Устройство для отключения пластов

Предложение относится к области нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для длительного отключения пластов при освоении, эксплуатации и капитальном ремонте скважин.

Позволяет проводить комплексный контроль на герметичность гидравлическим методом непосредственно после установки устройства в скважине без подъема инструмента как избыточным давлением, так и методом снижения уровня жидкости в скважине. Устройство включает посадочный инструмент, верхний и нижний пакерные устройства, соединенные между собой колонной патрубков, при этом нижний пакер включает в себя ствол с проходным каналом и уплотнительный элемент, состоящий из одной или нескольких манжет, размещенный на стволе между верхней и нижней опорами, при этом герметизация нижнего пакера осуществляется за счет осевого сжатия уплотнительных элементов. Нижний пакер снабжен дополнительным уплотнительным элементом, расположенным на стволе между верхней и нижней опорами наряду с основным уплотнительным элементом, при этом между основным и дополнительным уплотнительными элементами расположена промежуточная скользящая опора с возможностью осевого перемещения по стволу. Промежуточная скользящая опора и ствол на уровне промежуточной скользящей опоры снабжены радиальными сквозными отверстиями, сообщающими внутренний канал пакера с межтрубным пространством в интервале между основным и дополнительным уплотнителями как в транспортном положении пакера, так и в рабочем. В нижней части внутреннего канала нижнего пакера герметично установлена заглушка с возможностью се удаления под действием избыточного давления определенной величины. Заглушка либо изготавливается из легкоразбуриваемого материала, либо нижний пакер комплектуется корзиной, улавливающей заглушку. Устройство устанавливается с помощью посадочного инструмента, снабженного ниппелем, а верхний пакер снабжен герметизирующим патрубком с возможностью герметичного расположения в нем ниппеля посадочного инструмента. 3 ил. на 3 л.

Предложение относится к области нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для отключения пластов при освоении, эксплуатации и капитальном ремонте скважин.

Известно устройство для ремонта обсадной колонны (патент 92083 от 06.11.2009) содержащее верхний и нижний пакеры, соединенные колонной межпакерных труб. Верхний пакер представляет собой патрубок с манжетой, который расширяется конусом с помощью посадочного инструмента гидравлического действия, а нижний пакер содержит ствол с проходным каналом и расположенным на нем уплотнительным элементом, который сжимается осевым усилием и далее удерживается в рабочем положении специальным механическим фиксатором, входящим в конструкцию нижнего пакера.

Известна двухпакерная компоновка для селективной изоляции интервала негерметичности (прототип) 2ПРОК-СИАГ-1, 2ПРОК-СИЛМ-1 (каталог продукции ООО НПФ «Пакер», выпуск 9, 2012 г.), включающая верхний и нижний пакеры, соединенные между собой патрубками. Каждый пакер имеет якорный узел, при этом якорь нижнего пакера удерживает компоновку в направлении сверху вниз, а якорь верхнего пакера удерживает компоновку в направлении снизу вверх. Устройство спускают па посадочном инструменте, которое впоследствии отстыковывается от устройства гидравлическим или механическим способом. В данном устройстве уплотнительные манжеты нижнего пакера сжимаются весом колонны НКТ и удерживаются в рабочем сжатом положении за счет осевой фиксации верхнего пакера в обсадной колонне.

Общим недостатком приведенных известных устройства, аналога и прототипа, является то, что после их установки в скважине для проверки на герметичность необходимо проведение длительных и дорогостоящих геофизических исследований, достоверность которых бывает невысокой.

Целью предложения является снижение затрат на проверку герметичности установки устройства и повышение ее достоверности за счет проведения комплексного контроля па герметичность гидравлическим способом непосредственно после установки устройства в скважине без подъема инструмента.

Поставленная цель достигается устройством для отключения пластов, включающим соединенные колонной патрубков верхний и нижний пакеры, при этом верхний накер снабжен посадочным инструментом, а нижний пакер включает ствол с проходным каналом и уплотнительный элемент, состоящий из одной или нескольких манжет, размещенный на стволе между верхней и нижней опорами и приводимый в рабочее положение осевым сжатием.

