Устройство для перекрытия скважины Советский патент 1984 года по МПК E21B34/06 

:С Х

1п

4 Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в част ности к оборудованию для перекрытия фонтанных скважин при освоении, ремонте устьевого оборудования и при открытом фонтанировании. Известно устройство для перекрыт ствола скважины, содержащее корпус с радиальным каналом, уплотнительны элемент и запорный механизм в канале которого установлен обратный кла пан. Указанное устройство позволяет перекрыть ствол скважины при освоении на период демонтажа бурового оборудования при ремонте устьевого оборудования 1 . . Однако указанное устройство не может использоваться для автоматического перекрытия фонтанирующей скважины, так как управление им осуществляется с поверхности приспособлением, устанавливаемым на цен тральную задвижку. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для перекрытия скважины, содержащее корпус с разме ценным в нем подпружиненным патрубком, установленным с .возможностью -. взаимодействия с тарельчатым затвором, узел управления затвором, пакер с механизмом управления и якорь С21, Недостатком известного устройства является то, что оно постоянно перекрывает затрубное пространство и поэтому не может устанавливаться в скважине до проведения работ по освоению, т.е. использоваться для перекрытия скважины при демонтаже бурового оборудования и возникает необходимость в глушении освоенной фонтанирующей скважины для установк устройства в ней. Цель изобретения - повышение эффективности работы устройства путем расширения технологических возможностей . Указанная цель достигается тем, что устройство для перекрытия Скважины, содержащее корпус с размещенным в нем подпружиненным патрубком, установленным с возможностью взаимодействия с тарельчатым затвором, узел управления затвором, пакер с м ханизмом управления и якорь, снабжено установленным между патрубком и корпусом поршнем, взаимодействующим через фиксатор с патрубком и образующим с корпусом камеру, а механизм управления пакером выполнен в виде телескопически размещенных на корпусе дифференциальной втулки и толкателя, установленных с возможностью взаимодействия соответственно с пакером и якорем, и образующих с корпусом камеру, заполненную жидкостью и гидравлически связанную с камерой между поршнем и корпусом, причем тарельчатый затвор установлен на поршне. Устройство для перекрытия скважин, содержащее корпус, с размещенными в нем подпружиненным стаканом, взаимодействующим с запорным клапаном и пакер, снабжено поршнем, установленным между подпружиненным Стаканом и корпусом и взаимодействующим со стаканом с помощью штифта и лабиринтного паза, запорный клапан установлен на поршне, а в стакане выполнено седло под сбрасываемый шар, на корпусе установлен механизм управления пакером, состоящий из толкателя, взаимодействующего с якорем пакера, телескопически связанного с ним дифференциального клапана, взаимодействующего с уплотнительным элементом пакера и камеры, образованной толкателем и дифференциальным клапаном, заполненной жидкостью и соединенной каналом в корпусе с камерой, образованной поршнем и корпусом. На фиг.1 показано устройство в положении для спуска в скважину, продольный разрез; на фиг.2 - развертка лабиринтного паза поршня А. Устройство содержит корпус 1, в котором концентрично расположен поршень 2 с выполненным на нем лабиринтным пазом А. На поршне установлен тарельчатый затвор 3, подпружиненный таррированной пружиной 4. Пружина установлена так, что стремится удержать тарельчатый затвор 3 под определенным углом к поршню 2. В поршне 2 концентрично расположен патрубок 5, связанный с поршнем при помощи штифта 6, находящегося в лабиринтном пазу А поршня, и гнезда патрубка 5. Конфигурация лабиринтного паза А поршня 2 позволяет патрубку 5 перемещаться в поршне в осевом направлении с односторонним поворотом. В верхнем положении патрубок 5 удерживается пружиной 7. В патрубке 5 установлен узел управления затвором, выполненный в виде седла под сбрасывае№лй пар. Седло выполняется с проточкой, т,е, клапанная пара негерметична. В верхней части корпуса 1 находится якорь, состоящий из нижнего клина 8, верхнего клина 9, соединенного с корпусом резьбой, и расположеннь 1и между клиньями плашками 10 с пластинчатыми пружинами 11. В верхнем клине 9 выполнена резьба. К пакеру относится конус 12, соединенный с корпусом 1, с надетым на нем уплотнительным элементом 13. Между якорем м пакером размещен ме- ханизм управления пакером, выполненный в виде телескопически размещенных на корпусе 1, толкателя 14 и дифференциальной втулки 15, которые образуют с корпусом 1 камеру Б, соединенную через отверстия В корпуса камерой Г, образованной корпусом 1 и поршнем 2, заполненной жидкостью. Поршень 2 и корпус 1 образуют камеРУ для уравновешивания поршня 2 от действия трубного давления. Конус 12 выполнен с продольными клапанами. Е и увеличенным диаметром Ж.

