Устройство для установки мостов в скважине Советский патент 1993 года по МПК E21B33/14 

Изобретение относится к технике бурения и крепления нефтяных и газовых скважин и может быть использовано для установки мостов в скважине.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства за счет возможности автоматической остановки процесса продавливания тзмпонажного раствора.

На фиг. 1 изображено устройство для установки мостов в сквяжине в исходном положении; на фиг. 2 - то же, в момент перекрытия лепестками осевого канала в

опорном башмаке; на фиг. 3 - то же, в момент открытия радиальных отверстий для перелива промывочной жидкости из трубного в зэтрубное пространство при подъеме инструмента; на фиг. 4 - сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 5 - сечение Б-Б на фиг. 2.

Устройство для установки мостов в скважине включает полый корпус 1 с верхними 2 и нижними 3 радиальными отверстиями, -опорный башмак 4, помещенный в корпус 1 над радиальными отверстиями 3 и выполненный с осевыми каналом 5, а также втулку 6. помещенную в корпусе 1 и выпоя

ненную в нижней части с наружной кольцевой проточкой 7. Опорный башмак 4 выполнен с подпружиненными относительно корпуса 1 шарнирными лепестками 8, зафиксированными s транспортном положении в кольцевой проточке 7 втулки б, и выполненными в виде секторов с возможностью перекрытия канала 9 корпуса 1 в рабочем положении устройства. Механизм привода устройства в рабочее положение выполнен в виде гильзы 10, помещенной снаружи корпуса 1 на срезных элементах 11, перекрывающей верхние 2 и нижние 3 радиальные отверстия корпуса 1 и выполненной с радиальными отверстиями 12 в верхней части, фиксаторами 13 ее крайнего положения, буртом 14 с калиброванными осевыми каналами 15 и шпильками 16, жестко связывающими гильзу 10 с втулкой 6, при этом корпус 1 выполнен с прорезями 17 под шпильки 16, имеющими высоту, равную ходу втулки 6 при ее осевом перемещении, и с наружной кольцевой канавкой 18 под фиксаторы 13 конечного положения гильзы, 10. Устройство изображено в колонне 19.

Устройство работает следующим образом. .

Собранное в исходном положении устройство (см. фиг. 1) подсоединяют к спущенному в скважину инструменту (насосно- компрессорным или бурильным трубам), длина которого равна сумме интервала установки, моста и высоты столба в затрубном пространстве подлежащей использованию эластичной полимерной композиции с расчетным значением предельного напряжения сдвига (в дальнейшем полимерная композиция), и спускают в скважину, подсоединив его к инструменту, При спуске низ инструмента устанавливают на глубине нижней границы интервала установки моста, устройство при этом расположится выше верхней границы моста на интервал, равный высотестолба в затрубном пространстве подлежащей использованию полимерной.композиции. После установки устройства и , проведения подготовительных работ в трубное пространство вводят расчетное количество полимерной композиции, закачивают расчетный обьем тампонажного раствора и производят продавливание тампонажного раствора промывочной жидкостью в затрубное пространство, фиксируя изменения давления.

Полимерная композиция, двигаясь со скоростью движения продавочной жидкости, достигнув бурта 14, срежет срезные элементы 11 и сместит гильзу 10 и втулку 6 вверх. При этом шпильки 16, сместившись в прорезях 17 корпуса 1, ограничат движение

гильзы 10 и втулки 6, фиксаторы 13 войдут в кольцевую канавку 18 корпуса 1, зафиксируют положение гильзы 10 и втулки б, гильза 10 откроет радиальное отверстие 3 в корпусе 1 и втулка б расфиксирует лепестки 8, которые под действием пружин и потока промывочной жидкости, повернувшись в горизонтальное положение и перекрыв осевой канал 5 в опорном башмаке 4,

0 автоматически остановят процесс продав- ливания тампонажного раствора. Для управления процессом возрастания давления в трубном пространстве в момент перекрытия лепестками 8 осевого канала 5 в опор5 ном башмаке 4 в нагнетательную линию устанавливают датчик давления, с помощью которого производят отключение насосов при возрастании давления на определённую величину. Далее производят подъем V-H0 струмента выше интервала установки моста. При этом тампонажный раствор, находящийся в трубном пространстве ниже; лепестков 8, выливается в интервал установки моста через низ труб под действием

5 на него давления столба промывочной жидкости затрубного пространства через нижние радиальные отверстия 3 в корпусе 1, а тампонажный раствор,находящийся в трубном пространстве выше лепестков 8, подни0 мается в колонне труб.

