Устройство для испытания обсадной колонны на герметичность в скважине Советский патент 1989 года по МПК E21B17/00 E21B34/10 

сл

ный относительно него стакан 26. Устройство также имеет седло под бросовый шар 21, вьтолнеиное в виде ступенповерхностью большей ступени 17 каналов 22 в рабочем положении устр-ва. Жидкость из бурильной колонны через

чатой втулки 18, расположенной в верх-с отверстие полость ступени 17 и каналы

ней части патрубка 16, подпружиненной относительно него и установленной с возможностью перекрытия ее боковой

22 изливается в скважину, что обеспечивает подъем и отворачивание труб без сифона. 2 ил.

поверхностью большей ступени 17 каналов 22 в рабочем положении устр-ва. Жидкость из бурильной колонны через

22 изливается в скважину, что обеспечивает подъем и отворачивание труб без сифона. 2 ил.

Изобретение относится к бурению скважин. Цель - повышение эффективности работы за счет обеспечения многократной опрессовки при исключении гидравлических ударов. Для этого с нижней частью опоры 10 жестко связан ступенчатый в верхней части по внутренней поверхности патрубок 16 с осевым каналом и радиальными каналами 22 в верхней части. В нижней части полости патрубка 16 расположен подпружиненный относительно него стакан 26. Устройство также имеет седло под бросовый шар 21, выполненное в виде ступенчатой втулки 18, расположенной в верхней части патрубка 16, подпружиненная относительно него и установленной с возможностью перекрытия ее боковой поверхностью большей ступени 17 каналов 22 в рабочем положении устр-ва. Жидкость из бурильной колонны через отверстие полость ступени 17 и каналы 22 изливается в скважину, что обеспечивает подъем и отворачивание труб без сифона. 2 ил.

Изобретение относится к бурению, а именно к устройствам для испытания на герметичность обсадных колонн скважин.

Цель изо-бретепия - повышение эффективности в работе за счет обеспечения многократной опрессовки при исключении гидравлических ударов.

На фиг. 1 изображено устройство для испытания обсадной колонны на герметичность перед спуском в скважину, разрез , на фиг. 2 - то же, при испытании.

Устройство для испытания обсадной колонны на герметичность включает предназначенный для связи с колонной бурильных труб переводник 1, к которому присоединен корпус 2 с осевым каналом 3. На наружной поверхности корпуса 2 установлен с возможностью ограниченного осевого перемещения поршень А с обечайкой 5, перекрывающей радиальные каналы 6, сообщающие полость 7 переводника и полость корпуса со скважиной. В переводнике 1 выполнено отверстие 8, сЪобщгиощее полость переводника с надпоршневой полостью 9. Поршень 4 установлен с возможностью взаимодействия через опору 10 с уплотнительным элементом 11, расположенным на корпусе 2. Под уплотнительным элементом 11 установлена жестко связанная с корпусом опора 12. Тело уплотнительного элемента 11 армировано внутри упругодеформируемыми элементами, выполненными, например, в виде равномерно расположенных по кольцевому сечению изогнутых пластин 13, обращенных вьтуклостью к наружной поверхности уплотнителя 11 и взаимодействующих в средней части с упругодеформируемыми разрезными кольцами 14, или в виде пружины 15 сжатия, вьтолненной в виде вьтуклого цилиндра второго порядка. С нижней частью опоры 12 жестко связан патрубок 16, вьтолненный в верхней части со

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ступенью 17 большего диаметра внутренней его поверхности. В осевом канапе патрубка 16 в верхней его части установлено седло в виде втулки 18 с отверстием 19 и уплотнением 20 под бросовый шар 21, диаметр которого меньше диаметра отверстия 19. В верхней части патрубка на ступени 17 выполнены радиальные каналы 22 для сообщения полости патрубка с затрубным пространством. Втулка 18 выполнена ступенчатой и подпружинена относительно патрубка пружиной 23, расположенной в расточке 24 патрубка, диаметр которой меньше диаметра ступени 17 и соответствует меньшей ступени втулки 18.

Диаметр ступени 17 патрубка соответствует диаметру большей ступени втулки 18, причем последняя в рабочем положении устройства (фиг. 2) боковой поверхностью имеет возможность перекрытия радиальных каналов 22 патрубка 16. В нижней части полости патрубка 16 в расточке 25 под втулкой 18 установлен стакан 26, взаимодействую щий с пружиной 27. Стакан 26 имеет полость 28, а расточка 25 сообщается со скважиной отверстием 29, выполненным в нижнем торце патрубка 16.

Устройство работает следующим образом.

