного патрубка и стенкой продуктивного пласта.

Поставленная цель достигается описываемым устройством, содержащим полый корпус с упором, выдвижной патрубок, концентрично размещенный в полости корпуса, внутренний торец которого перекрыт пробкой из кислоторазрушаемого материала, и элемент связи с трубой обсадной колонны.

Новым является то, что корпус с противоположной стороны от упора снабжен срезаемой крышкой, а пробка из кислоторазрушаемого материала выполнена с головкой с диаметром большим, чем диаметр выдвижного патрубка для взаимодействия с упором корпуса, при этом полость патрубка заполнена вязко-пластичным веществом.

Другим отличием устройства является также то, что выдвижной патрубок выполнен из кислоторазрушаемого материала.

Представленные рисунки поясняют суть изобретения, где на фиг.1 изображено предлагаемое устройство в транспортном положении, вмонтированное в радиальном отверстии трубы обсадной колонны, в продольном разрезе;
на фиг. 2 то же, что на фиг.1, после механического разрушения срезной крышки корпуса в завершающей стадии цементирования обсадной колонны, в разрезе;
на фиг.3 то же, что на фиг.2, после разрушения кислоторазрушаемой пробки и вскрытия продуктивного пласта;
на фиг.4 то же, что на фиг.3, после разрушения выдвижного патрубка кислотой;
на фиг. 5 общий вид обсадной трубы, с вмонтированными в радиальных ее отверстиях предлагаемого устройства, выдвижные патрубки которых связаны между собой кислоторазрушаемой лентой, один из вариантов размещения устройства на трубе обсадной колонны.

Устройство для заканчивания скважин содержит полый корпус 1, выполненный в виде втулки, с упором 2. Корпус с противоположной стороны от упора снабжен срезаемой крышкой 3. В полости корпуса размещен выдвижной патрубок 4, внутренний торец которого перекрыт пробкой 5 из кислоторазрушаемого материала, выполненной головкой 6 роликовидной формы с конической поверхностью 7 под седло 8 упора 2 и другой конической поверхностью 9, направленной в сторону крышки 3 для взаимодействия с режущим элементом продавочной пробки (режущий элемент с продавочной пробкой на фиг. не изображены) и утапливать головку 6 пробки 5 вовнутрь корпуса. Головка 6 пробки 5 выполнена с диаметром большим, чем диаметр выдвижного патрубка 4 для взаимодействия своей конической поверхностью 7 с седлом 8 упора 2 и тем самым фиксации в нем. Полость выдвижного патрубка 4 заполнена вязкопластичным веществом 10, например, солидолом, пластилином или гудроном, во избежание попадания туда цементного раствора и образования в ней цементного камня. Элемент 11 связи корпуса 1 с трубой 12 обсадной колонны выполнен в виде пластинчатой обоймы с отверстием под диаметр корпуса 1. Для улучшения обработки продуктивного пласта 13 и охвата его вскрытием выдвижные патрубки 4 связывают кислоторазрушаемой лентой 14.

Такое выполнение конструкции устройства позволяет одним выдвижным патрубком 4, расположенным внутри корпуса, обеспечить надежную связь полости обсадной колонны с поверхностью материнской породы продуктивного пласта 13, упростить его конструкцию, облегчить технологию вскрытия и вызова притока продукции пласта. Подобрав соответствующую толщину пластинчатой обоймы, плюс с учетом глубины крышки и толщины стенки трубы обсадной колонны можно рассчитать оптимальную длину выдвижного патрубка.

Устройство работает следующим образом. Его собирают как указано на фиг. 1, расположив в отверстиях трубы 12 обсадной колонны, выполненных по винтовой линии с определенным шагом, как это изображено на фиг.4 или в шахматном порядке. После определения месторасположения продуктивного пласта трубу 12 с вмонтированными устройствами и на центраторах 15 и 16 опускают в скважину в составе обсадной колонны и устанавливают напротив продуктивного пласта 13.

Далее обсадную колонну цементируют по обычной технологии с использованием цементировочных агрегатов (цементировочные агрегаты на фиг. не изображены). При закачке цементного раствора загрязнение полости корпуса 1 устройства цементным раствором не происходит, поскольку со стороны внутренней полости обсадной колонны ее защищает срезаемая крышка 3, а со стороны затрубного пространства из-за наличия воздушной пробки, находящейся в зазоре между корпусом 1 и выдвижным патрубком 4. Наличие в полости выдвижного патрубка 4 вязкопластичного вещества 10 предотвращает попадание туда цементного раствора и, следовательно, образование там цементного камня.