Новым является то, что нижний пакер снабжен дополнительным уплотнительным элементом, расположенным па стволе между верхней и нижней опорами, а между основным и дополнительным уплотнительными элементами расположена промежуточная скользящая опора с возможностью осевого перемещения по стволу, при этом в промежуточной скользящей опоре и в стволе на уровне промежуточной скользящей опоры выполнены радиальные отверстия, сообщающие внутренний канал ствола пакера с межтрубным пространством, кроме того во внутреннем канал ствола нижнего пакера ниже радиальных отверстий герметично установлена заглушка с возможностью ее удаления под действием избыточного давления определенной величины, при этом посадочный инструмент снабжен ниппелем, а верхний пакер снабжен герметизирующим патрубком с возможностью герметичного расположения в нем ниппеля посадочного инструмента.

Предлагаемое устройство схематично представлено на фиг.1 (вариант). Устройство содержит верхний пакер 1 и нижний пакер 2, соединенные межпакерной колонной патрубков 3. Верхний пакер содержит уплотнительный элемент 4 и герметизирующий патрубок 5, посредством которого верхний пакер связан с посадочным инструментом 6 посредством разрушаемых элементов 7. В герметизирующем патрубке герметично расположен ниппель 8 посадочного инструмента с уплотнительными кольцами 9.

Нижний пакер, например с упором на стопки обсадной колонны с помощью якорного механизма (на схеме не показано) либо на забой с помощью хвостовика 10 (фиг.2, а) соответствующей длины, включает полый ствол 11 (фиг.1), основной 12 и вспомогательный 13 уплотнительные элементы, между которыми размещена промежуточная скользящая опора 14. В скользящей опоре 14 выполнены радиальные отверстия 15, а в стволе 11 радиальные отверстия 16, сообщающие внутренний канал ствола 11 с затрубным пространством между основным 12 и вспомогательным 13 уплотнительными элементами. В нижней части ствола 11 герметично размещена заглушка 17 из легкоразбуриваемого материала и зафиксирована срезными штифтами 18. Герметичность обеспечивается резиновым кольцом 19.

В нижней части ствола может быть установлена улавливающая корзина 20 (фиг.2, б), в которой может размещаться заглушка 17 после ее удаления из ствола. Это может быть необходимым в случае установки устройства (или нижнего пакера) и эксплуата1^ионпых колоннах (или хвостовиках) с горизонтальными участками во избежание засорения ствола скважины заглушкой. В этом случае изготовление заглушки из легкоразбуриваемого материала не обязательно.

Устройство работает следующим образом. Устройство в сборе с посадочным инструментом на колонне ПКТ спускается в скважину на запланированную глубину, при этом заполнение инструмента скважинной жидкостью по мере спуска происходит через радиальные отверстия в штоке и скользящем упоре нижнего пакера. При установке устройства взависимости от конструкции входящих в компоновку пакеров происходит одновременная или поочередная запакеровка пакеров, при этом уплотнительных элементы нижнего пакера сжимаются осевым усилием (части веса колонны HKT или создаваемого посадочным инструментом). По мере сжатия уплотнителей нижнего пакера скользящий упор смещается вниз вдоль штока на величину осевого сжатия соответствующего уплотнителя, при этом гидравлическая связь внутренней полости пакера и затрубного пространства между уплотнителями не нарушается. Фиксация уплотнителей нижнего пакера в сжатом состоянии может осуществляться фиксатором, входящим в конструкцию самого нижнего пакера, либо путем фиксации верхнего пакера в обсадной колонне после создания необходимого осевого усилия на нижний пакер. благодаря тому, что полость проходного канала нижнего пакера и затрубное пространство под основным уплотнительным элементом нижнего пакера герметично отсечены от нижерасположенного интервала скважины дополнительным уплотнительным элементом и заглушкой, осуществляется опрессовка основного уплотнительного элемента созданием избыточного давления и (или) снижением уровня.

