Устройство для освоения скважин Советский патент 1991 года по МПК E21B43/25 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к освоению скважин свабированием, т.е. понижением уровня в них при помощи специального поршня (сваба). спускаемого в скважину на кабеле.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства при использовании его в насосно-компрессорных трубах разного диаметра при одновременном улучшении его проходимости.

На фиг. 1 приведены принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 сваб при спуске вниз, общий вид на фиг 3 - то же, при ходе вверх

Устройство включает участки скважины с расположенными в ней эксплуатационной колонной 1, с интервалом перфорации высотой Н, НКТ 2, геофизическим бронированным груэонесущим кабелем 3, на котором размещены и жестко закреплены сваб 4 и дистанционные скважинные приборы5, содержащие датчики давления, например. МД-36 и датчики состава и притока типа СТД и ВБСТ.

О 00 О

00 4

Сваб содержит корпус 6, снабженный уплотнительной манжетой 7, вложенной внутрь пластинчатого каркаса 8 рессорного гипа с нижним кольцом 9 каркаса и верхним скользящим кольцом 10 каркаса, снабженными пружинами сжатия 11 и растяжения 12 соответственно, узел регулировки диаметра di манжеты, состоящий из подвижного кольца 13, зафиксированного от прово- рота относительно корпуса 6 и жестко связанного с пружиной 12, и регулировочной гайки 14, узел крепления кабеля, состоящий из опорной шайбы 15, закрепленной в корпусе, на которую опираются клиновые шлипсы 16с поджимной гайкой 17.

Предохранительный клапан, состоящий из седла 18 клапана, выполненного внутри корпуса 6, затвора 19 клапана, хвостовик которого с помощью регулировочной гайки 20, стопорного кольца 21 и подвижной втулки 22 жестко с помощью винтов 23 связан с верхним скользящим кольцом 10 пластинчатого каркаса 8, содержит элемент уплотнения кабеля - резиновую манжету 24, вложенную в опорную шайбу 25, зафиксированную в корпусе стопорным кольцом 26, предохранительный клапан, конусная часть 27 затвора которого выполнена снаружи корпуса 6, а седло - в нижнем кольце 9 каркаса, поджимаемом к затвору через пружину 11 гайкой 28, стопорящейся (относительно корпуса) гайкой 29. В гайке 29, опорной шайбе 25 и корпусе 6 выполнены окна 30-32 соответственно.

Кроме того, на фиг. 2 и 3 d1 - наружный диаметр манжеты-воронки 7 в НКТ, устанавливаемый предварительно в зависимости от внутреннего диаметра НКТ; d2 - наружный диаметр , манжеты-воронки 7 в рабочем положении, при подъеме столба жидкости, регулируемый путем изменения размера Hi - расстояния между конусной частью седла 18 и затвора 19 клапана в закрытом положении (фиг. 3) и винтами 23, жестко связывающими кольцо 10 с хвостовиком клапана через детали 20-22.

Устройство работает следующим образом.

Перед спуском в НКТ (фиг. 2) через сваб внутри коаксиально пропускают кабель 3 и к кабелю подсоединяют дистанционный прибор 5 (фиг. 1). Сваб на кабеле временно не фиксируется. Далее, оставляя сваб на поверхности (на лубрикаторе), производят спуск скважинного прибора 5 в НКТ и далее в эксплуатационную колонну. На определенной длине кабеля прекращают спуск скважинного прибора и с помощью клиновых шлипсов 16, упирающихся в опорную

шайбу 15, и гайки 17 жестко фиксируют сваб на кабеле 3.

Выбор расположения сваба на кабеле зависит от мощности подъемника, номинального разрывного усилия применяемого кабеля, расположения в скважине интервала перфорации или исследуемого отдающего интервала и его высоты Н, определяющей в дальнейшем ход свабирования.

0 Перед спуском сваба в Н КТ в зависимости от их внутреннего диаметра с помощью гайки 14 через подвижное кольцо 13, пружину 12 растяжения, жестко связанную с кольцом 13 и верхним скользящим кольцом 10

5 пластинчатого рессорного каркаса 8, устанавливают необходимый наружный диаметр манжеты-воронки 7, вложенной в пластинчатый каркас 8 рессорного типа. Затем продолжают спуск дистанционного при0 бора в эксплуатационную колонну, а сваба в НКТ. При этом спуск сваба происходит значительно легче по сравнению с аналогами за счет исключения силы трения манжеты-воронки о внутреннюю поверхность

5 МКТ, достигаемого путем регулировки диаметра di и установления тем самым зазора между ними (фиг. 2), а также за счет значительного веса уже спущенного в скважину бронированного геофизического кабеля с

0 дистанционным прибором, произведенного до закрепления на нем сваба.

В процессе спуска сваба в НКТ затвор 19 клапана находится в приподнятом положении, образуя зазор между конусными ча5 стями затвора и седла 18 клапана, так как хвостовик затвора клапана конструктивно связан с кольцом 10, а оно через детали 12-14 - с диаметром di. В процессе спуска сваба в НКТ, заполненные жидкостью, жид0 кость проходит через окна 30, зазор между затвором 19 и седлом 18 клапана и выходит через окна 32. Кроме того, жидкость проходит также в зазоре между наружным диаметром манжеты-воронки 7 di и внутренним

5 диаметром НКТ, при этом зазор в процессе спуска увеличивается по сравнению с предварительно отрегулированным перед спуском из-за присутствующего эффекта поршневания, так как кольцо 10 выполнено

0 скользящим и подвешенным на пружине 12 относительно корпуса 6.

