Устройство для изоляции пластов в скважине

Полезная модель относится к области строительства скважин, преимущественно нефтяных и газовых, и может быть использована при изоляции пластов в скважинах при их креплении, в т.ч. с применением заколонных гидравлических пакеров. Задача полезной модели заключается в повышении надежности работы устройства. Устройство для изоляции пластов в скважине включает полый корпус с радиальным отверстием, перекрытым полым срезным штифтом, гидравлический пакер и подпружиненный замок втулочного типа. На полом корпусе установлен кожух, образующий с ним кольцевую полость и переключатель положений устройства, выполненный с фигурным пазом. В замке втулочного типа установлен палец, который размещен другой своей частью в фигурном пазе переключателя положений устройства с возможностью перемещения по прорезям фигурного паза в соответствии с его кодом при повышении и сбросе давления в полом корпусе, при этом замок втулочного типа имеет возможность возвратно-поступательного перемещения, открывая или закрывая доступ жидкости к уплотнительному элементу гидравлического пакера. 1ил.

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использована в пакерующих устройствах для разобщения пластов при креплении нефтяных и газовых скважин.

Известно устройство для изоляции пластов в скважине, включающее полый корпус с радиальным отверстием, по меньшей мере, одним, перекрытым полым срезным штифтом, пакер гидравлического действия, втулку, установленную на корпусе и образующую с ним кольцевую полость против радиального отверстия корпуса и средство для разрушения полого срезного штифта (Авторское свидетельство 1395809, МПК Е21В 33/14, 1985 г.).

Недостатком устройства является его низкая надежность и ограниченный диапазон применения, связанный с возможностью преждевременного срабатывания устройства после среза полого срезного штифта цементировочной пробкой и большой вероятностью заклинивания механизма отсечения подвода жидкости к уплотнителю после срабатывания устройства, что вызовет его распакеровку после сброса давления в колонне.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является устройство для изоляции пластов в скважине, включающее полый корпус с радиальным отверстием, перекрытым полым срезным штифтом, гидравлический пакер, кожух, установленный на корпусе и образующий с ним кольцевую полость, подпружиненную рабочую втулку, переключатель положений устройства с фигурным пазом и палец (Патент RU 2182957, МПК E21В 33/ 13,2001 г.).

Недостатком данного устройства является установка пальца в полом корпусе устройства, что увеличивает вероятность разгерметизации устройства, распакеровки пакера и возникновению межпластовых перетоков. В конструкции отсутствует возможность герметичной установки пальца необходимого диаметра и нужной формы, что связано, с естественными конструктивными ограничениями по толщине стенки полого корпуса, чтобы он выдерживал усилие от воздействия на него переключателя положений устройства, при создании в трубах давления больше определенной величины.

Кроме того, для герметизации, палец изготавливается с конической резьбой, что затрудняет его точное позиционирование в полом корпусе по глубине вкручивания.

Техническим результатом полезной модели является повышение герметизирующей способности устройства и исключение преждевременного разрушения пальца от значительных колебаний давления в скважине в процессе выполнения различных технологических операций.

Технический результат достигается за счет того, что устройство для изоляции пластов в скважине, включающее полый корпус с радиальным отверстием, перекрытым полым срезным штифтом, гидравлический пакер, кожух, установленный на полом корпусе и образующий с ним кольцевую полость, подпружиненный замок втулочного типа, состоящий из, по меньшей мере, одной детали, имеющий возможность возвратно-поступательного перемещения при повышении и сбросе давления в полом корпусе, переключатель положений устройства с фигурным пазом, по меньшей мере, одним, выполненный определенным образом для проведения необходимых технологических операций, согласно полезной модели, в замке втулочного типа установлен палец, по меньшей мере, один, который размещен другой своей частью в фигурном пазе переключателя положений устройства, ограниченного от осевого перемещения, например, упорами с двух сторон, причем палец имеет возможность перемещаться по фигурному пазу.

Кроме того:

замок втулочного типа может быть выполнен из двух самостоятельных детален, взаимодействующих друг с другом;

упоры переключателя положении устройства могут быть выполнены в виде самостоятельных деталей;

переключатель положений устройства может быть выполнен разрезным;

палец может быть выполнен в форме шпонки.

