Скважинный превентор Советский патент 1983 года по МПК F21L33/06 E21B34/06 

Изобретение относится к бурению скважин, в частности для предотвращения нефте газопроявлений, выбросов и открытых фонтанов в процессе бурения или крепления скважин. Известен скважинный превентор, состоящий из корпуса, связанного колонной труб ствола с радиальными каналами, образующего с корпусом камеру, в которой установ лен поршень, жестко связанный со втулкой, перекрывающей радиальные каналы ствола, и гидравлической манжеты, причем надпоршневое пространство связано с внутритрубным пространством скважины, а подпорщневое - с полостью манжеты, при этом корпус выполнен с радиальными каналами, связывающими надпоршневое пространство с затрубным, причем в каналах, связывающих надпорщневое пространство с внутритрубным и затрубным, установлены перепускные клапаны. Кроме того, клапан, соединяющий надпорщневое пространство с внутритрубным, нормально закрыт, а клапан, соединяющий надпорщневое пространство с затрубным, нормально открыт и порщень выполнен дифференциальным 1. При таком выполнении порщня степень усиления давления не может быть достаточной для надежного срабатывания превентора в начальной стадии нефтегазопроявлений без дополнительного увеличения диаметра корпуса превентора, что не всегда возможно из-за ограниченного диаметра ствола скважины. Кроме того, наличие перепускных клапанов, каналов и полостей в камере, которые могут защламоваться, снижают надежность превентора. Известен также скважинный превентор, включающий корпус, с радиальными каналами, уплотнительный элемент, установленный в корпусе подвижный толкатель с клапаном и фиксатор 2. Однако конструкция забойного превентора не позволяет предотвратить нефтегазопроявление или выброс на ранней стадии его возникновения при бурении нефтяной или газовой скважины. Цель изобретения -повыщение надежности автоматического срабатывания превентора в начальной стадии проявления в процессе бурения или крепления скважины. Поставленная цель достигается тем, что в скважинном превенторе, включающем корпус с радиальными каналами, уплотнительный элемент, установленный в корпусе подвижный толкатель с клапаном и фиксатор, в корпусе установлен жестко связанный с ним гидроцилиндр с подпружиненным порщнем, полость которого связана с полостью уплотнительного элемента, а фиксатор установлен на гидроцилиндре с возможностью взаимодействия с поршнем и толкателем. На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый скважинный превентор; на фиг. 2- узел фиксации положения порщня в гидроцилиндре. Превентор состоит из корпуса 1 с уплотнительным элементом 2. Внутри корпуса жестко закреплен гидроцилиндр 3 с пружиной 4, заполненный рабочей жидкостью 5, например смесью глицерина с водой, и закрытый сверху крыщкой 6 с винтом-пробкой 7, причем в корпусе превентора выполнено отверстие 8 для сообщения полости гидроцилиндра 3 с полостью уплотнительного элемента 2. Внутри гидроцилиндра расположен порщень 9, положение которого зафиксировано фиксатором 10, также жестко закрепленным на гидроцилиндре. Под порщнем 9 расположен толкатель 11 с клапаном 12. Внизу .к-корпусу жестко прикреплен ограничитель хода 13 толкателя 11. Над уплотнительным элементом 2 смонтирован перепускной клапан 14. Устройство работает следующим образом. Перед спуском превентора в скважину порщень 9 подается в верхнее крайнее положение и через винт-пробку 7 вводится рабочая жидкость 5 до тех пор, пока порщень 9 не зафиксируется фиксатором 10. Превентор спускается на бурильных трубах. При спуске бурильного инструмента в скважину колонна заполняется буровым раствором через перепускной клапан 14. При нормальном процессе бурения порщень 9 в нижнем крайнем положении фиксируется от перемещения вверх или вниз, при этом узел толкателя 11 клапана 12 опирается на ограничитель 13. Циркуляция бурового раствора осуществляется через бурильные трубы, гидроцилиндр 3, толкатель 11, клапан 12 и далее через трубы и долото в затрубное пространство. Уплотнительный элемент 2 при этом сжат и не перекрывает затрубное пространство. При возникновении обратного движения жидкости (выброс или открытый фонтан) в процессе углубления скважины или спускоподъемных операциях превентор срабатывает автоматически. Разность забойного и пластового давления, действуя на клапан 12 и толкатель И, создает усилие, под действием которого толкатель с клапаном, как порщень перемещается вверх. Толкатель раздвигает фиксаторы 10 и передает усилие на порщень гидроцилиндра 9. Под действием поршня рабочая жидкость 5 из полости гидроцилиндра перетекает liepes отверстие 8 в полость уплотнительного элемента 2, при этом пружина 4 в гидроцилиндре сжимается. Уплотнительный элемент 2, расщиряясь, перекрывает затрубное пространство, а клапан 12 при этом перекрывает внутритрубное пространство. Для приведения превентора в исходное положение в колонне бурильных труб создают давление, превышающее пластовое, при этом клапан 12 открывается, толкатель 11 перемещается вниз, а следовательно перемещается вниз и порщень 9 под действием избыточного давления в полости уплотнительного элемента и пружины 4. Давление в полости гидроцилиндра снижается и в нее перетекает рабочая жидкость из полости уплотни гельного элемента 2. Таким образом, уплотнительный элемент сжимается, поршень 9 фиксируется фиксаторами 10, т. е. превентор возвращается в исходное положение. Простота конструкции, -а также отсут... .... .. ствие каналов и полостей, заполняемых буровым раствором, исключает возможность зашламовывания устройства, что также повыщает надежность его работы. Предлагаемый превентор может быть использован для предотвращения нефтегазопроявлений, выбросов и фонтанов при спуске обсадных колонн. В этом случае крыщка гидроцилиндра может служить стопкольцом для продавочной пробки,, разделяющей тампонажную смесь от продавочной жидкости, а также для более качественного разобщения пластов с помощью уплотнительного элемента, жестко закрепленного на корпусе скважинного превентора. При необходимости использования скважинного превентора в необсаженной части ствола скважины в процессе механического бурения уплотнительный элемент может быть выполнен, вращающимся, что позволяет при перекрытии уплотнительным элементом затрубного пространства в случае выброса вращать бурильный инструмент и предотвращать возникновение прихвата бурильного. инструмента. Если механическое бурение осуществляется в прихватоопасных условиях, то скваисинный превентор может быть установлен в обсаженном участке ствола скважины с невращающимся уплотнительным элементом, который в таком случае может дополнительно выполнять роль протектора бурильных труб, предотвращающего взаимный износ замков бурильной и обсадной колонн. Предлагаемый скважйнный превентор позволяет вести бурение при балансированном давлении в системе скважина-пласт.

СКВАЖИННЫЙ ПРЕВЕНТОР, включающий корпус с радиальными каналами, уплотнительный элемент, установленный в корпусе подвижный толкатель с клапаном и фиксатор, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности автоматического срабатывания превентора в начальной стадии проявления в процессе бурения или крепления скважины, в корпусе установлен жестко связанный с ним гидроцилиндр с подпружиненным поршнем, полость которого связана с полостью уплотнительного элемента, а фиксатор установлен на гидроцилиндре с возможностью взаимодействия с поршнем и толкателем. € сл ю со Од О5