Устройст о опускается в скважину в компоновке колонны насосно-компресорных труб НКТ перед проведением рбот по испытанию и освоению,открыто трубное и затрубное пространство позволяет проводить все технологические операции при освоении и испытании.

При необходимости перекрптия скважины, в колонну НКТ бросается ша Шар опускается на седло, выполненное в патрубке 5. Нагнетается жидкость в колонну НКТ, под действием перепада давления на шаре, патрубок 5, сжимая пружину 7, опускается.. При Этом штифт 6 перемещается из . положения « паза А в положение S (на Лиг.1 штифт находится в положении а).

Нагнетание жидкости прекращается .Под действием пружины 7 патрубок 5 поднимается, штифт б перемещается в положение в паза А,

При этом патрубок 5 освобождает от фиксации в открытом положении тарельчатый затвор 3, который под действием пружины 4 устанавливается под определенным углом к порыню 2. Угол определяется до спуска устройртва из расчета пропуска допустимого дебита. Увеличивают деби.т скважины выше допустимого, поток флюида, преодолевает сопротивление пружины 4, и тарельчатый затвор 3 перекрывает осевой канал поршня 2. При этом происходит перекрытие трубного пространства. Трубное давление;;действуя на площадь поршня 2-, перемещает его, передавливая жидкость из камеры Г в камеру Б. Под действием давления жидкости в камеру Б дифференциальная втулка 15 вдавливает уплотнительный элемент 13 между эксплуатационной колонной и увеличенным диаметром Ж конуса 12. При этом происходит перекрытие затрубного пространства. Давление жидкости в камчре Б также действует на толка5 тель 14, который вдвигает нижний клин 8 под плашки 10, фиксируя их между клиньями и вдавливая в колонку. При этом происходит заякорение колонны НКТ.

0

Для ввода скважины в работу в НКТ нагнетается жидкость. Под действием перепада давления на шаре патрубок 5 опускается, при этом штифт 6 перемещается в точку 1 паза А,фиксируя тарельчатый затвор 3 в открытом поло5ясении. Нагнетание жидкости прекращается, под действием пружины 7 патрубок 5 перемещается до прихода штифта б в положение а паза А. трубное пространство открыто, поршень 2 раз0гружен от трубного давления. Под действием затрубного давления толкатель 14 и дифференцисшьная втулка 15 возвращается в исходное положение, передавливая жидкость из каме5ры Б в камеру Г, при этом поршень 2 опускается.

Уплотнительные элементы 13 перекрывают зазор между устройством и колонной, циркуляция жидкости в за0трубье осуществляется через каналы Е.

Под действием пружин 11 плашки 10 отжимаются от колонны, располагаясь между клиньями. При этом проис5 ходит разъякорение колонны НКТ.

Для перевода устройства в режим автоматического перекрытия скважины, манипулируя давлением в колонне НКТ переводят штифт б в положение В па0 за А, при этом тарельчатый затвор 3 освобождается от фиксации в открытом положении. При аварийном увеличении дебита тарельчатый затвор 3 перекроет центральный канал в поршне 2 и 5 произойдет перекрытие скважины.

Применение предлагаемого устройства позволит получить экономический эффект путем экономии средства, времени затрачиваемых на глушение скважины жидкостью, вызов притока,

0 обработку скважин, вызванных задавливанием,и предотвращения убытков от открытого фонтанирования скважин.

t

;

,a

У

Фиг.

Фиг. г

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕКРЫТИЯ СКВАЖИНЫ, содержащее корпус с размещенным в нем подпружиненным патрубком, установленным с возможностью взаимодействия с тарельчатым затвором, узел управления затвором, па- i кер с механизмом управления и якорь, отличающееся тем, что, с целью повышения его эффективности в работе путем расширения технологических возможностей, оно снабжено установленным между патрубком и корпусом поршнем, взаимодействующим фиксатор с патрубком и образующим с корпусом камеру, а механизм управления пакером выполнен в виде телескопически размещенных на корпусе дифференциальной втулки и толкателя, установленных с возможностью взаимодействия соответственно с пакером и якорем, и образующих с корв пусом камеру, заполненную жидкостью и гидравлически связанную с камерой (Л между поршнем и корпусом, причем тарельчатый затвор установлен на поршне.