ТАМПОНАЖНАЯ ЖЕЛОНКА Российский патент 2003 года по МПК E21B27/02 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для установки разделительных мостов, для изоляции продуктивных горизонтов и участков ствола скважины друг от друга.

Известен тампонажный снаряд для установки разделительных мостов, включающий корпус, уплотнительный элемент, тягу и срезной штифт, приводимый в действие взрывпатроном с электрическим детонатором (1).

Недостаток устройства в его повышенной взрывоопасности. Для проведения работ с этим снарядом необходимо иметь специально обученный персонал с допуском к взрывным работам. Из практики известно, что возможности взрыва непредсказуемы, т.е. результатом его может быть загубленная скважина.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой является желонка для установки разделительных мостов в скважине, включающая корпус, тяговый элемент и узлы: емкостной, состоящий из труб, уплотнительный - из манжеты и коническо-цилиндрической пробки и фиксирующий - из шлипсов и конусных клиньев, срезной и уплотнительный элементы (2).

Существенными недостатками устройства являются:
- сложность конструкции, обусловленная тем, что тяговый элемент (шток и стержень) находятся внутри устройства, занимая полезный объем;
- отсутствие гарантии его установки в расчетном месте скважины из-за несрабатывания фиксирующего узла (шлипсы, клинья);
- малые перепады давления, выдерживаемые устройством, обусловленные недостаточно надежной пакеровкой.

Задачей изобретения является создание устройства более простой конструкции, выдерживающего более высокие перепады давления и обеспечивающего полную гарантию установки его в скважине в заданном интервале.

Указанная задача решается предлагаемой тампонажной желонкой, включающей корпус, тяговый элемент и узлы: емкостной, состоящий из труб, уплотнительный - из манжеты и коническо-цилиндрической пробки и фиксирующий - из шлипсов и конусных клиньев, срезной и уплотнительный элементы.

Новым является то, что она снабжена пружинными центраторами, установленными на корпусе с возможностью продольного перемещения, и толкателем, через который они взаимодействуют со шлипсами и конусными клиньями; корпус выполнен с наружным кольцевым выступом, а толкатель - с цилиндрической выборкой под упомянутый выступ с уступом в верхней части, а коническо-цилиндрическая пробка соединена с корпусом срезным элементом.

Новым также является то, что в качестве тягового элемента используют корпус устройства.

На чертеже изображено предлагаемое устройство в продольном разрезе.

Оно состоит из корпуса 1, который через переводник 2 соединен с емкостным узлом 3, состоящим из насосно-компрессорных труб диаметром 102 мм, который, в свою очередь, через муфту 4 связан с переводником 5. Последний через заглушку 6 соединяется с канатом 7. Нижним концом корпус 1 соединен срезным элементом 8 с конусно-цилиндрической пробкой 9. На корпусе установлены: манжета 10 из эластичного материала, упирающаяся в конусные клинья 11, шлипсы 12 со вставками из твердого сплава, контактирующие с толкателем 13, имеющим внутреннюю цилиндрическую выборку 14 и уступ 15, взаимодействующим с пружинными центраторами 16, установленными на корпусе с возможностью продольного перемещения. Корпус имеет на наружной поверхности кольцевой выступ 17, а шлипсы снабжены упругим резиновым кольцом 18. Пробка 9 уплотнена относительно корпуса 1 кольцом 19. Переводник 5 выполнен с окнами 20.

Работает желонка следующим образом.

Ее на устье через переводник 5 заполняют расчетным объемом тампонирующей смеси и на канате спускают в скважину. За счет сил трения пружинные центраторы 16 находятся в верхнем положении, что дает свободу движению шлипсам 12. Последние при спуске находятся в верхнем углубленном положении за счет упругости резинового кольца 18 и не препятствуют передвижению желонки вниз. После спуска желонки в заданный интервал канат медленно поднимают вверх. При этом поднимаются вверх также емкостной узел 3, корпус 1 и коническо-цилиндрическая пробка 9, а пружинные центраторы 16 благодаря силам трения остаются на месте. Манжета 10 воздействует на конусные клинья 11, приподнимает их, благодаря чему шлипсы 12 расходятся в радиальном направлении и упираются в обсадную колонну (не показана) и надежно фиксируют желонку. При дальнейшем подъеме корпуса пробка 9 входит своей конусной частью в манжету 10 и прижимает ее к обсадной колонне. Пробка 9 двигается до тех пор, пока не упрется в конусные клинья 11, после чего происходит разрушение срезного элемента 8 и освобождение корпуса желонки от пробки 9 и фиксирующего узла. При дальнейшем подъеме происходит опорожнение корпуса и емкостного узла от тампонирующей смеси. В скважине остаются фиксирующий и уплотнительный узлы, детали которых выполнены из легкоразбуриваемых материалов (чугуна, резины).

Предлагаемое устройство позволяет:
- с высокой точностью и надежно устанавливать его в необходимом интервале скважины;
- обеспечить надежную пакеровку, способную выдержать высокие перепады давления;
- упростить конструкцию и расширить функциональные возможности (например, использовать для разобщения ствола без тампонажной смеси).

Использованная информация
1. Аналог. А.С. СССР 1803537, МКИ 6 Е 21 В 33/132, 1991.

2. Прототип. Патент РФ 2137898, МКИ 6 Е 21 В 27/02, 1999.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для установки разделительных мостов, для изоляции продуктивных горизонтов и участков ствола скважины друг от друга. Обеспечивает выдерживание тампонажной желонкой более высоких перепадов давления и полную гарантию установки ее в скважине в заданном интервале. Сущность изобретения: тампонажная желонка включает корпус, тяговый элемент, срезной и уплотнительный элементы, емкостной, уплотнительный и фиксирующий узлы. Корпус выполнен с наружным кольцевым выступом. Емкостной узел состоит из труб, уплотнительный - из манжеты и коническо-цилиндрической пробки, фиксирующий - из шлипсов и конусных клиньев. Коническо-цилиндрическая пробка соединена с корпусом срезным элементом. Тампонажная желонка снабжена пружинными центраторами и толкателем. Пружинные центраторы установлены на корпусе с возможностью продольного перемещения. Через толкатель они взаимодействуют со шлипсами и конусными клиньями. Толкатель выполнен с цилиндрической выборкой под упомянутый выступ с уступом в верхней части. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Тампонажная желонка, включающая корпус, тяговый элемент и узлы: емкостной - состоящий из труб, уплотнительный - из манжеты и коническо-цилиндрической пробки и фиксирующий - из шлипсов и конусных клиньев, срезной и уплотнительный элементы, отличающаяся тем, что она снабжена пружинными центраторами, установленными на корпусе с возможностью продольного перемещения, и толкателем, через который они взаимодействуют со шлипсами и конусными клиньями; корпус выполнен с наружным кольцевым выступом, толкатель - с цилиндрической выборкой под упомянутый выступ с уступом в верхней части, а коническо-цилиндрическая пробка соединена с корпусом срезным элементом. 2. Тампонажная желонка по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве тягового элемента использован корпус.