Прохождение жидкости через сваб в процессе спуска в НКТ показано стрелками на фиг. 2. Сваб опускают в НКТ на опреде5 ленную глубину, ограниченную предельным усилием срабатывания предохранительного клапана (затвор 27, седло 9), выбранным и равным по величине, например, половине номинального разрывного усилия геофизического кабеля. Геофизические кабели в зависимости от конструкции имеют различные величины разрывных усилий и потому выбор усилия, при котором срабатывает предохранительный клапан, может быть осуществлен индивидуально за счет подбо- ра пружиныД1 и усилия поджатия ее гайкой 28. После спуска сваба на определенную глубину, контроль которой осуществляется по сельсину- счетчику глубины спуска кабеля, начинается подъем сваба и столба жид- кости.

При этом затвор 19 клапана (фиг. 3), жестко связанный со скользящим кольцом 10 манжеты-воронки 7, за счет веса столба поднимаемой жидкости (перепада давления над и под свабом) прижимается своей конусной частью к седлу 18 клапана, одновременно сжимая резиновую шайбу, которая, имея упор снизу в шайбу 25 и ограничение по наружному диаметру, выполненные в ви- де буртиков в деталях 25 и 19, уплотняет своим внутренним диаметром кабель 3, а манжета-воронка 7 и пластинчатый каркас 8 увеличиваются в поперечном размере до диаметра d2 и прижимаются к внутренней стенке НКТ. При этом сила прижатия (коэффициент трения) манжеты-воронки к внутренней поверхности НКТ в рабочем положении - при подъеме столба жидкости может быть отрегулирована предварительно перед спуском сваба в НКТ в зависимости от ее внутреннего диаметра.

Регулировку осуществляют следующим образом. Прижимают хвостовик 19 клапана к его седлу 18 (фиг. 3), не отпуская хвосто- вик, вращают в необходимую сторону гайку 20, тем самым изменяя размер Hi и добиваясь, соответственно, необходимого диаметра манжеты-воронки 02. который можно контролировать шаблоном или любым из- мерительным инструментом. В случае значительного случайного спуска кабеля со свабом, а следовательно, подъема большего по высоте столба жидкости, чем по выбранной норме, срабатывает предохранительный клапан. В этом случае пружина 11 сжимается и седло, выполненное в нижнем кольце 9 каркаса 8, отходит от затвора 27. образуя зазор, в который пропускается избыток жидкости, что не позволяет поднять столб жидкости бол ше выбранного веса и автоматически предохраняет кабель от разрыва. Формула изобретения Устройство для освоения скважин, содержащее спускаемый на кабеле и связанный с ним узлом крепления полый корпус с радиальными каналами, в котором установлен предохранительный клапан с затвором и хвостовиком, и размещенную на корпусе уплотнительную манжету, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства при использовании его в насосно-компрессорных трубах разного диаметра при одновременном улучшении его проходимости, оно снабжено узлом предварительного регулирования наружного диаметра уплотнительной манжеты, который выполнен в виде жестко связанных с хвостовиком затвора гайки со стопорным кольцом и подпружиненной пружиной растяжения втулки, и установленной в корпусе нижней опорной шайбы с осевым каналом и уплотнительного элемента, размещенного в опорной шайбе с возможностью взаимодействия с затвором клапана и кабелем, при этом узел крепления кабеля выполнен в виде клиновых шлипсов с внутренней поверхностью под кабель, размещенной в корпусе верхней опорной шайбы, на которой установлены шлипсы, и поджимной гайки, размещенной в корпусе с возможностью взаимодействия со шлипсами.

Изобретение относится к горной промышленности. Цель - повышение надежности устройства в работе при использовании его в насосно-компрессорных трубах разного диаметра при одновременном улучшении его проходимости. Для этого узе л предварительного регулирования наружного диаметра уплотнительной манжеты выполнен в виде жестко связанных с хвостовиком затвора гайки со стопорным кольцом и подпружиненной пружиной растяжения втулки, установленной в корпусе нижней опорной шайбы с осевым каналом и уплотнительного элемента, размещенного в опорной шайбе с возможностью взаимодействия с затвором клапана и кабелем. Последний имеет узел крепления, выполненный в виде клиновых шлипсов с внутренней поверхностью под кабель, размещенной в корпусе верхней опорной шайбой, на которой установлены шлипсы, и поджимной гайки, размещенной в корпусе с возможностью взаимодействия с шлипсами. Хвостовик клапана прижимаю к его седлу, не отпуская хвостовик, вращают в необходимую сторону гайку, тем самым изменяют расстояние между конусной частью седла и затвором клапана в закрытом положении и добиваются, соответственно, необходимого диаметра манжеты - воронки, который можно контролировать шаблоном или любым измерительным инструментом. 3 ил. ё

Фиг.1

фиг. 2

фие.З