Глубинное устройство для перекрытия ствола скважины Советский патент 1980 года по МПК E21B43/00 

1

Изобретение относится к области нефтегазодобычи и предназначается для перекрытия ствола фонтанирующих и насосных скважин в случае проведения ремонта наземного или подземного оборудования или для проведения исследовательских работ в скважине.

Известно устройство для перекрытия ствола скважин, содержащее корпус с радиальными каналами, шток с втулкой и фиксатор, размещенный в фигурных пазах втулки и корпуса, причем втулка снабжена пружиной и патрубком с радиальными каналами и обратным клапаном (1)..

Недостатком указанного устройства является то, что оно не обеспечивает надежного перекрытия колонны ствола скважины при длительной эксплуатации из-за нарушения герметичности клапанного узла, а также не исключает загрязнения призабойной зоны пласта.

Наиболее близким решением из известных является глубинное устройство для перекрытия ствола скважин, содержащее корпус с радиальными каналами, подпружиненный патрубок с поршнем н штифтом, запорный элемент с механизмом управления и узел фиксации 2.

Недостатком указанного устройства является низкая надежность его работы при эксплуатации.

Целью настоящего изобретения является повышение эксплуатааиокной надежности работы устройства.

Указанная цель достигается тем, что запорный элемент выполнен в виде поворотной втулки с радиальными каналами и фи10гурными пазами в верхней и нижней частях ее для взаимодействия со штифтом патрубка.

На фиг. 1 - продольный разрез устройства; Hia фиг. 2 - разрез А-А фиг. I; 15 на фиг. 3 - развертка фигурных пазов поворотной втулки.

Глубинное устройство для Перекрытия ствола скважины состоит из корпуса I с радиальными каналами 2, внутри корпуса 1 установлен патрубок 3, подпружиненный в 20 осевом направлении при помощи пружины 4, с поршнем 5 и штифтами 6 запорного элемента, выполненного в виде поворотной втулки 7 с радиальными каналами 8 н фигурными пазами в верхней 9 и нижней 10 частях се. Внутри патрубка 3 установлен обратный клапан 11. При этом патрубок 3 установлен без возможности поворота его вокруг продольной оси. Это осуществляется, например, с помощью прилива 12, выполненного на клетке 13 обратного клапана 11. Прилив 12 вводится в соответствующий паз, выполненный в корпусе 1 устройства. В поворотной втулке 7 выполнены осевые каИалы 14.

Устройство спускают в обсадную колон-, ну 15 скважины и крепится в ней при помо-. щи пакера 16. В качестве пакера может буть использован, например, малогабаритный универсальный пакер типа ППГМ-2..

. Глубинное устройство работает следующим образом.

Добываемая жидкость через радиальные отверстия 2 корпуса Г, боковые отверстия 8 поворотной втулки 7 и ее осевые каналы 14 поступает внутрь патрубка 3, далее - в скважину и на-поверхность. При этом обратный клапан II под напором добываемой жидкости занимает свое верхнее положение (он открыт). Указанное положение клапан занимает при добыче жидкости фонтанным и насосным способами.

В случае проведения ремонта наземного или подземного оборудования или для проведения исследовательских, работ в скважине ее ствол перекрывают, чтобы исключить в это время выброс жидкости из скважины, который может произойти под действием пластовой энергии.

Для перекрытия ствола скважины с помощью устройства создают избыточное давление жидкости, находящейся в стволе скважины. Под действием избыточного давления жидкости обратный клапан II перекрывают патрубок 3. Это положение клапана 11 на фиг. 1 изображено пунктирными линиями. Далее под действием давления жидкое- ти поршень 5 с патрубком 3,сжимая пружину 4, перемещаются вниз. Фиксирующие штифты 6 выходят при этом из фигурных пазов верхней части 9 поворотной втулки 7 и заходят в соответствующие прорези фигурных пазов нижней части 10 ее. Благодаря тому, что указанные пазы обращены друг к другу, при движении патрубка 3 со штифтами 6 вниз до упора в фигурных пазах нижней части 10 поворотной втулки 7 происходит поворот последней на 45° в результате чего радиальные отверстия 2 корпуса 1 радиальные каналы 8 втулки 7 перекрываются. После этого давление жидкости D стволе скважины снижают, в результате чего под действием пружины 4 патрубок 3 с поршнем 5 передвигаются вверх. Штифты б при этом выходят из фигурных пазов -нижней части 10 поворотной втулки 7 и заходят в фигурные пазы верхней части 9 ее.

В результате такого обратного хода вверх юворотиой втулки 7 поворачивается еще на 45°. Таким образом, в результате одного движения патрубка 3 вниз и обратного возвращения его вверх, втулка 7 поворачивается на 90° по отношению к ее первоначальному положению, при этом фиксирующие штифты б находятся в прорезях фигурных пазов верхней части 9 втулки 7 и прочно удерн ивают ее в закрытом положении. Ствол скважины в результате оказывается

перекрытым.

Для пуска скважины в работу вновь создают давление жидкости в ее стволе, в результате чего патрубок 3 с поршием 5 снова совершают свое движение вниз и после снятия давления жидкости в стволе скважины они возвращаются обратно вверх. Втулка 7 при взаимодействии штифтов б с фигурными пазами верхней 9 и нижней 10 частей втулки 7 снова делает поворот еще на 90°, совмещая радиальные отверстия 2 корпуса 1 с боковыми отверстиями 8 втулки 7, чем открывают доступ добываемой жидкости в ствол скважины.

Устройство обеспечивает надежное перекрытие ствола скважины в течение 4-5 лет его эксплуатации, в то время как известные устройства обеспечивают гарантированную работу всего лишь в течение полугода.

Таким образом, эксплуатационная надежность работы заявляемого устройства в 8-10 раз выше известных.

При этом в течение всего длительного срока работы устройства полностью исключается проникновение скважинной жидкости в продуктивный пласт во время перекрытия ствола скважины и при пуске скважины в работу, благодаря чему предотвращается сннжение текущего дебита скважины.

Формула изобретения

40

Глубинное устройство для перекрытия ствола скважины, содержащее корпус с радиальными каналами, подпружиненный патрубок с поршнем и штифтом, запорный элемент с механизмом управления и узел фик-. сации, отличающееся тем; что с целью повышения эксплуатационной надежности работы устройства, запорный элемент выполнен в виде поворотной втулки с радиальными каналами и фигурными пазами в верхней и нижней, частях ее для взаимодействия со штифтом патрубка.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 408007, кл. Е 21 В 43/12, 1966. 2. Авторское свидетельство СССР № 296883, кл. Е 21 В 41/00, 1969.

f5

L

A-A

Фиг.2

ЩЛАП

Фиг.З