Устройство для установки герметизирующего элемента в скважине Советский патент 1988 года по МПК E21B33/12 E21B23/04 

20

25

30

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а имено к устройствам для установки геретизирующих элементов в скважинах.

Цель изобретения - повышение ежностн работы устройства и обеспеение извлечения его из скважины.

На фиг. представлено устройство исходном положении при спуске его Q скважину на место установки герме тизирующего элемента, общий вид; на иг.2 - пробка-клапан устройства в среднем положении; на фиг.З - проб- ка-клапан во втором крайнем (пра- ;15 эом) доложении,

Устройство (фиг.J) содержи корпус 1 с каналами 2-5, гидравлическое реле 6 времени с клапаном 7, управляемым соленоидом 8, воздушной камерой 9, радиальным цилиндром 10, в котором установлены пробка-клапан 13 в виде трехпозиционного золотника с кольцевой проточкой и срезные элементы 12. С корпусом .1 жестко соединен гидроцилиндр J3, в котором размещен силовой поршень 14, образующий с гидроцилиндром J3 заполненную несжимаемой жидкостью полость 15, сообщающуюся через каналы 1-4, реле 6 времени и открытьш клапан 7 с воздзотной камерой 9, а через дополнительный канал 5 - с радиальным цилиндром 10, Герметизирующий элемент 16 размещен на оправке 17 между гидроцилиндром 1335 и опорой J8, разъемно установ-ленной на хвостовике 19 силового поршня 14, образующей с хвостовиком J9 воздушную полость 20, Головка 21 устройст- Bajимеющая тягу 22, соединена с ка- 40 белем 23 и посредством срезных штифтов 24 с корпусрм 1 устройства, Тяга 22 служит для закрепления пробки-клапана J1 в первом (левом) крайнем положении в радиальном цилинд- 45 ре 10, причем в среднем положении пробки-клапана 11 надПоршневая полость 15 сообщается с воздушной камерой 9, а во втором (правом) крайнем положении - с пространством за 50 корпусом 1 устройства.

Перед спуском устройства в скважину силовой поршень 14 устанавливается в нижнее положение, а пробкаг клапан 11 в исходное состояние, кото-55 рое фиксируется тягой 22. Полость 15, каналы 2,3 и 5 и радиальный цилиндр 10 заполняются несжимаемой жидкостью, Клапан 7 устанавливается в закрытое

0

25

30

Q 5

35 40 45 50

55

положение, препятствующее перетеканию жидкости в канал 4 и воздушную камеру 9. Герметизирующий элемент J6 с оправкой 17 устанавливается на нижнем торце гидроцилиндра J3, Нижняя опора 18 устанавливается на уплотняемую поверхность хвостовика J9 силового поршня и поджимает герметизирующий элемент J 6 и оправку 7 к нижнему торцу гидроцилиндра J3. Головка 2 устройства посредством срезных штифтов 24 соединяется с корпусом 1, после чего устройство готово к спуску в скважину. При нахождении устройства в скважине гидростатическое давление скважинной жидкости прижимает опору 18 к хвостовику 19 силового поршня и стремится сжать жидкость в полости 15, Поскольку жидкость несжимаема и находится в герметизированном про- странстве, то ее давление также равно гидростатическому давлению скважинной жидкости и силовой поршень 14 остается неподвижным.

После спуска устройства на место установки по кабелю 23 на соленоид 8 подается электрический ток. Сердечник соленоида перемещается, открывая клапан 7 и сообщая каналы 3 и 4. Давление в полости 15 снижается и силовой поршень 14 начинает под воздейст - вием действующего на него перепада давления перемещаться вверх. Усилие перемещения силового поршня равно .; произведению уплотняемой площади си- ;лового поршня на действующий на него перепад давления. Герметизирующий элемент 16 конструктивно выполнен так, что его сопротивление сжатию меньше, чем усилие прижатия нижней опоры 18 к хвостовику 19 силового поршня, поэтому при перемещении силового порш- ея 14 происходит деформирование герметизирующего элемента 16 и его при-- жатие к стенкам скважины. По мере перемещения силового поршня 14 жидкость из полости.15 вытесняется в воздушную камеру 9 через гидравлическое реле 6, что ликвидирует динамические нагрузки на элементы устройства. После деформирования герметизирующего элемента 16 происходит касание нижнего торца оправки J7 и верхнего торца опоры J8, что вызывает остановку перемещения опоры 18. Перемещение -силового поршня 14 и хвостовика 19 силового поршня продолжается, поскольку конструктивно выполняется

превышение уплотняемой площади силового поршня 14 над уплотняемой площадью хвостовика 19 силового поршня, а следовательно, и усилие перемещения силового поршня 14 больше усилия прижатия хвостовика J9 силового поршня к опоре 18. -При продолжающемся перемещении вверх силового поршня i4 происходит рассоединение хвостовика 1910 силового поршня от опоры J8 и установленного к скважине герметизирующего элемента 16. После этого натяжением кабеля 23 устройство поднимается на поверхность,15

Если в случае засорения клапана 7 гидравлического реле 6 или перегорания обмотки соленоида 8 в процессе деформирования герметизирующего элемента 16 силовой поршень 14 не прихо- 20 дит в верхнее положение и не достигается разуплотнение опоры 8 от хвостовика 19 силового поршня, то может возникнуть прихват устройства в сква тяжение кабеля 23 производится с личенным усилием, достаточным для го, чтобы действующий на пробку-кл пан J1 перепад давления разрушить срезные элементы 12, При этом п роб ка-клапан 11 перемещается в крайн положение (фиг.З). Полость J5 м ка нал 2 сообщаются со скважиной. При дальнейшем натяжении кабеля 23 уст ройство поднимается на поверхность на месте остается частично деформи ванный герметизирующий элемент 16 оправке 17 и силовой поршень }4 с хвостовиком 19 и опорой 38,0