При испытании устройства на герметичность избыточным давлением испытание верхнего пакера и нижнего пакера может производиться как раздельно, так и совместно. При раздельном испытании в колонне НKT создают необходимое избыточное давление (например 10 МПа), под действием которого происходит опрессовка всей внутренней полости устройства и нижнего пакера (фиг.3). При этом избыточное давление в стволе 11 нижнего пакера через радиальные отверстия 16 и 15 соответственно в стволе 11 нижнего пакера и скользящей опоре 14 воздействует на основной 12 и дополнительный 13 уплотнительные элементы, а также на заглушку 17, благодаря чему осуществляется опрессовка основного уплотнительного элемента 12. После этого создают необходимое избыточное давление в межтрубном пространстве (между колонной НКТ и эксплуатационной колонной) и производят опрессовку верхнего пакера. При совместном испытании пакеров посадочный инструмент приподнимают так, чтобы ниппель вышел из герметизирующего патрубка верхнего пакера, после чего в скважине выше установленного устройства создают необходимое избыточное давление, при этом испытанию па герметичность подвергаются одновременно верхний и нижний пакеры и колонна межпакерных патрубков.

При испытании устройства на герметичность методом снижения уровня посадочный инструмент приподнимают так, чтобы ниппель вышел из герметизирующего патрубка верхнего пакера, затем уровень жидкости в скважине снижают (компрессором или свабированием), при этом испытанию на герметичность подвергаются одновременно верхний и нижний пакеры и колонна межпакерпых патрубков.

После проведения испытания избыточным давлением и (или) снижением уровня посадочный инструмент приспускают для вхождения ниппеля в герметизирующий патрубок верхнего паера и в НКТ создают избыточное давление удаления заглушки, превышающее давление опрессовки (например 15 МПа), в результате чего происходит срез штифтов 18 и заглушка 17 освобождает проходной канал устройства, падая в скважину или в корзину 20.

После проведения испытаний на герметичность и удаления заглушки колонна НКТ с посадочным инструментом извлекается из скважины.

Предлагаемое устройство позволяет повысить экономичность ремонта обсадных колонн перекрывающими устройствами, а также повысить достоверность контроля их герметичности после установки в скважине, за счет замены специальных геофизических исследований на исследования гидравлическим методом сразу после установки устройства в скважине.

1. Устройство для отключения пластов, включающее соединенные колонной патрубков верхний и нижний пакеры, при этом верхний пакер снабжен посадочным инструментом, а нижний пакер включает ствол с проходным каналом и основной уплотнительный элемент, состоящий из одной или нескольких манжет, размещенный на стволе между верхней и нижней опорами и приводимый в рабочее положение осевым сжатием, отличающееся тем, что нижний пакер снабжен дополнительным уплотнительным элементом, расположенным на стволе между верхней и нижней опорами, при этом между основным и дополнительным уплотнительными элементами расположена промежуточная скользящая опора с возможностью осевого перемещения по стволу, при этом в промежуточной скользящей опоре и в стволе на уровне промежуточной скользящей опоры выполнены радиальные отверстия, сообщающие внутренний канал ствола пакера с затрубным пространством в интервале между основным и дополнительным уплотнительными элементами, кроме того в проходном канале ствола нижнего пакера ниже радиальных отверстий герметично установлена заглушка с возможностью ее удаления под действием избыточного давления, при этом верхний пакер снабжен герметизирующим патрубком, а посадочный инструмент снабжен ниппелем с возможностью его герметичного расположения в герметизирующем патрубке верхнего пакера.

2. Устройство для отключения пластов по п.1, отличающееся тем, что заглушка изготовлена из легкоразбуриваемого материала.

3. Устройство для отключения пластов по п.1, отличающееся тем, что нижний пакер снабжен улавливающей корзиной.