Преимуществом предлагаемой конструкции является то, что палец размещен в замке втулочного типа, что повысит надежность работы устройства за счет уменьшения вероятности разгерметизации полости уплотнительного элемента пакера, позволит устанавливать палец требуемого диаметра и формы для сопротивления повышенным нагрузкам от создающегося в скважине давления, и исключит необходимость подгонки глубины закручивания пальца в полый корпус.

На Фиг.1 изображен общий вид устройства в транспортном положении.

Устройство состоит (Фиг.1) из полого корпуса 1 с проточкой А и радиальным отверстием В, перекрытым полым срезным штифтом 2, кожуха 3, образующего с полым корпусом 1 кольцевую полость Б, подпружиненного замка втулочного типа 4, пружины 5, переключателя положений устройства 6 с фигурным пазом Д по ее образующей, обеспечивающего перевод устройства из транспортного положения в рабочее, а затем в положение закрытое для доступа жидкости в полость уплотнительного элемента пакера, упоров 7, пальца 8, установленного одной своей частью в замке втулочного типа, а другой частью в фигурном пазу Д переключателя положений устройства 6.

Устройство включает в себя пакер гидравлического действия (на чертеже условно не показан).

Герметизация контактных поверхностей деталей устройства обеспечивается уплотнительными кольцами 9 и 10.

Устройство работает следующим образом.

После спуска колонны труб с данным устройством в скважину, производят закачку расчетного объема тампонажного раствора и пускают цементировочную пробку (не показана), которая при прохождении по колонне срезает полый срезной штифт 2, тем самым происходит соединение кольцевой полости Б устройства с внутренней полостью полого корпуса 1.

Далее в процессе выполнения технологических операций при креплении скважины и для приведения устройства в действие, последовательно создают и сбрасывают давление во внутренней полости полого корпуса 1, при этом под действием избыточного давления происходит смещение замка втулочного типа 4 условно вниз на определенную величину, ограниченную длиной соответствующей прорези фигурного паза Д переключателя положений устройства 6, с которой в данный момент взаимодействует палец 8, который имеет возможность перемещаться по прорезям фигурного паза Д в соответствии с его кодом при повышении и сбросе давления в полом корпусе 1, открывая или закрывая доступ жидкости из внутренней полости полого корпуса 1 в пакер (не показан) посредством замка втулочного типа 4.

Смещаясь под действием избыточного давления, замок втулочного типа 4, сжимает пружину 5.

При сбросе давления во внутренней полости полого корпуса 1, замок втулочного типа 4 под воздействием силы сжатой пружины 5 возвращается в положение, перекрывающее доступ жидкости в полость уплотнительного элемента пакера.

Таким образом, выполнение предлагаемой полезной модели с вышеуказанными отличительными признаками в совокупности с известными признаками позволяет получить устройство для изоляции пластов в скважине с повышенной надежностью работы.

1. Устройство для изоляции пластов в скважине, включающее полый корпус с радиальным отверстием, перекрытым полым срезным штифтом, гидравлический пакер, кожух, установленный на полом корпусе и образующий с ним кольцевую полость, подпружиненный замок втулочного типа, выполненный, по меньшей мере, из одной детали, имеющий возможность возвратно-поступательного перемещения при повышении и сбросе давления в полом корпусе, переключатель положений устройства с фигурным пазом, по меньшей мере, одним, прорези которого выполнены определенным образом, необходимым для проведения требуемых технологических операций, отличающееся тем, что в замке втулочного типа установлен палец, по меньшей мере, один, который размещен другой своей частью в фигурном пазе переключателя положений устройства, ограниченного от осевого перемещения, например, упорами с двух сторон, причем палец имеет возможность перемещаться по прорезям фигурного паза.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что замок втулочного типа выполнен из двух самостоятельных деталей, взаимодействующих друг с другом.

3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что упор, по меньшей мере, один, переключателя положений устройства выполнен в виде самостоятельной детали.

4. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что переключатель положений устройства, по меньшей мере, один, выполнен разрезным.

5. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что палец выполнен в форме шпонки.