В завершающей стадии цементирования цементный раствор продавливают продавочной пробкой, снабженной кольцевым резаком (продавочная пробка с резаком на фиг. не изображены). Продавочная пробка, достигая месторасположения устройства, своим резаком срезает крышки 3 устройства, последовательно одну на другой.

При этом резак, наступая на коническую поверхность 9 головки 6 пробки 5 из кислоторазрушаемого материала, частично утапливает ее вовнутрь корпуса, и далее она, воспринимая давление продавочной жидкости, приходит в движение и перемещает выдвижной патрубок 4 до упора его заостренного торца о стенки ствола скважины (см. фиг. 2). При упоре торца патрубка 4 о породу стенки скважины происходит посадка головки 6 своей поверхностью 7 на седло 8 упора 2 корпуса 1 и ее фиксирование. Поскольку давление внутри колонны превышает давление в заколонном пространстве, фиксирование головки пробки другими средствами нет необходимости. Кроме того, как известно, давление в затрубном пространстве после завершения закачки цементного раствора в течение 40 минут снижается до гидростатического. Таким образом, при поддержании в течение этого времени внутритрубном пространстве давления, превышающего затрубное, исключает опасность перемещения патрубка обратно вовнутрь корпуса 1. Далее, после срезки всех крышек 3 устройства и посадки продавочной пробки в стоп-кольцо (продавочная пробка и стоп-кольцо на фиг. не изображены), скважину оставляют на ожидание затвердевания цемента. После твердения последнего в полость колонны закачивают раствор соляной кислоты, который вступив в реакцию с магниевой пробкой 5, разрушает ее, в результате которого происходит сообщение продуктивного пласта 13 с полостью трубы 12 обсадной колонны скважины (см. фиг.3). Затем производят обработку продуктивного пласта с тем же имеющимся уже в скважине раствором соляной кислоты, при котором также разрушается кислоторастворимая лента 14 и выдвижной патрубок 4, в случае изготовления его кислоторазрушаемым, образуя пустоты 17 (см. фиг.3 и 4). Далее производят вызов притока продукции пласта, после чего скважину сдают в эксплуатацию.

Предлагаемое устройство значительно проще по конструкции, при использовании его отпадает необходимость наличия двух телескопически выдвигаемых патрубков, перфорированных перегородок (к тому же они сложны в изготовлении), срезных штифтов и фиксаторов, что повышает его работоспособность и надежность. Исключение образования цементной пробки напротив патрубков облегчает вскрытие пласта, следовательно, позволяет ускорить обработку кислотным раствором продуктивного пласта и вызов притока. Наличие в устройстве кислоторазрушаемой ленты, связывающей их патрубки, позволит повысить эффективность обработки пласта и охвата последнего вскрытием.

Использование: в горной промышленности при заканчивании нефтяных и газовых скважин. Обеспечивает упрощение конструкции устройства, увеличение охвата пласта вскрытием с облегчением процесса вскрытия. Сущность изобретения: устройство содержит полый корпус с упором. В полости корпуса концентрично установлен выдвижной патрубок. Его внутренний торец перекрыт пробкой из кислоторазрушаемого материала. Корпус с противоположной стороны от упора снабжен срезаемой крышкой. Пробка из кислоторазрушаемого материала выполнена с головкой. Она имеет диаметр, больший чем диаметр выдвижного патрубка при взаимодействии с упором корпуса. Полость патрубка заполнена вязкопластичным веществом. 1 з.п.ф-лы, 5 ил.

1. Устройство для заканчивания скважины, содержащее полый корпус с упором, выдвижной патрубок, концентрично размещенный в полости корпуса, внутренний торец которого перекрыт пробкой из кислоторазрушаемого материала, и элемент связи корпуса с трубой обсадной колонны, отличающееся тем, что корпус с противоположной стороны от упора снабжен срезаемой крышкой, а пробка из кислоторазрушаемого материала выполнена с головкой с диаметром, большим, чем диаметр выдвижного патрубка, для взаимодействия с упором корпуса, при этом полость патрубка заполнена вязкопластичным веществом. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выдвижной патрубок выполнен из кислоторазрушаемого материала.