УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ПЛАСТОВ В СКВАЖИНЕ Российский патент 2015 года по МПК E21B33/14 

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

Известно устройство для изоляции пластов в скважине, включающее полый корпус с радиальным отверстием, перекрытым полым срезным штифтом, пакер гидравлического действия, втулку, установленную на корпусе и образующую с ним кольцевую полость, рабочую втулку, размещенную в кольцевой полости, переключатель положения устройства с фигурным пазом и пальцем, один конец которого связан с корпусом, а другой конец размещен в фигурном пазе (RU 2182957, 27.05.2002).

Недостатком известного устройства является его низкая надежность работы, обусловленная необходимостью заполнения полости уплотнительного узла через отверстие полого срезного штифта с малой пропускной способностью. Кроме того, нарушение герметичности устройства, что вероятно в зоне пальца, в процессе цементирования может привести к преждевременному срабатыванию уплотнительного узла и в результате к аварийной ситуации.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы устройства и расширение области его применения.

Необходимый технический результат достигается тем, что устройство для изоляции пластов в скважине включает полый корпус с верхним радиальным отверстием, по меньшей мере одним, перекрытым полым срезным штифтом, нижним радиальным отверстием, по меньшей мере одним, перекрытым кольцевой подпружиненной втулкой с внутренней кольцевой проточкой, наружным продольным пазом, по меньшей мере одним, кожух, помещенный снаружи корпуса и образующий с ним кольцевую камеру, переключатель положений устройства с профилированным пазом, в котором помещена часть полого срезного штифта снаружи корпуса, пакер, помещенный в нижней части устройства ниже профилированного паза корпуса, при этом кольцевая втулка и переключатель положений устройства соединены между собой подвижным соединением и помещены в кольцевой камере с возможностью перемещения, при гидравлическом сообщении полости корпуса с кольцевой камерой, по коду переключателя, один из которых обеспечивает такое положение устройства, при котором полость корпуса гидравлически сообщена с полостью пакера через нижние отверстия корпуса, внутреннюю кольцевую проточку кольцевой втулки и наружный продольный паз корпуса.

На фиг.1 изображено устройство в исходном транспортном положении, на фиг.2 - схема различных позиций устройства.

Устройство (см. фиг.1) включает полый корпус 1 с верхним радиальным отверстием 2, по меньшей мере одним, перекрытым полым срезным штифтом 3, нижним радиальным отверстием 4, по меньшей мере одним, перекрытым кольцевой подпружиненной втулкой 5 с внутренней кольцевой проточкой 6, наружным продольным пазом 7, по меньшей мере одним, кожух 8, помещенный снаружи корпуса 1 и образующий с ним кольцевую камеру 9, переключатель положений устройства 10 с профилированным пазом 11, в котором помещена часть полого срезного штифта 3 снаружи корпуса 1. В нижней части устройства ниже профилированного паза 7 корпуса 1 помещен пакер 12 (показан условно). Кольцевая втулка 5 и переключатель положений устройства 10 соединены между собой подвижным соединением и помещены в кольцевой камере 9 с возможностью перемещения по коду переключателя 10 при гидравлическом сообщении полости корпуса 1 с кольцевой камерой 9. Один из кодов переключателя 10 обеспечивает такое положение устройства, при котором полость корпуса 1 гидравлически сообщена с полостью пакера 12 через нижние отверстия 4 корпуса 1, внутреннюю кольцевую проточку 6 кольцевой втулки 5 и наружный продольный паз 7 корпуса 1.

Кроме того, кольцевая втулка 5 имеет радиальные отверстия 13, а переключатель положений устройства 10 имеет кольцевую канавку 14. В радиальных отверстиях 13 и кольцевой канавке 14 помещены шарики 15, обеспечивая подвижное соединение кольцевой втулки 5 и переключателя положений устройства 10.

Кольцевая втулка 5 подпружинена пружиной 16, например, относительно пакера 12. Эта втулка может быть подпружинена относительно корпуса 1 или кожуха 8.

Для обеспечения герметичности устройства предусмотрены уплотнительные элементы, например кольца 17.

Позициями П1-П6 (на фиг.2) обозначены различные положения переключателя, а именно:

П1 - транспортное положение;

П2 - положение после прохождения через устройство разделительной пробки;

П3 - положение после сброса давления в обсадной колонне;

П4 - положение в момент приведения в действие пакера;

П5 - положение после сброса давления в обсадной колонне;

П6 - страховочное положение для непредвиденного повышение давления, например, при ремонтных работах в скважине.

