Устройство для отключения пластов друг от друга в скважине
Устройство для отключения пластов друг от друга в скважине. Предложение найдет преимущественное применение в скважинах с относительно небольшими глубинами, в которых веса инструмента недостаточно для создания необходимой нагрузки при запакеровке. Технический эффект заключается в обеспечении надежной герметизации между изолируемыми участками. Сущность предложения. Устройство состоит из двух пакерующих элементов, верхний из которых соединен с посадочным инструментом, включающим гидравлический якорь и гидроцилиндр. После спуска устройства в скважину, внутри гидроцилиндра создают избыточное давление, под воздействием которого якоря фиксируют подъемные трубы от перемещения, а расширяющие конусы пакерующих элементов при этом разжимают эластичные манжеты и плотно прижимают их к стенкам обсадной колонны.
Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно, к средствам защиты обсадных колонн от воздействия высокого давления, и найдет преимущественное применение при отключении негерметичных участков обсадной колонны, при отключении и повторном включении верхних и промежуточных заводненных пластов в скважинах с относительно небольшими глубинами.
Известно устройство, содержащее верхний и нижний пакерующие элементы, соединенные между собой промежуточной трубой (трубами), опорные патрубки, уплотнительные кольца и срезные элементы (Патент РФ №2.161.238, МПК Е 21 В 29/00, 2000 г.).
Недостатки устройства:
- сложность монтажа, демонтажа и извлечения устройства из скважины;
- недостаточная надежность разобщения межтрубного пространства, обусловленная возможностью смещения устройства от ударов при спускоподъемных операциях;
- ограниченные возможности в применении.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для отключения пластов друг от друга в скважине, спускаемое на подъемных трубах, содержащее верхний и нижний пакерующие элементы, каждый из которых включает корпус с кольцевым выступом на конце, эластичную манжету с утолщенной частью, расширяющий конус, соединенные между собой промежуточной трубой или трубами, опорные патрубки с внутренней цилиндрической выборкой, обратный клапан, уплотнительные кольца и срезные элементы. (Патент РФ №2236.557, МПК 7 Е 21 В 33/12, 29/00, 2004).
Существенным недостатком устройства является невозможность создания необходимой нагрузки на пакерующие элементы при малой глубине скважины из-за малого веса подъемных труб и обеспечения надежного разобщения межтрубного пространства.
Задачей полезной модели является создание устройства, позволяющего создавать необходимые нагрузки на пакерующие элементы, в том числе, и в скважинах небольшой глубины и тем самым обеспечивать надежную герметизацию между изолирующими участками.
Указанная задача решается предлагаемым устройством, содержащим верхний и нижний пакерующие элементы, каждый из которых включает корпус с кольцевым выступом на конце, эластичную манжету с утолщенной частью и расширяющий конус, соединенные между собой промежуточной трубой или трубами, опорные патрубки с внутренней цилиндрической выборкой, обратный клапан, уплотнительные кольца и срезные элементы.
Новым является то, что устройство снабжено посадочным инструментом, включающим гидроцилиндр, шток которого соединен с гидравлическим якорем, соединенным, в свою очередь, с подъемными трубами, а нижняя часть корпуса гидроцилиндра телескопически надета на технологический патрубок и связана с ним срезными элементами, который снизу жестко соединен с расширяющим конусом верхнего пакерующего элемента; длина внутренней цилиндрической выборки опорных патрубков (L2) больше или равна длине (L1) утолщенной части эластичной манжеты.
Новым также является то, что обратный клапан установлен в верхней части технологического патрубка.
На фиг. изображено предлагаемое устройство в продольном разрезе, спущеное в скважину.
Устройство состоит из двух пакерующих элементов: нижнего и верхнего, конструкция которых совершенно одинаковая.
Пакерующий элемент включает в себя корпус 1 с кольцевым выступом 2 на конце и расширяющий конус 3. На корпус надета эластичная манжета 4 с утолщенной частью 5, опирающаяся на опорный патрубок 6 с цилиндрической выборкой 7, в которую входит кольцевой выступ 2 корпуса 1, взаимодействующий со срезными элементами 8. Пакерующие элементы соединены между собой промежуточной трубой или трубами 9.
