Устройство для перекрытия ствола скважины Советский патент 1982 года по МПК E21B34/08 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕКРЫТИЯ СТВОЛА СКВАЖИНЫ

I

Изобретение относится к гсрной гфо- мышленности, в частности к клапанным устройствам для перекрытия ствола фонтанирующих скважин при ремонте их без глушения, и может быть использовано как в нефтедобывающей промышленности, так: и в других отраслях народного хозяйства, связанных с подъемом жидкости из фонтанирующих скважин механизированным способом.

Известно глубинное устройство для перекрытия ствола скважины перед подземным ремонтом с подпружиненным поршнем i Недостатком этого устройства является наличие в его конструкции пружины, которая изменяет свою характеристику в агрессивной среде, которой являетрся тц}одукция скважины. Присутствие сернистых и сероводородных соединений в продукции скважины выводит пружину из строя еще до проведения большинства подземных ремонтов и гфиводит в негодность эти устройС1-ва. Кроме того, сушественным недостатком устройства является то, что при его работе усилие пружины растет по мере открь(тия боковых окон, сообшаюш,их Надпакерную зону с забоем скважины. При этом затрачивается дополнительно энергия тшаста на преодоление растущего усилия пружины, которое вызывает гидравлические потери.

Известно устройство для перекрытия

10 ствола скважины, включающее соединенный с пакером цилиндрический корпус и расположенный в нем подвижный в осевом направлении плунжерный затвор с грузом и тарельчатым клапаном, в цент15ральном канале которого размещен калиброванный шток 21.

Недостатком известного устройства является наличие груза, заданный вес которого необходим для отсечения плас20та и срабатывания плунжерного затвора. Вес груза отрицательнб влияет на работу скважины, снижая ее производительность, так как затрачивается энергия

пласта для удержания груза в потоке жидкости во взвешенном состоянии.

Целью изобретения является увеличение производительности скважины и уменшение противодавления на эксплуатационный пласт.

Указанная цель достигается тем, что в качестве груза используется постоянный магнит.

На фиг. 1 изображено устройство При неработающей скважине, общий вид; на фиг. 2 - общая схема компоновки устройства при работающей скважине.

Устройство дляперекрытия ствола скважины имеет соединенный с пакером 1 цилиндрический корпус 2 и расположенные в его полости подвижный в осевом направлении плунжерный затвор 3 С тарельчатым клапаном, в центральном канале которого размешен калиброванный шток 4. Во внутренней полостизатвора над калиброванным штоком смонт1фован постоянный магнит 5. Все детали могут быть изготовлены из немагнитного материала, за исключением той части Ш1унжер ного затвора, которая предусматривает взаимодействие с постоянным магнитом, т.е. верхняя часть тарельчатого клапана, имеющая канал для калиброванного штока

Устройство работает следующим обра- зом.

Пакер с устройством на насосных трубах спускают до верхних дыр перфорации в обсадной колонне и оставляют. Затем глубинный насос подвешивают на заданной глубине. Устройство для перекрытия скважины при этом находится в свободном положении (фиг. 1}. Постоянный магнит 5 с максимальной силой взаимодействует с верхней частью та- рельчатого клапана, которая является составной частью плунжерного затвора 3 При этом окно плунжерного затвора буде перекрыто, а тарельчатый клапан под силой собственного веса и веса плунжерного затвора с магнитом окажется в нижнем положении, при котором надпакерная зона будет сообщена с забоем скважины.

После пуска глубинного насоса в работу, давление в надпакерной зоне будет уменьшаться из-за понижения уровня жидкости в скважине. В результате снижения противодавления эксплуатируемый пласт скважины начнет работать, т.е. подавать жидкость в надпакерную зону через открытый тарельчатый клапан. Снижение уровня приведет к еще большему расходу и посадке тарельчатого клапана на свое седло, т.е. к перекрытию ствола скважины, так как сила полного напора потока через устройство для перекрытия, дейстЬующего на тарельчатый клапан, превысит его собственный вес и вес плунжерного затвора с магнитом.

Дальнейшее снижение уровня приведет к увеличению перепада давлений между забоем скважины и надпакерной зоной При достижении определенного перепада давлений, превышающего давление фонтанирования, сила взаимодействия постоянного магнита с верхней частью тарельчатого клапана будет преодолеваться за счет действия давления на поперечное сечение калиброванного штока, который, в свою очередь, выполняя дополнительно функции толкателя, откроет боковые окна плунжерного затвора и поток ж вдк оти, благодаря скоростному напору, будот удерживать плунжерный затвор во взвешенном состоянии. Сила взаимодействия постоянного магнита с верхней частью тарельчатого клапана .при открытых боковых окнах будет сведена до минимума и, тем самым, сэкономлена энергия плата, что положительно отразится на производительности скважины. При выходе из строя насоса сила потока от давления фонтанирования будет удерживать плунжерный затвор с открытыми боковыми окнами во взвешенном состоянии. При этом отбор жидкости из скважины не будет хферван. Относительно малый вес затвора с постоянным магнитом, по сравнению с известным устройством, позволит эксплуатировать простаивающую в ожидании подземного ремонта , скважину при меньших давлениях фонтанирования.

Для остановки фонтанирования необходимо прервать поток жидкости с помошью устьевой задвижки. Прекращение отбора гфиведет к открытию тарельчатого клапана под действием собственного веса иЗакрытию боковых окон плунжерного затвора за счет силы взаимодействия постоянного магнита с верхней частью тарельчатого клапана. Калиброваный шток при этом займет исходное полжение, а нижнее положение тарельчатого клапана относительно своего седла обеспечит гидравлическую связь забоя скважины с надпакерной зоной. Открытие задвижки позволит возобновить поток жидкости в надпакерную зону, но поддействием этого потока тарельчатый клапан сядет на свое седло н надежно разобщит надпакерную зону от забоя скважины, т.е. прекратит фонтанирование. Величина заданной силы азаимодей,ствия постоянного магнита с верхней частью тарельчатого клапана и (аданное сечение калиброванного штока рассчитаны на перепад давлений, тфевышающий давление фонтанирования. Это предотвращает возможность открытия боковых око н самопроизвольного фо|гганирования. Для каждой конкретной скважины может быть использован сменный калиброванный шток расчетного сечения или же отрегулирована величина силы взаимодействия постоянного магнита с верхней частью тарельчатого клапана путем изменения зазора между ними при помошк специальных шайб-прокладок из немагнитного материала или при помощи других 1фиспо собленнй. Использование постоянного магнита позволяет снизить габариты устройства за счет уменьшения веса затвс а. Умвнь- шение веса затвора способствует снижению потерь энергии пласта, необходимой для удержания затвора во взвешенном состоянии, а снижение потерь повышает тфоизвопительность скважины. Формула изобретения Устройство для перекрытия ствола скважины, включающее соеднне{шый с пакером цилиндрический корпус и расположенный в нем подвижный в осевом натфавлении плунжерный зазор с грузом и тарельчатым клапаном, в центральном канале которого размещен калиброванный шток, отличающееся тем, что, с целью увеличения производительности скважины и уменьшения щ)отиводавления на эксплуатируемый пласт, в качестве груза используется постоянный магнит. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 1842О7, кл. Е 21 В 33/12, 1965. 2.. Глубинный отсекатель для производства подземного ремонта скважин без глушения. Рекламный проспект Башнипинефть, ПО 2117, 1978 (хфототип).

фиг: /