Устройство работает следующим образом. После спуска обсадной колонны с устройством по изобретению в скважину и закачки в колонну расчетного объема тампонажного раствора в эту колонну пускают разделительную пробку (на фиг. не показана), которая, срезая полый штифт 3, перемещается вниз по обсадной колонне до посадки на «стоп»-кольцо. После срезания полого штифта 3 жидкость из полости колонны, под действием избыточного давления поступая в кольцевую камеру 9, частично перемещает переключатель 10 и кольцевую втулку 5, сжимая при этом пружину 16. Часть полого штифта 3, находящаяся в профилированном пазе 11 переключателя 10, проворачивает последний в позицию 2 - П2 (см. фиг.2), в котором он остается до окончания процесса цементирования скважины. При этом клапанная система пакера остается закрытой, т.к. кольцевая втулка 5 частично перемещается по корпусу, и разгерметизации уплотнительного кольца не происходит. После окончания процесса цементирования скважины давление в обсадной колонне снимают, и кольцевая втулка 5, под действием сжатой пружины 16 частично проворачивая переключатель 10, устанавливает его в позицию 3 - ПЗ. При повторном повышении давления в обсадной колонне переключатель 10 и кольцевая втулка 5, сжимая пружину 16, перемещаются, переключатель при этом занимает позицию 4 - П4, т.е. происходит увеличенный ход кольцевой втулки 5, и жидкость через нижние радиальные отверстия 4, кольцевую проточку 6, совмещенную с продольным пазом 7, по меньшей мере одним, поступает в полость уплотнительного элемента пакера 12 с необходимым расходом жидкости.

После сброса давления в колонне кольцевая втулка 5, под действием пружины 16 частично проворачивая переключатель 10, устанавливает его в позицию 5 - П5. При дальнейших повышениях давления в обсадной колонне (например, ремонтных работах в скважине) происходит осевое перемещение переключателя 10 в позицию 6 - П6. При этом доступ жидкости к уплотнительному элементу пакера 12 исключен.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано для изоляции пластов в скважине при ее креплении. Устройство включает полый корпус с верхним радиальным отверстием, по меньшей мере одним, нижним радиальным отверстием, по меньшей мере одним, наружным продольным пазом, по меньшей мере одним. Верхнее радиальное отверстие перекрыто срезным штифтом. Нижнее радиальное отверстие перекрыто кольцевой подпружиненной втулкой с внутренней кольцевой проточкой. Снаружи корпуса помещен кожух, образующий с ним кольцевую камеру. Устройство содержит переключатель положений с профилированным пазом, в котором помещена часть полого срезного штифта снаружи корпуса. В нижней части устройства, ниже профилированного паза корпуса, помещен пакер. Кольцевая втулка и переключатель положений устройства соединены между собой подвижным соединением и помещены в кольцевой камере с возможностью перемещения, при гидравлическом сообщении полости корпуса с профилированным пазом, по коду переключателя. Один из этих кодов содержит такое положение устройства, при котором полость корпуса гидравлически сообщена с полостью пакера через нижние отверстия корпуса, внутреннюю кольцевую проточку кольцевой втулки и наружный продольный паз корпуса. Изобретение обеспечивает повышение надежности работы устройства и расширение области применения. 2 ил.

Устройство для изоляции пластов в скважине, включающее полый корпус с верхним радиальным отверстием, по меньшей мере одним, перекрытым полым срезным штифтом, нижним радиальным отверстием, по меньшей мере одним, перекрытым кольцевой подпружиненной втулкой с внутренней кольцевой проточкой, наружным продольным пазом, по меньшей мере одним, кожух, помещенный снаружи корпуса и образующий с ним кольцевую камеру, переключатель положений устройства с профилированным пазом, в котором помещена часть полого срезного штифта снаружи корпуса, пакер, помещенный в нижней части устройства ниже профилированного паза корпуса, при этом кольцевая втулка и переключатель положений устройства соединены между собой подвижным соединением и помещены в кольцевой камере с возможностью перемещения, при гидравлическом сообщении полости корпуса с кольцевой камерой, по кодам переключателя, один из которых содержит такое положение устройства, при котором полость корпуса гидравлически сообщена с полостью пакера через нижние отверстия корпуса, внутреннюю кольцевую проточку кольцевой втулки и наружный продольный паз корпуса.