Устройство снабжено посадочным инструментом, включающим гидроцилиндр 10, шток которого 11 соединен с гидравлическим якорем 12. Нижняя часть 13 корпуса гидроцилиндра телескопически связана с технологическим патрубком 14 и соединена с ним срезными элементами 15. Снизу патрубок 14 соединен с расширяющим конусом 3 верхнего уплотнительного элемента, а в его верхней части установлен обратный клапан 16.
Опорный патрубок нижнего пакерующего элемента соединен с фильтром 17, а последний - с опорной трубой 18. Сопрягаемые поверхности устройства снабжены уплотнительными кольцами 19.
С целью обеспечения поочередной посадки пакерующих элементов снизу вверх и поочередной распакеровки их сверху вниз, длина внутренней цилиндрической выборки опорных патрубков (L2) больше или равна длине (L1) утолщенной части эластичной манжеты.
Работает устройство следующим образом.
Его на подъемных трубах 20 спускают во внутрь обсадной колонны 21 с таким расчетом, чтобы нижний пакерующий элемент находился выше продуктивного пласта, а верхний обводнившийся пласт располагался между пакерующими элементами. Инструмент сажают на забой скважины, разрушаются срезные элементы 22, происходит предварительная запакеровка нижнего пакерующего элемента. В подъемных трубах 20 создают избыточное давление, под воздействием которого якоря 23 врезаются в обсадную колонну 20 и фиксируют подъемные трубы. При дальнейшем повышения давления корпус 13 гидроцилиндра перемещается вниз и толкает соответственно патрубок 14 и расширяющие конусы 3 пакерующих элементов. Срезные элементы 8 и 15 при этом разрушаются. Под воздействием конусов 3 эластичные манжеты 4 разжимаются, плотно прилегая к стенкам обсадной колонны. Происходит окончательная запакеровка нижнего пакерующего элемента. Чтобы убедиться в окончательной запакеровке верхнего пакерующего элемента проделывают следующее. Делают отметку на устье на подъемных трубах, снимают избыточное давление, инструмент при этом разгружается на забой. Затем снова создают избыточное давление, при котором происходит окончательная запакеровка верхнего пакерующего элемента. Избыточное давление снимают и подают инструмент вниз. Если инструмент опустился, значит произвели окончательную запакеровку при вторичной операции создания избыточного давления, если инструмент остался на месте, значит окончательная запакеровка была достигнута при первоначальном создании избыточного давления. Затем подъемные трубы с посадочным инструментом поднимают на поверхность, в скважину спускают глубинный насос и ведут дальнейшую эксплуатацию продуктивного пласта.
При необходимости устройство извлекают из скважины с помощью наружной труболовки путем захвата за патрубок 14. При этом будет происходить сначала распакеровка верхнего пакерующего элемента за счет хода корпуса 1 на длину цилиндрической выборки 7, а затем, аналогичным образом, распакеровка нижнего пакерующего элемента.
Преимуществом предлагаемого устройства является то, что оно позволяет создавать любые нагрузки на пакерующие элементы независимо от глубины скважины, т.е. от веса инструмента и тем самым обеспечивать надежную герметизацию изолируемых участков скважины. При этом запакеровка и распакеровка пакерующих элементов происходит не одновременно, а последовательно, что также является важным достоинством предлагаемого устройства.
1. Устройство для отключения пластов друг от друга в скважине, спускаемое на подъемных трубах, содержащее верхний и нижний пакерующие элементы, каждый из которых включает корпус с кольцевым выступом на конце, эластичную манжету с утолщенной частью, расширяющий конус, соединенные между собой промежуточной трубой или трубами, опорные патрубки с внутренней цилиндрической выборкой, обратный клапан, уплотнительные кольца и срезные элементы, отличающееся тем, что оно снабжено посадочным инструментом, включающим гидроцилиндр, шток которого соединен с гидравлическим якорем, соединенным, в свою очередь, с подъемными трубами, а нижняя часть корпуса гидроцилиндра телескопически надета на технологический патрубок и связана с ним срезными элементами, который снизу жестко соединен с расширяющим конусом верхнего пакерующего элемента; длина внутренней цилиндрической выборки опорных патрубков (L2 ) больше или равна длине (L1) утолщенной части эластичной манжеты.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что обратный клапан установлен в верхней части технологического патрубка.