После подъема инструмента выше интервала установки моста создают обратную промывку скважины через радиальные отверстия 3 в корпусе 1 и осевой канал 5 в

5 опорном башмаке 4 и вымывают тампонажный раствор на поверхность. При этом лепестки 8 открывают осевой канал 5 в опорном башмаке 4 под действием потока промывочной жидкости.

0 Для обеспечения возможности перетока промывочной жидкости при подъеме инструмента из трубного в затрубное пространство во время вымыва тампонажного раствора, увеличением скорости потока

5 промывочной жидкости через калиброванные осевые каналы 15 в бурте 14 и зазоре между ним и стенкой скважины создают дополнительное давление на срезные элемен- ты ф.иксаторов 13, вследствие чего

0 последние срезаются (или выходят с зацепления с кольцевой канавкой 18 корпуса 1)и гильза 10, совместно с втулкой 6 перемещается вниз до упора шпилек 16 в прорезях 17 корпуса 1, а радиальные отверстия 12 гиль5 зы 10, совместившись с радиальными отверстиями 2 корпуса 1, соединяют трубное и затрубное пространства.

Максимально возможный наружный диаметр бурта 14 гильзы 10 определяют исходя из условия спуска устройства в компоновке инструмента на заданную глубину без проведения дополнительных работ (например, проработки) в скважине.

Диаметр калиброванных осевых каналов 15 в бурте 14 гильзы 10 и полимерную композицию по величине предельного напряжения сдвига и высоте столба в затруб- ном пространстве выбирают из условия, чтобы полимерная композиция не разрушилась в калиброванных осевых каналах 15 бурта 14 и кольцевом пространстве между ним и стенкой скважины при действии на нее давления, рассчитанного из условия обеспечения срезания срезных элементов 11.

В качестве полимерной композиции может быть использована композиция на основе акриловых полимеров, например гидролизованного полиакрилнитрила.

Формулаизобретения

Устройство для установки мостов в скважине, включающее полый корпусе верхними и нижними радиальными отверстиями, опорный башмак, помещенный в корпусе над нижними радиальными отвер- стиями и выполненный с осевым каналом, и механизм привода устройства в рабочее положение, отличающееся тем, что, с

целью повышения надежности в работе устройства путем обеспечения автоматической остановки процесса продавливания тампонажного раствора, оно снабжено втулкой, помещенной в корпусе и выполненной в нижней части с наружной кольцевой проточкой, опорный башмак выполнен с подпружиненными относительно корпуса шарнирными лепестками, зафиксированными в транспортном положении в кольцевой проточке втулке и выполненными в виде секторов с возможностью перекрытия канала корпуса в рабочем положении устройства, а механизм привода устройства в рабочее положение выполнен в виде гильзы, помещенной снаружи корпуса на срезных элементах, перекрывающей верхние и нижние радиальные отверстия корпуса и выполненной с радиальными отверстиями в верхней части, фиксаторами ее конечного положения, буртом с калибровочными осевыми каналами и шпильками, жестко связывающими гильзу с втулкой, при этом корпус выполнен с прорезями под шпильки, имеющими высоту, равную ходу втулки при ее осевом перемещении, и с наружными кольцевыми канавками под фиксаторы конечного положения гильзы.

А-А

Использование: при креплении нефтяных и газовых скважин. Обеспечивает повышение надежности работы устройства за счет возможности автоматической остановки процесса продавливания. Сущность изобретения: устройство включает полый корпус с верхними и нижними радиальными отверстиями. Над нижними радиал( чыми отверстиями в корпусе помещен опорный башмак. Он выполнен с осевым каналом и подпружиненными относительно корпуса шарнирными лепестками. Они выполнены с возможностью перекрытия канала в корпусе. В корпусе помещена втулка. Она выполнена в нижней части с наружной кольцевой проточкой. В этой проточке зафиксированы шарнирные лепестки. Устройство содержит механизм его привода в рабочее положение. Он выполнен в виде гильзы. Она помещена снаружи корпуса и закреплена на нем срезными элементами. Гильза перекрывает верхние и нижние радиальные отверстия корпуса. Она выполнена с радиальными отверстиями в верхней части. Имеет фиксаторы конечного положения и бурт,. Бурт выполнен с калибровочными осевыми каналами. Гильза жестко связана с втулкой. Она связана с втулкой с помощью шпилек. Под эти шпильки корпус выполнен с прорезями. Эти прорези имеют высоту, равную ходу втулки при ее осевом перемещении. Корпус выполнен с наружными кольцевыми канавками, выполненными под фиксаторы конечного положения гильзы. 5 ил. ел с

фиг 5