Устройство для опрессовки бурильной колонны в скважине Советский патент 1982 года по МПК E21B17/00 

Изобретение относится к бурению скважин, в частности, к устройстве, предназначенным для опрессовки бурил ной колонны в скважине. Известно устройство для опрессовки бурильной колонны в скважине,пред ставляющее собой плавающий клапан с тарированной мембраной, размещаемой в специальном переводнике, который устанавливается в нижней части бурильной колонны над долотом, турбобуром tijНедостатками данного устройства являются возможность закупорки промывочных каналов долота или проходного канала турбобура порванной мембраной, а также необходимость создания давления жидкости в бурильной колонне для разрыва мембраны, величина которого превышает давление опрессовки на неопределенное зна чение. В этом случае бурильная колонна подвергается повторной кратковременной опрессовке при значительно большем давлении. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для опрессовки бурильной колонны в скважине,включаю щее корпус, в ocejaoM канале которого неподвижно установлена втулка с окна ми в верхней части и образующая в нижней части с корпусом промывочный j канал, стакан подпружиненный относительно втулки и имеющий седло под запорный элемент и окна в верхней части 2. Недостаток известного устройства заключается в том, что оно не позволяет продолжать бурение после опрессовки и требует подъема бурильных труб из скважины. Кроме того, устройство не всегда обеспечивает свободное вытекание бурового раствора в скважину при подъеме, так как усилие пружины может оказаться недостаточным для обеспечения совпадения окон в обеих втулка:. Цель изобретения - повышение эффективности работы устройства за счет сокращения числа спуско-подъемных операций. Указаннё1я цель достигается тем, что устройство для опрессовки бурильной колонны в скважине, включающее корпус, в осевом канале которого неподвижно установлена втулка с окнами в верхней части и про1 1вочными отверстиями Е нижней, установленный с возможностью осевого перемещения относительно втулки стакан с седлом под запорный элемент и окнами в верх ней части, снабжено заслонками,установленными между втулкой и стаканом для перекрытия их окон, а стакан в нижней части образует с втулкой камеру, заполненную жидкостью и гидравлически связанную с осевым каналом корпуса. Причем заслонки могут иметь фиксатор рабочего положения, выполненный в. виде корончатой обоймы. Стакан связан с втулкой шариковым пружинным фиксатором. На фиг. 1 показано устройство для опрессовки бурильной колонны в скважине, разрез; на фиг.2 сечение А-А на фиг. на фиг. 3 корончатая обойма. Устройство для опрессовки бурильной колонны в скважине сострит из корпуса 1f в рсевом канале кото, рого неподвижно установлена втулка 2, герметизируемая уплотнительны ми кольцами 3. Втулка 2 имеет в вер ней части окна 4 и промывочные отве тия 5 в нижней части. Внутри втулки с возможностью осевого перемещения относительно нее установлен стакан зафиксированный шариковыми пружинны ми фиксаторами 7. Стакан б имеет се ло 8 под запорный элемент (например пробку с якорящим узлом) и окна 9 в верхней части. В кольцевомзазоре между стаканом б и втулкой 2 расположены герметизирующие заслонки 10 для перекрытия, окон 4 втулки 2 и окон 9 стакана б. Заслонки 10 зафик сированы корончатой обоймой 11 за счет размещения во впадинах 2 обоймы 11 (фиг. 3). Через окна 9 пере.дается внутритрубное давление на за слонки 10 при пер(екрытии проходного канала стакана. Для лучшей герметизации промывоч ных окон 4 наружные поверхности заслонок 10 могут быть покрыты эластичным материалом, например резиной Бгулка и стакан в нижней части обра зуют кольцевую амортизационную каме ру 13, заполненную промывочным раст вором или другой жидкостью и гидрав лически CBH3aHHSTO с осевым каналом корпуса через стравливающий канал 1 в стенке.стакана б. Устройство работает следующим об разом. : В собранном виде, как указано на иг. 1, устройство в компоновке бурильной колонны спускается в скважи ну, после чего в требуемый момент (сразу после спуска или после определенного времени бурения) производится опрессовка всей бурильной колонны выше места установки устройства. Для этого бурильную колонну приподнимают над забоем, отворачивают ведущую трубу и опускают в буильные трубы запорный элемент, например пробку с якорящим - устройством. После наворота промывочной головки и присоединения нагнетательной линии от насоса, которым производится дальнейшая опрессовка, производят промывку скважины до момента посадки запорной пробки в седло в стакане б. При повышении давления ориентировочно на 5-6 кгс/см стакан, преодолевая сопротивление шариковых фиксаторов 7, сдвигается вниз до yrtopa в бурт втулки, вытесняя при этом жидкость из амортизационной камеры через стравливающий канал 14. Наличие амортизационной, камеры предотвращает возникновение гидравлического удара в момент перекрытия проходного канала стакана запорным элементом. I После перемещения стакана в нижнее положение в бурильной колонне создается требуемое давление опрессовки, которое в случае герметичности элементов колонны выдерживается в течение заданного времени.Затем независимо от того, герметична колонна или нет,давление в колонне снижается до нуля. После этого под воздействием усилия, передаваемого на наружные поверхности герметизирующих заслонок за счет создания избыточного давления в затрубном пространстве или за счет усилия от разности давлений столбов раствора в скважине и в трубах (практически плотность раствора в скважине всегда выше, чем у раствора в бурильной колонне),заслонки выпадают внутрь втулки, открыв верхние промывочные окна. Этим обеспечивается возможность бесприпятственной циркуляции раствора по бурильной колонне, что позволяет вести работу бурильной колонны без ее подъема, а в случае необходимости подъема труб из скважины происходит вытекание бурового раствора в скважину. Передаче затрубного давления на внутренние поверхности заслонок препятствует заякоренная внутри стакана запорная пробка. Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства заключается в снижении затрат на опрессовку и устранении потери бурового раствора при улучшении условий труда. Формула изобретения 1. Устройство для опрессовки бурильной колонны в скважине, включающее корпус, в осевом канале которого неподвижно установлена втулка с окнами в верхней части и пролывбчными отверстиями в нижней, установленный с возможностью осевого перемещения относительно втулки стакан с седлом под запорный элемент и окнами в верхней части, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы устройства за счет сокращения числа спускоподъемных операций, оно снабжено заслонками, установленными меяаду втулкой и стаканом для перекрытия их окон, а стакан в нижней части образует со втулкой камеру, заполненную жидкостью и гидравлически связанную с осевым каналом корпуса.

2. Устройство по П.1, о тл и чающееся тем, что заслонки

9- 6Фиг.1

имеют фиксатор рабочего положения, выполненный в виде корончатой обоймы,

3. Устройство по ПП.1.И 2, о т ли чающееся тем, что стакан связан с втулкой шариковым пружинным фиксатором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №370334, кл. В 21 В 17/00, 1976.

2.Авторское свидетельство СССР № 794166, кл. Е 21 В 17/00, 1978. Фиг. 2 Ье J