В положении, показанном на фиг.1, без бросового шара 21 устройство на колонне бурильных труб спускают в скважину (не показана) в требуемый интервал. При этом колонна бурильных труб заполняется жидкостью из скважины через отверстие 19 каналы 22 и 3 и полость 7, чем исключаются трудозатра 1;ы и время, связанные с доливом труб. После спуска в колонну бурильных труб забрасывают шар 21 и включают часос для нагнетания жидкости. При посадке шара 21 на уплотнение 20 канал 3 перекрывается, и давление жидкости над втулкой 18 начинает возрастать, вслед5

ствие чего втулка 18 смещается вниз, сжимая пружину 23, Перемещение втулки 18 осуществляется до ее упора в торец ступени 17, при этом перекрывают- ря радиальные каналы 22 и возрастающим давлением шар 21 вытесняется через уплотнение 20. При перемещении шара 21 через уплотнение 20 в полости расточки 24 возрастает давление, усилием которого стакан 26 отжимается вниз сжимая пружину 27 и вытесняя жидкость из полости расточки 25 через отверстие 29 в скважину. Пройдя уплотнение 20, шар 21 падает под собственным весом в полость 28 стакана 26 (фиг. 2). За счет повышения давления в отверстии 19 втулки и расточки 24 патрубка 16 по сравнению со скважиной и разницы площадей торцов втулки 18, последняя прижимается вниз и тем самым постоянно на время нагнетания жидкости перекрывает отверстия 22, обеспечивая проведение испытаний.

153

По- мере увеличения давления в колон-25 от действия пружин 27 и 23 поршень

не труб и полости 9, куда жидкость нагнетается через отверстие 8,поршен 4 постепенно перемещается вниз, сжимая через опору 10 уплотнительный элмент 11, в котором упругодеформируе- мые элементы 13 или 15, сжимаясь, увличивают величину прогиба в средней части и тем самым прижимают резину уплотнителя к стенке обсадной колонн

При величине давления в полости 9 равном давлению пакеровки, обсадная колонна герметично разобщена и обечайка 5 открывает радиальные каналы 6, вследствие чего жидкость нагнетается из полости 7 в испытуемый участок обсадной колонны. При этом поршень 4 с обечайкой 5 не возвращается в исходное положение, так как хотя давление в полости 7 и несколько снижается за счет сообщения радиальных каналов 6 со скважиной, вследствие дросселирующего эффекта отверстия 8 давление в полости 9 снижается медленнее. Кроме того, хотя сжатые элементы 13 и 15 стремятся переместить опору 10, а следовательно, и поршень 4 вверх, это перемещение замедляется релаксацией резины и ее трением о стенки обсадной колонны. Дальнейшее нагнетание жидкости в скважину до величины давления пакеровки, а затем и оПрессовки, приводит к тому, что усилия на поршне 4 сверху и снизу уравновешиваются и дальнейшее сжатие

0738

уплотнительного элемента 11 происходит за счет эффекта самоуплотнения. После вьщержки под давлением опрес- совки давление стравливают вначале в скважине до величины давления паке- ровки,при этом поршень 4 постепенно от действия опоры 10, взаимодействующей с разжимающимися элементами 13

10 или 15 перемещается вверх и закрывает радиальные каналы 6. Таким образом полость скважины отделяется от полости 7.

Однако уплотнительный элемент 11

15 еще деформирован, так как в колонне труб и полости 9 давление пакеровки сохраняется. После снятия давления в скважине стравливают давление в колонне бурильных труб, вследствие чего

20 уплотнительный элемент 11 постепенно возвращается в исходное положение благодаря воздействию элементов 13 или 15. После выравнивания давлений в колонне бурильных труб и в скважине

35

40

ЗО

45

50

5

втулка 18 возвращаются в исходное положение, вследствие чего радиальными каналами 22 скважина гидравлически сообщается с полостью уплотнительного элемента, а следовательно, и с колонной бурильных труб.

При необходимости поинтервального испытания устройство поднимают выше. При этом жидкость из колонны бурильных труб через полость 7, канал 3, отверстие 19, полость верхней ступени 17 и радиальные каналы 22 изливается в скважину, что обеспечивает подъем и отворачивание труб без сифона. Порядок проведения испытаний прежний с очередным сбрасыванием шара 21, т.е. каждое испытание в новом интервале требует забрасывание еще одного шара 21, в связи с чем полость 28 стакана 26 имеет необходимую величину для размещения нескольких шаров.

Формула изобретения

Устройство для испытания обсадной колонны на герметичность в скважине, включающее корпус с радиальными каналами, установленный на наружной поверхности корпуса с возможностью ограниченного осевого перемещения и взаимодействия с уплотнительным элементом поршень, опору, связанную с корпусом и расположенную под уплотнительным элементом, и установленное в осевом канале корпуса седло под бросовый шар, отличающееся тем, что, с целью повьппения эффектив- ности в работе за счет обеспечения t многократной опрессовки при исключении гидравлических ударов, оно снабжено жестко связанным с нижней частью опоры ступенчатым в верхней части по внутренней поверхности патрубком с осевым каналом и радиальными каналами в верхней части и расположенным в нижней части полости патрубка подпружиненным относительно него стаканом, причем седло под бросовый шар выполнено в виде ступенчатой втулки, расположенной в верхней части патрубка, подпружиненной относительно него и установленной с возможностью перекрытия ее боковой поверхностью большей ступени радиальных каналов патрубка в рабочем положении устройства.

фи&2