Устройство для закачки реагента в скважину Советский патент 1992 года по МПК E21B33/12 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к пакерующим устройствам для разобщения пластов в скважине при раздельной закачке в них различных реагентов.

Известно устройство для закачки peaгентов в скважину, включающее корпус с рядами радиальныхотверстий, жестко закрепленный на. нем уплотнительный элемент и размещенную над ним на корпусе дифференциальную втулку с двумя рядами радиальных отверстий.

Недостатком известного устройства является жесткое крепление уплотнительного элемента на корпусе, что ухудшает его деформационно-прочностные характеристики и снижает надежность работы устройства, а наличие одной дифференциальной втулки приводит к возникновению гидравлических ударов при запакеровке устройства в скважине, что также снижает его надежность.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для закачки реагентов в скважину, включающее ствол с двумя рядами радиальных отверстий, размещенную на нем подпружиненную дифференциальную втулку с двумя рядами радиальных отверстий для последовательного совмещения с рядами отверстий ствола при ее осевом перемещении, жестко связанный с нижней частью ствола и заглушенный снизу корпус с рядами радиальных отверстий и выполненными на его концевых участках выступами, нижний из которых со стороны заглушенного низа корпуса выполнен конусным, установленную на верхнем выступе корпуса ступенчатую втулку и уплотнительный элемент, верхний концевой участок которого закреплен на ступенчатой втулке.

Недостатком известного устройства является жесткое крепление нижнего концевого участка уплотнительного элемента на корпусе, при этом осевая нагрузка на корпус при создании избыточного давления в устройстве передается на уплотнительный элемент, снижая его прочность и герметизирующую способность и надежность устройства, а подвижность верхней ступенчатой втулки вниз, связанная с наличием тяги, осложняет подъем устройства и перестановку его в скважине из-за периодического сжатия уплотнительного элемента в гармошку, что также снижает надежность работы устройства.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства.

Указанная цель достигается тем, что устройство для закачки реагентов в скважину.

содержащие ствол с двумя рядами радиальных отверстий, размещенную на нем подпружиненную дифференциальную втулку с двумя рядами радиальных отверстий для последовательного совмещения с рядами отверстий ствола при ее осевом перемещении, жестко связанный с нижней частью ствола и заглушенный снизу корпус с рядами радиальнь1х отверстий и выполненными на его концевых участках выступами, нижний из которых со стороны заглушенного низа корпуса выполнен конусным, установленную на верхнем выступе корпуса ступенчатую втулку и уплотнительный элемент, верхний концевой участок которого закреплен на ступенчатой втулке, снабжено размещенной на стволе и взаимодействующей с дифференциальной втулкой дополнительной дифференциальной втулкой-толкателем, дифференциальная полость которой сообщена с осевым каналом ствола, установленной на нижнем выступе корпуса и жестко связанной с нижним концевым участком уплотнительного элемента ступенчатой втулкой-тягой с окнами во внешней ступени, размещенными в окнах и взаимодействующими с конусной частью нижнего выступа радиально подпружиненными к корпусу шлипсами и установленным на корпусе между верхним выступом и ступенчатой втулкой упругим элементом, при этом ступенчатая втулка зафиксирована на корпусе от осевого перемещения вниз.

На фиг. 1 изображено устройство при его cnycke в скважину, общий вид; на фиг. 2 - то же, при запакеровке уплотнительного элемента; на фиг. 3 - то же, при закачке реагента е пласт.

Устройство для закачки реагентов в скважину состоит из ствола 1 с рядами радиальных отверстий 2-4. На стволе 1 размещены подпружиненная пружиной 5 дифференциальная втулка 6 с двумя рядами радиальных отверстий 7 и 8 и втулка-толкатель 9, взаимодействующая с дифференциальной втулкой 6. Ряд отверстий 8 дифференциальной втулки 6 совмещен при транспортировке устройства в скважину с рядом отверстий 4 ствола 1. Ряд отверстий 7 втулки 6 совмещается в рабочем положении устройства с рядом отверстий 3 ствола 1. Дифференциальная полость втулки-толкателя 9 через ряд отверстий 2 сообщена с осевым каналом ствола 1. С нижней частью ствола 1 жестко связан корпус 10с рядами радиальных отверстий 11 и 12, внутренняя полость которого перекрыта снизу заглушкой 13. На концевых участках корпуса 10 выполнены выступы 14 и 15. Нижний выступ 15 со стороны заглушки 13 выполнен конусным. На выступах 14 и 15 расположены соответственно ступенчатая втулка 16 и ступенчатая втулка-тяга 17, на которых закреплен гидравлический уплотнительный элемент 18. Между верхним выступом 14 и ступенчатой втулкой 16 установлен упругий элемент 19 и она зафиксирована от осевого перемещения вниз гайкой 20. Во внешней ступени втулки-тяги 17 выполнены окна 21, в которых размещены радиально подпружиненные к корпусу 10 шлипсы 22, взаимодействующие с конусной частью нижнего выступа 15 при перемещении втулки-тяги 17 вверх. Уплотнительные кольца, обеспечивающие работоспособность устройства, не показаны для удобства чтения графических материалов.

Устройство для закачки реагентов в скважину работает следующим образом.

