Устройство для отключения пластов друг от друга в скважине

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. Устройство для отключения пластов друг от друга в скважине содержит верхний и нижний пакерующие элементы, каждый из которых включает корпус, которые соединенные между собой посредством промежуточной трубы, регулируемой по длине. Каждый из верхнего и нижнего пакерующих элементов выполнен соответственно в виде пары разнонаправленных самоуплотняющихся манжет. Сверху корпус верхнего пакерующего элемента снабжен отводом, соединенным с помощью срезного элемента с посадочным инструментом, выполненным в виде трубы с внутренним упором, которая жестко установлена на нижнем конце подъемных труб. Корпус нижнего пакерующего элемента между разнонаправленными самоуплотняющимися манжетами оснащен патрубком с фигурным пазом на наружной поверхности и конусной выборкой, примыкающей к патрубку и выполненной в виде верхнего и нижнего конусов. На патрубке установлена подвижная втулка с пальцем, взаимодействующим с фигурным пазом, и подпружиненным центратором, выполненным в виде верхних и нижних центрирующих элементов, снабженных соответствующими разнонаправленными шлипсами, взаимодействующие соответственно с верхним и нижним конусами конусной выборки. Фигурный паз выполнен в виде двух коротких и одного длинного, установленного между короткими, продольными пазами, последовательно соединенными между собой фигурными пазами, один из которых соединяет низ первого из коротких пазов, являющегося транспортньм, с серединой длинного продольного паза, являющегося рабочим, а другой - низ длинного паза с серединой другого короткого продольного паза, являющегося съемным и расположенного по длине в районе середины длинного паза. Предлагаемое устройство для отключения пластов друг от друга в скважине позволяет качественно герметизировать участки скважины и/или отключать пласты на любой глубине, в том числе и малой, так как конструкция устройства исключает посадку пакерующих элементов дорнированием за счет веса подъемных труб, при этом устройство имеет низкую металлоемкость за счет исключения хвостовика из его конструкции. 2 илл. на 1 л.

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 (патент РФ №2161238, МПК Е 21 В 29/00, 2000 г.), содержащее верхний и нижний пакерующие элементы, соединенные между собой промежуточной трубой (трубами), опорные патрубки, уплотнительные кольца и срезные элементы.

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 (патент РФ №2236557, МПК 7 Е 21 В 33/12, 29/00, 2004 г.), 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.

Существенными недостатками устройства являются:

- во-первых, длина хвостовика зависит от расстояния между нижним пластом и забоем скважины, и чем больше это расстояние, то есть чем выше нижний пласт находится от забоя, тем длиннее хвостовик, а это требует большее количество труб, составляющих хвостовик, а значит увеличивается металлоемкость конструкции

- во-вторых, герметизация пакерующих элементов происходит за счет дорнирования их расширяющим конусом путем разгрузки на них подъемных труб, веса которых при малой глубине скважины может оказаться недостаточным, в связи с чем снижается качество герметизации отключаемого пласта или участка.

Задачей полезной модели является повышение качества герметизации отключаемого пласта и/или участка, а также снижение металлоемкости конструкции.

Указанная задача решается предлагаемым устройством для отключения пластов друг от друга в скважине, спускаемым на подъемных трубах, содержащим верхний и нижний пакерующие элементы, каждый из которых включает корпус, промежуточную трубу, срезной элемент.

Новым является то, что каждый из верхнего и нижнего пакерующих элементов выполнен в виде пары разнонаправленных самоуплотняющихся манжет, причем корпуса верхнего и нижнего пакерующего элемента соединены между собой промежуточной трубой регулируемой по длине, а сверху корпус верхнего пакерующего элемента снабжен отводом, соединенным с помощью срезного элемента с посадочным инструментом, выполненным в виде трубы с внутренним упором, которая жестко установлена на нижнем конце подъемных труб, при этом корпус нижнего пакерующего элемента между разнонаправленными самоуплотняющимися манжетами оснащен патрубком с фигурным пазом на наружной поверхности и конусной выборкой, примыкающей к патрубку, подвижную втулку, установленную на патрубке, с пальцем, взаимодействующим с фигурным пазом, и подпружиненным центратором, выполненным в виде верхних и нижних центрирующих элементов, снабженных соответствующими разнонаправленными шлипсами, взаимодействующими с конусной выборкой, выполненной в виде верхнего и нижнего конусов, причем сверху верхнего конуса и ниже нижнего конуса соответственно расположены разнонаправленные самоуплотняющиеся манжеты нижнего пакерующего элемента, при этом фигурный паз выполнен в виде двух коротких и одного длинного, установленного между короткими, продольными пазами, последовательно соединенными между собой фигурными пазами, один из которых соединяет низ первого из коротких пазов, являющегося транспортным, с серединой длинного продольного паза, являющегося рабочим, а другой - низ длинного паза с серединой другого короткого продольного паза, являющегося съемным и расположенного по длине в районе середины длинного паза.

