Устройство для перекрытия скважины Советский патент 1987 года по МПК E21B34/06 

1

Изобретение относится к горной промьппленности, в частности к устройствам для перекрытия фонтанных .скважин после их освоения на время демонтажа бурового оборудования, при ремонте устьевого оборудования в процессе эксплуатации.

Цель изобретения - расширение

ным кольцом 9. Выше переводника 8 на штоке 4 установлен нижний фонарь 10 с возможностью телескопического пере 5 мещения и закреплены в нижнем положе

нии срезной шпилькой 11. Нижний фонарь 10 выполнен в виде цилиндрической втулки с выступом О и окнами под плашки 12, которые подпружинены пруфункциональных возможностей устройст- 0 жинами 13 и установлены в фонаре 10

ва и повышение его эффективности

в работе за счет более надежного,пакерования и якорения.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид, в разрезе, с открытыми трубным и кольцевым каналами; на фиг. 2 - то же, с установленным съемным .клапаном, с перекрытыми трубным и кольцевым каналами; на фиг. 3 - па- керная сборка в транспортном положении в эксплуатационной колонне, разрез; на фиг. 4 - съемный затвор с ловителем, разрез.

Устройство состоит из корпуса 1, выполненного в виде патрубка с наружным и внутренним диаметрами, равными соответствующим диаметрам эксплуатационной колонны, с концевыми резьбами обсадных труб. В .корпусе 1 выполнен верхний кольцевой паз А с коническими переходами к основному диаметру и нижний кольцевой паз Б с усту пом Б в нижней части и коническим переходом в верхней части.

Пакерная сборка, устанавливаемая в корпусе 1, содержит ступенчатый шток 2. Последний выполнен ступенчаты с посадочным диаметром Г, буртом Д, в котором установлено уплотнительное кольцо 3. В верхней части штока 2 выполнена насосно-компрессорная резьба Е для соединения с колонной насосно- компрессорных труб. Шток 2 телескопически соединен со штоком 4, телескопическое соединение уплотнено уплот- нительным кольцом 3. Шток 4 выполнен ступенчатым с посадочным диаметром Ж, уступами 3, И, радиальными отверстиями Л и К. Верхним кольцом шток 4 жестко соединен с верхним фонарем 5, выполненным в виде цилиндрической втулки с выступом М и окнами под плашками 6, которые подпружинены пружинами 7 и установлены с возможностью радиального перемещения в фонаре 5.

Нижним концом шток 4 жестко соединен с переводником 8, на котором выполнена насосно-компрессорная резьба| Н, соединение уплотнено уплотнитель13503332

ным кольцом 9. Выше переводника 8 на штоке 4 установлен нижний фонарь 10 с возможностью телескопического пере- 5 мещения и закреплены в нижнем положении срезной шпилькой 11. Нижний фонарь 10 выполнен в виде цилиндрической втулки с выступом О и окнами под плашки 12, которые подпружинены пру- 0 жинами 13 и установлены в фонаре 10

С возможностью радиального перемещения. В верхней части плашки 12 выполнены конической формы. Вьш1е нижнего фонаря 10 на штоке 4 последовательно

установлен пакет тарированных тарель чатых пружин 14, нижняя опора 15, выполненная в виде втулки с радиальными отверстиями П, пакерующий элемент 16 и жестко соединенная со штоком 4 опора 17.

Внутри штока 4 над уступом 3 теле- скопически установлен патрубок 18, выполненный с кольцевой проточкой Р на наружной поверхности, с внутренним уступом С, с кольцевой внутренней проточкой Т.

На наружной поверхности патрубка 18 установлены уплотнительные кольца 19 и 20. Кольцевая проточка Р патрубка 18 образует с внутренней поверхностью штока 4 кольцевой канал, соединяющий радиальные отверстия К и Л штока 4. Патрубок 18 поДпружинен пружиной 21, опирающейся на упор 22.

В кольцевой внутренней расточке Т патрубка 18 установлены два полукольца 23, на которых установлены две спиральные пружины 24 в пазах полуколец 23, стягивающие полукольца 23. Съемный затвор 25 содержит втулку 26, выполненную с канавкой под уплотнительное кольцо 27, внутренним буртиком У в продольном сквозном центральном канале.

В нижней части центральный канал перекрыт заглушкой 28, выполненной с выступом Ф и канавкой под уплотнительное кольцо 29. Установлена заглушка 28 во втулке 26 на срезной шпильке 30.