Для последующего использования устройства по установке герметизя рующего элемента к скважине жидкос из его воздушной камеры 9 перекачи вается в полость J5, сил::зой поршень J4 перемещается в нижнее поло жение, пробка-клапан .11 устаказлкЕ ется в исходное положение г- фиксир

30

35

жине. При этом производится натяжение 25 ется тягой 22. Новый герметизг-ш то- кабеля 23 с усилием, необходимым для разрушения срезных штифтов 24. При ЭТОМ головка 21 устройства вместе с тягой 22 перемещается вверх на величину свободного хода и освобождает пробкуг-клапан JJ , При продолжающемся натяжении кабеля 23 давление жидкости в полости J5 (а следовательно, и в канале 5 и в радиальном цилиндре J О под пробкой-клапаном 13) ока- зьшается ниже гидростатического давления скважинной жидкости. Величина действующего на пробку-клапан JJ перепада давления равна частному от деления усилия натяжения кабеля на уплоч няемую площадь силового поршня 14, Под воздействием перепада давления пробка-клапан 1J перемещается в среднее положение до упора торцом в срезные элементы 12 (фиг.2). Несжимаемая жидкость из полости 15 через канал 2 и проточку на пробке- клапане 11 перетекает в воздушную камеру 9, Дальнейшее деформирование герметизирующего элемента 36, разуплотнение опоры J8 от Хвостовика J 9 силового поршня и извлечение устройства на поверхность производится обычным путем,

Б случае прихвата опоры 18 при установке герметизирующего элемента 16 на деформированном участке ствола скважины также может возникнуть прихват устройства. При этом нащий элемент J6 с оправкой 7 устан ливается на нижнем торце гидроцили ра 33, а на уплотняемую поверхност хвостовика J9 си-повог о nopuiHH 14 танавливается спора J8, Устанавлив ются срезные элементы 12.. а .голсз ка 2J .устройства соединяется с кор сом 1 штифтами 24,

Форм, ула изобретен if

Устройство для установки гермети зирующего элемента в скважине содержащее корпус с каналами и воздуш

40 ной камерой жестко соединенна с корпусом гидроцилиндр с размещенным в нем силовым поршнем, обрадумщим с гидроцилиндром заполненную жидкость надпоршневую полость, сообщающуюся.

45 через каналы, реле времени, клапаи воздушной камерой, соеднкенкый жест ко с силовым поршнем хвостовика .с разъемной опорой, и установленный между нижним торцом гидроц:-шйндра и

50 разъемной опорой хвбстовика гермети

зирующий элемент с оправкок, о т личающее ся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства и обеспечения безопасног 55 извлечения его из скважи.ны,, ч корпу се выполнен дополнительный канал и радиальный цилиндр с пробкой-клапаном в виде трехпозиционного золотни ка с кольцевой проточкой для сообще

1015

92094

тяжение кабеля 23 производится с увеличенным усилием, достаточным для того, чтобы действующий на пробку-клапан J1 перепад давления разрушить срезные элементы 12, При этом п роб- ка-клапан 11 перемещается в крайнее положение (фиг.З). Полость J5 м канал 2 сообщаются со скважиной. При дальнейшем натяжении кабеля 23 устройство поднимается на поверхность,а на месте остается частично деформированный герметизирующий элемент 16 на оправке 17 и силовой поршень }4 с хвостовиком 19 и опорой 38,0

Для последующего использования устройства по установке герметизя - рующего элемента к скважине жидкость из его воздушной камеры 9 перекачивается в полость J5, сил::зой поршень J4 перемещается в нижнее поло-- жение, пробка-клапан .11 устаказлкЕа™ ется в исходное положение г- фиксиру30

35

25 ется тягой 22. Новый герметизг-ш то-

щий элемент J6 с оправкой 7 устанав ливается на нижнем торце гидроцилиндра 33, а на уплотняемую поверхность хвостовика J9 си-повог о nopuiHH 14 устанавливается спора J8, Устанавливаются срезные элементы 12.. а .голсз- ка 2J .устройства соединяется с корпусом 1 штифтами 24,

Форм, ула изобретен if я

Устройство для установки герметизирующего элемента в скважине содержащее корпус с каналами и воздуш40 ной камерой жестко соединенна с корпусом гидроцилиндр с размещенным в нем силовым поршнем, обрадумщим с гидроцилиндром заполненную жидкостью надпоршневую полость, сообщающуюся.

45 через каналы, реле времени, клапаи с воздушной камерой, соеднкенкый жестко с силовым поршнем хвостовика .с разъемной опорой, и установленный между нижним торцом гидроц:-шйндра и

50 разъемной опорой хвбстовика гермети25 ется тягой 22. Новый герметизг-ш то-

зирующий элемент с оправкок, о т личающее ся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства и обеспечения безопасного 55 извлечения его из скважи.ны,, ч корпусе выполнен дополнительный канал и радиальный цилиндр с пробкой-клапаном в виде трехпозиционного золотника с кольцевой проточкой для сообще-51А39209

надпоршневой полости идроцилинд- лотника, воздушной камерой через радиальцилиндр в среднем положении зо22.

11

Ю

жиной - ник а.

лотника,

а для сообщения ее жиной - в крайнем положении ник а.

5 //2

Редактор В.Бугренкова

/г.З

Составитель Л.Фарукшин

Техред М.Дидык Корректор В.Романенко

(ри.г