Устройство спускается в скважину (обсадную колонну 23) на насоснокомпрессорных трубах, например, для установки между пластами 24 и 25 и последующей закачки какого-либо реагента в верхний пласт 24. При спуске в скважину насосно-компрессорные трубы и внутренняя полость устройства заполняются жидкостью из скважины через совмещенные радиальные отверстия 4 и 8 в стволе 1 и в дифференциальной втулке 6.

После спуска устройства в заданный интервал между пластами 24 и 25 закачивают в насосно-компрессорные трубы необходимый реагент и, повышая расход на устьевом насосном агрегате, создают давление, при котором уплотнительный элемент 18 пакеруется в обсадной колонне 23. Одновременно с этим втулка-толкатель 9 под действием давления перемещается вниз и передвигает дифференциальную втулку 6 так, что ее радиальные отверстия 8 смещаются относительно радиальных отверстий 4 ствола 1, герметизируя внутреннюю полость устройства от межтрубного пространства скважины. При пакеровке уплотнительного элемента 18, его нижний концевой участок вместе с втулкой-тягой 17 и шлипсами 22 перемещаются вверх. При этом шлипсы 22, взаимодействуя с конической поверхностью выступа 15, входят в предварительное зацепление с обсадной колонной 23, а корпус 10 со стволом 1 от действия давления перемещаются вниз, способствуя лучшему зацеплению шлипсов 22.

При увеличении избыточного давления в насосно-компрессорных трубах дифференциальная втулка 6, преодолевая сопротивление пружины 5, перемещается вдоль ствола 1 -до совмещения ее радиальных отверстий 7 с радиальными отверстиями 3

ствола 1. После совмещения радиальных отверстий 7 и 3 при заданном давлении осуществляется закачка реагента в пласт 24,при этом обсадная колонна 23 на устье

перекрывается, а осевая нагрузка, действующая на ствол 1 и корпус 10 от избыточного давления, полностью передается через выступ 15 на шлипсы 22, не разрушая уплотнительный элемент 18.

После закачки всей порции реагента в пласт 24 давление в насосно-компрессорных трубах сбрасывается до нуля, и устройство принимает исходное положение, позволяющее перемещать его без осложнеНИИ и затяжек уплотнительного элемента 18 вверх или вниз для проведения аналогичных операций и других интервалах обсадной колонны 23.

Техническими преимуществами изо-.

бретения в сравнении с прототипом является исключение передачи дополнительных осевых нагрузок на уплотнительный элемент, а также затяжек его в обсадной колонне при подъеме устройства на поверхность,

что повышает надежность его работы. Формула изобретения Устройство для закачки реагентов в скважину, включающее ствол с осевым каналом и радиальными отверстиями, подпружиненную телескопически установленную на стволе дифференциальную втулку с радиальными отверстиями, жестко связанный с нижней частью ствола и заглушенный снизу корпус с радиальными отверстиями и выступами на концевых участках, телескопически установленную на верхнем выступе корпуса ступенчатую втулку и уплотнительный элемент с закрепленным верхним концевым участком на ступенчатой втулке, отличающ е е с я тем, что, с целью повышения надежности в работе за счет снижения осевых нагрузок на уплотнительный элемент, оно снабжено установленной на стволе с возможностью взаимодействия с дифференциальной втулкой-толкателем, образующей со стволом дифференциальную полость, гидравлически связанную с осевым каналом ствола и ступенчатой втулкой-тягой со шлипсовым механизмом, установленной на

нижнем выступе корпуса и жестко связанной с нижним концевым участком уплотнительного элемента, причем шлипсовый механизм ступенчатой втулки-тяги расположен с возможностью взаимодействия в рабочем положении с конусной частью нижнего выступа корпуса, а ступенчатая втулка-тяга имеет возможность взаимодействия с верхним торцом последнего в крайнем нижнем положении.

L.2J

v:ir.3

Изобретение относится к горной промети и предназначено для разобщения пластов в скважине при раздельной закачке в них реагентов. Целью изобретения является повышение надежности в работе за счет снижения осевых нагрузок на уплотнитель- ный злемент. Устройство для закачки реагентов в скважину имеет размещенную на стволе 1 и взаимодействующую с дифференциальной втулкой 6 втулку-толкатель 9. Дифференциальная полость последней сообщена с осевым каналом ствола 1. Установлена втулка-толкатель 9 на нижнем выступе 15 корпуса 10. С нижним концевым участком уплотнительного элемента 18 жестко связана ступенчатая втулка-тяга 17сокнами21 во внешней ступени. В окнах 21 размещены и взаимодействуют с конусной частью нижнего выступа 15 радиально подпружиненные к корпусу 10 шлипсы 22. На корпусе 10, ме^жду верхним выступом 14 и ступенчатой втулкой 16 установлен упругий элемент 19. При этом ступенчатая втулка 16 зафиксирована накорпусе 10 от осевого перемещения вниз. При увеличении избыточного давления втулка 6, преодолевая сопротивление пружины 5, перемещается вдоль ствола до совмещения ее радиальных отверстий 7 с радиальными отверстиями 3 ствола 1. При совмещении отверстий 7 и 3 в пласт 24 закачивается реагент. Обсадная колонна 23 на устье перекрывается, а осевая нагрузка передается полностью через выступ 15 на шлипсы 22. 3 ил.^Ti^ О 00о