Ловитель выполнен в виде массивного стержня 31 диаметром на 2-4 мм превьш ающим диаметр съемного затво- pa 25. На нижнем конце ловителя.выполнены цанги 32.

Устанавливается и работает предлагаемое устройство в скважине в еле дующей последовательности.

31

Корпус 1 спускают в скважину в компановке эксплуатационной колонны при креплении скважины из расчета установки его на 10-30 м ниже устья. Пакерную сборку спускают в скважину в компановке колонны насосно-компрес сорных труб перед началом работ по вызову притока из пласта. При спуске пакерной сборки подпружиненные плашки 6 и 12, сжав пружины 7 и 13, скользят по внутренней поверхности обсадных труб. Плашки 12 проходят через кольцевой паз А корпуса 1, так как паз ограничен коническими переходами и зависают на уступе В кольцевого паза Б. Под действием веса колонны НКТ шпилька 11 срезается и начинается сжатие пакерующего элемента 16. Спуск колонны НКТ происходит до упора уступа И штока 4 в выступ О нижнего фонаря 10. При этом происходит за- якоревание колонны НКТ от перемещений вниз, перекрытие кольцевого про

странства скважины и заякоревание ко- 25 давление вьте трубного на 0,5-1 МПа,

лонны от возможного перемещения вверх

Заякоревание колонны от перемещения вниз происходит за счет передачи веса колонны НКТ через шток 4, нижний фонарь 10, плашки 12 на уступ В корпуса 1 эксплуатационной колонны, При этом плашки 12 фиксируются в расточке Б корпуса 1 посадочным диаметром Ж штока 4.

Кольцевое пространство скважины перекрывается, элементом 16, который сжимается между опорой 17 и подвижной опорой 15. Если при сжатии пакерующего элемента 16 возникает чрезмерное осевое усилие под действием веса колонны НКТ до упора уступа И штока 4 в выступ О фонаря 10, то пакет тарированных тарельчатых пружин 14 деформируется и на уплотнительный элемент передана оптимальная сжимающая нагрузка.

При упоре уступа И штока 4 в выступ О нижнего фонаря 10 плашки 6 оказываются на уровне верхнего кольцевого паза А корпуса 1, куда плашки 6 западают под действием пружины 7, Шток 2 под действием веса вышерасположенных труб перемещается вниз до упора-22, При этом плашки 6 фиксируются в кольцевом пазе А посадочным диаметром Г штока 2, При этом происходит заякоревание колонны НКТ от перемещений вверх, так как осевое выталкивающее усилие, возникающее при

0

перекрытпи скважины через шток 4, верхний фонарь 5 плашки 6, передается корпусу 1, т.е. эксплуатационной колонне.

После спуска колонны НКТ можно проводить все работы по вызову притока и исследованию скважин. Циркуляция в скважине может производиться через центральный канал пакерной сборки и через верхние радиальные отверстия К и нижние радиальные отверстия Л штока 4, кольцевой канал, образованный штоком 4 и проточкой Р патрубка 18 и g радиальные отверстия П опоры 15,

Для того, чтобы перекрыть скважину, на устье монтируют лубрикатор со съемным затвором и сбрасывают его в полость труб. Под действием собственного веса затвор 25 раздвигает полукольца 23 и после уплотнения центрального канала уплотнительным кольцом 27 в подпружиненном патрубке 18

останавливается. Создавая на устье

0

0

5

0

продавливают затвор 25 до упора втулки 26 в выступ С патрубка 18, при этом под действием спиральных пружин 24 полукольца 23 смыкаются позади затвора 25, связывая затвор 25 и патрубок 18, Этим достигается перекрытие трубного пространства скважины. При выпуске жидкости из лубрикатора под действием трубного давления патрубок 18 с затвором 25 перемещается вверх, сжимая пружину 21 до упора 22, При этом нижней частью патрубок 18 перекрывает нижние радиальные отверстия Л штока 4, следовательно, и кольцевое пространство скважины.

Для пуска скважины в работу в трз б- ное пространство на проволоке опускают ловитель и создают давление на 1-2 МПа превьш1ающее трубное. Под дей- g ствием давления патрубок 18 с затвором 25 перемещается вниз до упора в выступ 3 штока 4, при этом открывается нижнее радиальное отверстие Л штока 4, следовательно, и кольцевое пространство скважины, ловитель своим весом раздвигает полукольца 23 и цанги 32 входят в зацепление с затвором 25. На устье через лубрикатор выпускается из труб жидкость, давление вьше затвора 25 и патрубка 18 па- дает-, затвор. Соединенный с ловителем, выталкивается из патрубка 18, при этом открывается трубное пространство.

