ПРОФИЛЬНЫЙ ПЕРЕКРЫВАТЕЛЬ Советский патент 1994 года по МПК E21B29/00 

Изобретение предназначено для бурения и ремонта нефтяных и газовых скважин, оно относится к устройствам для изоляции ствола скважины с целью предотвращения ухода промывочной жидкости из скважины в пласт.

Известен профильный перекрыватель, содержащий профильную трубу с цилиндрическими концами, якорные узлы, выполненные в виде конусов с опорными выступами и установленных на них плашек, обратный клапан, ловильную и захватную головки, дорнующее устройство.

Существенным недостатком известного устройства является ненадежность его работы, так как в скважине часто не удается осуществить сцепление захватной головки с ловильной и протянуть дорнующее устройство из-за неполного выправления перекрывателя, а также вследствие попадания шлама и других частиц в зазор между перекрывателем и стенкой скважины или перед дорнующей головкой.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является профильный перекрыватель, содержащий профильную трубу с цилиндрическими концевыми участками, в головном из которых размещен якорный узел, а в хвостовом - башмак, и обратный клапан.

Недостатком этого устройства являются большие затраты времени на установку перекрывателя в скважине, в частности на отвинчивание башмака, так как используемый для этой цели развальцовыватель не обеспечивает достаточный вращающий момент, вследствие того, что диаметр присоединительной резьбы башмака больше диаметра поверхности трения, образующейся между вальцовкой и торцом башмака. В ряде случаев, при перекосе и смещении витков резьбы, башмак отвинтить не удается. Тогда его разбуривают шарошечным долотом, на что затрачивается дополнительное время.

Целью изобретения является сокращение затрат времени на установку профильной трубы.

Это достигается тем, что в профильном перекрывателе, содержащем профильную трубу с цилиндрическими концевыми участками, в головном из которых размещен якорный узел, а в хвостовом - башмак, и обратный клапан, согласно изобретению башмак выполнен в виде вкладышей, образующих некруглое проходное сечение, и размещенных в нем элементов винтовой пары, один из которых имеет наружную поверхность с ответным некруглым сечением, при этом якорный узел снабжен конусно-клиновым пуансоном, установленным с возможностью взаимодействия с другим элементом винтовой пары башмака.

На фиг. 1 изображен профильный перекрыватель в транспортном положении в скважине в компоновке с устройством для развальцовки труб; на фиг. 2 - перекрыватель, установленный в скважине, в момент его развальцовки и отвинчивания башмака; на фиг. 3 - узел башмака в увеличенном масштабе; на фиг. 4 - башмак в момент его развинчивания; на фиг. 5 - сечение А-А на фиг. 3.

Профильный перекрыватель (см. фиг. 1) состоит из профильной трубы 1 с цилиндрическими участками на концах, в верхнем (головном) из которых установлен якорный узел, а в нижнем (хвостовом) - башмак.

Башмак (см. фиг . 3) выполнен в виде цилиндрических сегментных вкладышей 2, образующих проходное сечение некруглой формы 3 и размещенных в нем элементов винтовой пары болта 4 и гайки 5, причем (см. фиг. 5) вкладыши 2 взаимодействуют с гранями гайки 5, имеющей наружную поверхность с ответным (квадратным) поперечным сечением. Вкладыши 2 усечены с обеих сторон плоскостями Б-Б и В-В. Для удобства монтажа предусмотрено кольцо 6 (см. фиг. 3), а для устранения утечек жидкости - кольцо 7 и уплотнение 8. После установки башмака в трубе 1 ее конец 9 завальцовывают.

Якорный узел содержит корпус 10 (см. фиг. 1). Нижняя часть корпуса 10 снабжена конусно-клиновым пуансоном 11, выполненным в виде конуса, усеченного наклонными плоскостями 12 (см. фиг. 4). Нижний торец пуансона выполнен с насечкой (на чертежах не показано). Корпус 10 якорного узла (см. фиг. 1) имеет коническую поверхность 13, на которой установлены плашки 14, подпружиненные в кожухе 15, и регулируемый по длине опорный выступ 16. Верхний конец корпуса 10 якорного узла соединен с переводником 17, в котором установлен обратный клапан 18. Переводник 17 соединен с устройством 19 для развальцовки труб, в котором выполнен промывочный канал 20, сообщающийся с внутренней полостью 21 трубы 1.

Устанавливают профильный перекрыватель в скважине следующим образом. Сборка перекрывателя производится на поверхности. В нижнюю цилиндрическую часть трубы 1 (см. фиг. 1) устанавливают башмак в собранном виде, а затем завальцовывают конец 9 трубы 1. В ее верхнем цилиндрическом участке устанавливают якорный узел и путем вращения опорного выступа 16 до упора о профильную часть трубы 1 закрепляют плашки 14 с натягом до 200 кН. Затем корпус 10 якорного узла свинчивают с переводником 17, а последний - с устройством 19 для развальцовки труб. На бурильных трубах 22 перекрыватель спускают в обсадную колонну 23 или скважину и устанавливают напротив нарушенного участка колонны 23 или зоны поглощения. При этом через обратный клапан 18 осуществляют заполнение скважинной жидкостью колонны труб 22 и перекрывателя. Нагнетанием жидкости в колонну бурильных труб 22 и внутреннюю полость 21 перекрывателя его выправляют и тем самым прижимают к стенкам колонны 23 (см. фиг. 2). Затем инструмент подают вниз. Коническая поверхность 13 отходит от плашек 14 и освобождает якорный узел от трубы 1. При этом подпружиненные плашки 14 прижимаются к корпусу 10 якорного узла и не препятствуют прохождению инструмента внутрь трубы 1. Затем путем создания осевой нагрузки и одновременного вращения инструмента осуществляют развальцовку недожимов труб и их соединений с помощью устройства 19. При этом в случае неполного выправления перекрывателя вследствие разгерметизации его соединений раздачу труб осуществляют конусно-клиновым пуансоном 11 с последующей развальцовкой устройством 19.

После достижения торцом пуансона 11 головки болта 4 последний за счет сил трения начинает вращаться. При этом гайка 5 движется поступательно вниз (см. фиг. 4 и 5), поскольку она зафиксирована от вращения в проходном сечении 3 сегментных вкладышей 2. После отвинчивания резьбы гайка 5 падает на забой. Затем вкладыши 2 сближаются друг с другом и вместе с болтом 4 также падают на забой. После этого производят развальцовку нижнего конца перекрывателя, а затем - подъем инструмента и испытание скважины на герметичность (приемистость). На этом работы по установке перекрывателя заканчивают. Детали башмака разбуривают при дальнейшем бурении скважины.

Положительный эффект от применения предложенного перекрывателя достигается за счет сокращения затрат времени на демонтаж башмака и совмещения этой операции с развальцовкой перекрывателя.

ПРОФИЛЬНЫЙ ПЕРЕКРЫВАТЕЛЬ, содержащий профильную трубу с цилиндрическими концевыми участками, в головном из которых размещен якорный узел, а в хвостовом - башмак, и обратный клапан, отличающийся тем, что, с целью сокращения затрат времени на установку профильной трубы, башмак выполнен в виде вкладышей, образующих некруглое проходное сечение, и размещенных в нем элементом винтовой пары, один из которых имеет наружную поверхность с ответным некруглым сечением, при этом якорный узел снабжен конусно-клиновым пуансоном, установленным с возможностью взаимодействия с другим элементом винтовой пары башмака.