Устройство для разобщения скважин Советский патент 1992 года по МПК E21B33/12 

зволяющие прЬизводить подачу жидкости в подпакерную зону, например, для гидравлического разрыва пластов.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей устройства.

Для этого устройство для разобщения скважины, имеющее корпус с продольными вырезами и разделительной перегородкой, поршень со штоком, свободно размещенный в корпусе герметизирующий элемент, содержащий предварительно растянутый уплотнитель и жестко связанные с его торцами нижнюю и верхнюю опору со стержнем, размещенным в продольном вырезе корпуса, снабжено расположенными друг над другом срезными седлами, одно из которых связано с нижней частью штока, а другое - с нижней опорой уплотнителя и установлено с возможностью взаимодействия с нижним торцом штока, верхняя опора уплотнительного элемента выполнена с хвостовиком, образующим с корпусом между разделительной перегородкой и поршнем полость, а хвостовик имеет в верхней части радиальное отверстие и зубчатую наружную поверхность, шток выполнен с выступами по концам и имеет в верхней части поверхность, ответную зубчатой поверхности хвостовика, причем поршень и шток выполнены полыми и установлены с возможностью относительного продольного перемещения.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство для разобщения скважин имеет корпус 1 с продольными сырезами 2 и разделительной перегородкой 3, поршень А с полым штоком 5, свободно размещенный в корпусе 1 герметизирующий элемент 6, содержащий предварительно растянутый уплотнитель 7 и жестко связанные с его торцами нижнюю 8 и верхнюю 9 опоры,со стержнем 10, размещенным в продольном вырезе 2 корпуса 1. Кроме того, устройство содержит расположенные друг над другом срезные седла 11 и 12. Седло 11 связано с нижней частью штока 5, а седло 12 - с опорой 8 уплотнителя 7 и установлено с возможностью взаимодействия с нижним торцом 13 штока 5. Верхняя опора 9 уплотнителя 7 выполнена с хвостовиком 14, образующим с корпусом 1 между разделительной перегородкой 3 и поршнем 4 полость 15, а хвостовик 14 имеет в верхней части радиальное отверстие 16 и зубчатую наружную поверхность 17. Шток 5 выполнен с выступами 18 по концам и имеет в верхней части поверхность 19, ответную зубчатой поверхности хвостовика 14, и радиальное отверстие 20. Поршень 4 и шток 5

выполнены полыми и установлены с возможностью относительного продольного перемещения.

Нижняя опора 8 уплотнителя 7 снабжена ловушкой 21 с продольными окнами 22. Устройство работает следующим образом.

Уплотнитель 7, имеющий диаметр, превышающий диаметр перекрываемой сква0 жины, предварительно растягивают до диаметра, несколько меньшего, чем внутренний диаметр корпуса 1, с помощью седла 12 фиксируют деформированное состояние и размещают его в корпусе 1 с

5 зазором, что исключает эффект самозакрепления уплотнителя 7 при его выталкивании из корпуса 1.

Посредством переводника устройство соединяют с колонной насосно-компрес0 сорных труб (проводник и трубы на чертеже не показаны) и опускают в скважину. В зависимости от ожидаемого перепада давлений с компоновку может быть включен гидравлический якорь.

5 Во время спуска устройства промывочная жидкость через продольные окна 22 ловушки 21 и отверстия срезных седел 11, 12 попадает во внутреннюю полость штока 5 и заполняет колонну НКТ,

0 При достижении необходимой глубины спуска в колонну НКТ бросают шарик, который садится в срезное седло 12, и прокачивают жидкость. Под действием возникающего перепада давлений поршень

5 4 опускается вниз и, воздействуя на хвостовик 14, выталкивает из корпуса 1 уплотнитель 7, полый шток 5 и ловушку 21.

После прохождения всей длины продольных вырезов 2 стержень 10 упирается в

0 тело корпуса 1 и воспринимает усилие, образующееся при действии перепада давлений на поршень 4 и срезное седло 12 с шариком. Под действием этого усилия происходит разрушение срезаемого элемента

5 седла 12. прочность которого ниже прочности стержня 10, иосвобождение уплотнителя 7. Под действием упругих сил уплотнитель 7 сокращается в длине, прижимается к стенкам скважины, обеспечивая

0 начальную герметизацию кольцевого зазора скважины. Седло 12 вместе с шариком падает в ловушку 21.

После этого производят гидравлический разрыв пласта по известной техноло5 гии. При действии перепада давлений в подпакерной зоне во время ГРП происходит окончательное уплотнение кольцевого зазора за счет эффекта самоуплотнения.