0

5

Патрубок 18 удерживается в нижнем положении пружиной 21. Ловитель и затвор 25 извлекаются из скважины, .перекрывается центральная задвижка, демонтируется лубрикатор, устанавливается фонтанная арматура, скважина может пускаться в работу, как через трубы, так и через кольцевое пространство.

В случае затруднения извлечения затвора 25 патрубка 18 извлекают ло- витзль из скважины, в трубах создают давление на 5-10 МПа превышающее давление под затвором. После перемещения патрубка 18 до упора в выступ 3 штока 4, при этом открывается кольцевое пространство, шпилька 30 срезается, пробка выталкивается из втулки 26 и открывается центральный канал устройства. Скважина либо пускается в работу, так как трубный канал и кольцевое пространство открыты, либо задавливается раствором с последующим извлечением колонны НКТ и ликвидацией неполадок.

Извлечение устройства осуществляется подъемом НКТ, При этом шток 2 перемещается вверх,по.садочный диамет Г выходит из-под плашек 6. После упора штока 2 буртом Д в уступ М верх- пего фонаря 5 подъемное усилие передается на плашки 6, которые при этом коническим переходом расточки А утапливаются в фонаре 5 и далее скользят по внутреннему диаметру труб. Одновременно поднимается шток 4, посадочный диаметр Ж выходит из-под .плашек 12. Далее подъемное усилие переводником 8 передается фонарю 10, плаш-40 стулом.

5

0

5

0

5

ки 12 утапливаются в фонаре 10 и далее при подъеме НКТ скользят по трубам.

Формула изобретения

1, Устройство для перекрытия скважины, содержащее корпус с установленным в нем подпружиненным патрубком, затвор с узлом управления, пакерую- щий элемент с приводным механизмом и якорь, включающий верхнюю и нижнюю подпружиненные плашки, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства и повьш1ения его эффективности в работе за счет более надежного пакерования и якорения, оно снабжено концентрично размещенными в корпусе и телескопически соединенными между собой штоками и установленными на них фонарями, верхний из которых установлен под верхней подпружиненной плашкой и жестко связан с нижним штоком, на котором размещен пакерующий элемент, при этом штоки выполнены ступенчатыми с возможностью взаимодействия с подпружиненными плашками.

2. Устройство по п. 1, о т л и- чающееся тем, что между нижним фонарем и пакерующим элементом установлен пакет тарированных пружин.

3. Устройство по п. 1, о т л и- чающееся тем, что затвор выполнен с продольным сквозным каналом, в котором на срезной шпильке установлена заглушка, выполненная с

о:

Фиг л

031/1.2.

Составитель А.Симецкая Редактор Н.Бобкова Техред А.Кравчук Корректор М.Демчик

Заказ 5237/32 Тираж 533 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Фиг.З

Изобретение относится к области горной пром-ти и позволяет расширить функциональные возможности устройства и повысить его эффективность в работе за счет более, надежного пакерова- ния и якорения. Устройство содержит корпус 1 с установленными в нем подпружиненным патрубком 18 и телескопически соединенными между собой ступенчатыми штоками 2, 4 и фонарями (Ф) 5, 10 на них. Якорь включает нижнюю 12 и верхнюю 6 подпружиненные плашки. Под плашкой 12 размещен верхний Ф 5, жестко связанный с нижним штоком 4, на котором установлен паке- рующий элемент 16 с приводным механизмом. Между нижним Ф 10 и элементом 16 установлен пакет тарированных пружин 14. Затвор, имеющий узел управления, выполнен с продольным сквозным каналом. В нем на срезной шпильке установлена заглушка с выступом. При установке устройства в скважине (с) осуществляют заякоривание колонны труб и перекрытие кольцевого пространства (П) элементом 16. После чего перекрывают С лубрикатором и пускают ее в работу. Для этого в С создают давление, большее трубного. Открывается кольце вое П, и выпускается жидкость из труб. Давление выте затвора и патрубка 18 падает, и от- -крывается трубное П. Затвор извлекают и устанавливают фонтанную арматуру. 2 з.п. ф-лы, 4 шт. ГZ а/ САЭ СЛ О со оэ со Фиг.{