Устройство для опрессовки обсадных колонн в скважине Советский патент 1983 года по МПК E21B33/10 E21B17/00 

Изобретение относится к бурению, креплению и ремонту скважин, в частности к устройствам для опрессовки обсадных колонн в скважине и определения интервалов их негерметичности Известно устройство для опрессовки обсадных колонн, включающее корпус, к которому прикрепляется центральный патрубок с отверстиями, две резиновые манжеты с промежуточным кольцом, металлическое кольцо с отверстиями, совпадающими с отверстиями патрубка, фонарь со шлипсом и кла пан 1 . Недостатками данного устройства являются сложная конструкция и техно логия его применения, а также невысокая надежность в работе. Наиболее близким к изобретению яв ляется устройство для опрессовки обсадных колонн в скважине, включающее корпус с рядами радиальных отверстий выше и ниже которых установлены на нем уплотнительные элементы и дифференциальные втулки: 2. Недостаток известного устройства заключается в сложности его использования, поскольку оно не обеспечивает самозаполнение и опорожнение ;труб жидкостью при спуске их в скважину и требует для проведения зтих операций дополнительных ра;бот. Цель изобретения - упрощение технологии опрессовки обсадной колонны. Указанная цель достигается тем, что в устройства для опрессовки обсадных колонн в скважине, включающем корпус с рядами радиальных отверстий выше и ниже которых на нем установлены уплотнительные злементы, и дифферёнциальную втулку, последняя подпружинена относительно корпуса, имеет два ряда радиальных отверстий и установлена с возможностью сов ьещения одного ряда ее отверстий с одним из рядов отверстий корпуса при транс портном положении устройства, а второго ряда отверстий втулки с другим рядом отверстий корпуса - в рабочем положении устройства. На фиг, 1 показано устройство для опрессовки обсадных колонн в скважине в транспортном положении, общий вид; на фиг, 2 же, при расширен ных уплотнительных элементах в начальный период закачки опрессовочной жидкости в насосно-компрессорные тру бы; на фиг, 3 - то же, при закачке о прессов 04 н.ой жидкости в межтрубное пространство между пакерующими злементами; на фиг, 4 - то же, при опрессовке обсадной колонны заданным по величине давлением. Устройство для опрессовки обсадных колонн в скважине состоит из сос тавного -корпуса 1, части которого связаны переходником 2 в корпусе выполнено два ряда радиальных отверстий 3 и 4, над и под которыми установлены два уплотнительных пакетирующих элемента 5, Внутренняя полость корпуса перекрыта внизу заглушкой б. Верхний ряд отверстий 3 перекрыт дифференциальной втулкой 7 с двумя рядами радиальных отверстий 8 и 9, подпружиненной снизу пружиной 10, Один из рядов отверстий 4 в корпусе совмещен при -транспортном положении устройства с одним из рядов отверстий 9 во втулке (фиг, 1) , Пружина установлена на кольце 11, снабженном ограничительной втулкой 12с радиальным отверстием 13, Вращение втулки 7 относительно корпуса исключается шпонкой 14, расположенной между ними. Второй ряд отверстий 3 корпуса 1 совмещается в рабочем положении устройства с рядом отверстий 8 втулки 7, Опрессовка обсадной колонны осуществляется следующим .образом. Устройство спускается на насоснокомпрессорных трубах (не показаны) в обсадную колонну 15, Отверстия 4 имеют такой диаметр, что площадь их поперечного сечения согласно гидравлическому расчету обеспеч-ивает в период спуска заполнение (или в период подъема - опорожнение) насосно-компрёссорных труб водой из межтрубного пространства,-В то же время, истечение воды через отверстия 4 при закачке воды в насосно-компрессорные трубы создает за счет гидродинамич ского сопротивления избыточное давление в насосно-компрессорных трубах. После спуска устройства в обсадную колонну 15 на необходимую глубину В; насосно-компрессорные трубы закачивают опрессовочную жидкость (воду) . При создании внутреннего избыточного давления за счет гидродинамических сопротивлений в отверстиях 4 на втулку 7 действует осевая сила сверху вниз, которая по расчета достаточна, чтобы поджать пружину на величину, необходимую для перемещения втулки 7 вниз до полного разобщения отверстий 4 и 9 (фиг, 2), Дальнейшее увеличение избыточного давления в трубах обеспечивает запакеровку уплотнительными злементами 5 устройства обсадной колонны 15 (Фиг, 2), При увеличении избыточного давления в насосно-компрессорнык трубах до величины Р,, при которой происходит полное сжатие пружины, втулка 7 перемещается вниз до упора в ограничительную втулку 12, При этом радиальные отверстия 8 втулки 7 совмещаются с радиальными отверстиями 3 в корпусе и осуществляется закачивание воды в межтрубное пространство между уплотнительными элементами 5 (фиг, 3), После создания расчетного опрессовочного давления РОПР мёжтрУбном пространстве закачку воды в

насосно-компрессорные трубы прекращают. В результате, как только давление в насосно-компрессорных трубах частично снизится, втулка 7 под действием т ружины 10 сместится вверх и отверстия 3 будут перекрыты (фиг.4).5 Если давление в межтрУбном пространстве будет снижаться негерметичности обсадной колонны 15,то избыточное давление в насосно-компрессорных трубах превысит величину РО ,и втулка tQ 7 переместится опять вниз до упора во втулку 12. При этом радиальные отверстия 3 и 8.совпадут и, следовательно, давление в насосно-компрессорных трубах будет также снижаться. Таким об--15 разом, будет установлено; герметична обсадная колонна 15 или нет в интервале между пакерующими элементами.

После сброса избыточного, давления в насосно-компрессорных трубах до нуля устройство принимает исходное положение (фиг. 1), позволяющее перемещать его вниз или вверх в обсадной колонне с целью опрессовки ниже или выше расположенных интёрвашов, например, для определения интервалов негерметичности при ремонтно-изоляционных работах.

г.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства заключается в снижении глатериальных затрат, связанных с проведением дополнительных работ при рпрессовке обсадных (КОЛОНН в скважине.и за счет сокраще.ния времени на проведение опрес--, совки.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕССОВКИ ОБСАДНЫХ КОЛОНН В СКВАЖИНЕ, включаквдее корпус с рядами радиальных отверстий, выше и ниже которых на нем установлены уплотнительные элементы, и дифференциальную втулку, отличающее с я тем, что, с целью упрощения технологии опрессовки, дифференциальная втулка подпружинена относительно корпуса, имеет два ряда радиальных отверстий и установлена с возможностью совмещения одного ряда ее отверстий с одним из рядов отверстий корпуса при транспортном положении устройства, а второго ряда отверстий втулки с другим рядом отверстий корпуса - в рабочем положении устройства.

-П

Фи1Л