По окончании гидравлического разрыва пласта в колонну НКТ бросают другой шарик, который садится в срезаемое седло 11. и прокачивают жидкость, В результате этого создается перепад давлений, под действием которого полый шток 5 опускается и воздействует выступом 18 на нижнюю опору 8 уплотнителя 7, растягивая его до ди аметра, несколько меньшего, чем внутренний диаметр корпуса 1. В этот момент зубчатая поверхность 19 полого штока 5 входит в зацепление с зубчатой поверхностью 17 хвостовика 14 и фиксирует деформированное состояние, а радиальное отверстие 20 совпадает с радиальным отверстием 16. В результате поток прокачиваемой жидкости попадает в полость 15, воздействует на пор- шень 4, жестко связанный с хвостовиком 14 верхней опоры уплотнителя 7, и поднимает его в корпусе 1.

После упора поршня 4 в уступ корпуса 1 резко возрастает давление и происходит разрушение срезаемого элемента седла 11, которое вместе с шариком падает в ловушку 21, освобождая внутреннюю полость штока 5, обеспечивая тем самым возмож- ность слива жидкости из колонны насосно- компрессорных труб при их подъеме. После этого поднимают устройство на jtosepxность.У/Л (Яг

13 Ы

Формула изобретения Устройство для разобщения скважин, имеющее корпус с продольными вырезами и разделительной перегородкой, поршень со штоком, свободно размещенный в корпусе герметизирующий элемент, содержащий предварительно растянутый уплотнитель и жестко связанные с его торцами нижнюю и верхнюю опору со стержнем, размещенным в продольном вырезе корпуса, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, оно снабжено расположенными друг над другом срезными седлами, одно из которых связано с нижней частью штока, а другое - с нижней опорой уплотнителя и установлено с возможностью взаимодействия с нижним торцом штока, верхняя опора уплотнитель- ного элемента выполнена с хвостовиком, образующим с корпусом между разделительной перегородкой и поршнем полость, а хвостовик имеет в верхней части радиальное отверстие и зубчатую наружную поверхность, шток выполнен с выступами по концам и имеет в верхней части поверхность, ответную зубчатой поверхности хвостовика, причем поршень и шток выполнены полыми и установлены с возможностью относительного продольного перемещения.

Использование: для разобщения межтрубного пространства, например, при гидравлическом разрыве пластов, Сущность изобретения: устройство имеет корпус с продольными вырезами и разделительной перегородкой, поршень с полым штоком, герметизирующий элемент, содержащий предварительно растянутый уплотнитель и верхнюю и нижнюю опоры. Верхняя опора выполнена с хвостовиком, образующим с корпусом полость и имеющим в верхней чаИзобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин и. в частности, к пакерному оборудованию для разобщения межтрубного пространства, например, при гидравлическом разрыве пластов. Известно устройство для разобщения ствола скважины, состоящее из штока с радиальным каналом, герметизирующего элемента, включающего ограничительное кольцо, ограничительную резиновую манжету и уплотнительную манжету фонаря, и клапанного узла. сти радиальные отверстия и зубчатую поверхность для взаимодействия с поверхностью полого штока. В нижней части полого штока установлены друг под другом срезные седла под Ьросовые шары Первый из шаров садится на нижнее седло, связанное с нижней опорой уплотнителя и нижним торцом полого штока, и под действием перепада давления из корпуса выталкивается уплотнитель и связанная с нижней опорой ловушка. После этого перемещение стопорится, нижнее седло разъединяется с нижней опорой уплотнителя, и последний принимает рабочее положение. По известной технологии производят гидравлически1 разрыв пласта, в процессе которого происходит окончательное уплотнение кольцевого зазо- ра Перед подъемом бросают второй шар и создают перепад давления. Полый шток, опускаясь, воздействует на нижнюю опору уплотнительного злемента, растягивая его до диаметра, который меньше внутреннего диаметра корпуса, и перемещается внутрь последнего. При повышении давления верхнее седло срезается и полость штока освобождается для слива жидкости при подъеме устройства из скважины. 1 ил. Известно также устройство для установки герметизирующего элемента в скважине, имеющее корпус с разделительной крышкой, поршень со штоком, предварительно растянутый герметизирующий элемент с концевыми арматурами, причем корпус выполнен с продольными вырезами, а герметизирующий элемент, свободно размещенный в корпусе, снабжен стержнем, концы которого помещены в вырезы корпуса. Известное устройство имеет ограниченные технологические возможности, не поСЛ С vj сл о сл 00 сл