На Фиг.1 изображено предлагаемое устройство в продольном разрезе.

На Фиг.2 изображен фигурный паз в развернутом виде.

Устройство для отключения пластов друг от друга в скважине (см. фиг.1) содержит верхний 1 и нижний 2 пакерующие элементы, каждый из которых соответственно включает корпус 3 и 4, соединенные между собой посредством промежуточной трубы 5, регулируемой по длине. Каждый из верхнего 1 и нижнего 2 пакерующих элементов выполнен соответственно в виде пары 6, 7 и 8, 9 разнонаправленных самоуплотняющихся манжет.

Сверху корпус 3 верхнего пакерующего элемента 1 снабжен отводом 10, соединенным с помощью срезного элемента 11 с посадочным инструментом, выполненным в виде трубы 12 с внутренним упором 13, которая жестко установлена на нижнем конце подъемных труб (на Фиг.1и 2 не показано).

Корпус 4 нижнего пакерующего элемента 2 между разнонаправленными самоуплотняющимися манжетами 8 и 9 оснащен патрубком 14 с фигурным пазом 15 на наружной поверхности и конусной выборкой, примыкающей к патрубку 14 и выполненной в виде верхнего 16 и нижнего конусов 17. Корпус 4, патрубок 14 и примыкающая к ней конусная выборка выполнены в виде одной детали.

Сверху верхнего конуса 16 и ниже нижнего конуса 17 соответственно расположены соответственно разнонаправленные самоуплотняющаяся манжета 8 и 9 нижнего пакерующего элемента 2.

На патрубке 14 установлена подвижная втулка 18 с пальцем 19, взаимодействующим с фигурным пазом 15, и подпружиненным центратором, выполненным в виде верхних 20 и нижних 21 центрирующих элементов, снабженных соответствующими разнонаправленными шлипсами 22 и 23, взаимодействующие соответственно с верхним 16 и нижним 17 конусами конусной выборки.

Фигурный паз 4 (см. Фиг.2) может быть выполнен в виде двух коротких 24, 25 и одного длинного 26, установленного между короткими 24 и 25 продольными пазами, последовательно соединенными между собой фигурными проточками 27 и 28, одна из которых 27 соединяет низ первого из коротких пазов 24, являющегося транспортным с серединой длинного продольного паза 26, являющегося рабочим, а другая 28 - низ длинного паза 26 с серединой другого короткого продольного паза 25, являющегося съемным и расположенного по длине в районе середины длинного продольного паза 26.

Работает устройство следующим образом.

Устройство для отключения пластов в скважине на подъемных трубах в сборе с посадочным инструментом спускают в скважину с таким расчетом, чтобы нижний пакерующий элемент 2 (см. Фиг.1) находился выше продуктивного пласта (на Фиг.1 и 2 не показано), а например верхний обводнившийся пласт (на Фиг.1 и 2 не показано) располагался между верхним 1 и нижним 2 пакерующими элементами (см. фиг.1), в связи с чем предварительно на устье скважины (на Фиг.1 и 2 не показано) подбирают длину промежуточной трубы 5 в зависимости от высоты обводнившегося пласта.

В процессе спуска устройства в скважину палец 19 (см. Фиг.1) располагается в первом коротком продольном пазе 24 фигурного паза 15 (см. Фиг.2) - транспортное положение, не позволяя шлипсам 22 и 23 взаимодействовать с конусами 16 и 17 конусной

выборки, а центрирующие элементы 20 и 21 пружинного центратора, поджатые наружу взаимодействуют со стенками скважины (на Фиг.1 и 2 не показано). Во время спуска скважинная жидкость не раздувает самоуплотняющуюся манжету 9 нижнего пакерующего элемента 2, так как скважинная жидкость свободно перетекает снизу вверх через внутреннее пространство 29 устройства.

По достижении в скважине интервала установки спуск прекращают. Затем колонну подъемных труб вместе с посадочным инструментом и устройством приподнимают (см. Фиг.1) на длину, большую длины первого короткого продольного паза 24 (см. Фиг.2) и поворачивают по часовой стрелке на длину большую длины фигурной проточки 27. В результате палец 15 перемещается из первого короткого продольного паза 24 по фигурной проточке 27 в длинный продольный паз 26 - рабочее положение, так как центрирующие элементы 20 (см. Фиг.1) и 21, взаимодействуя со стенками скважины, удерживают подвижную втулку 18 с пальцем 19 на месте.

После чего колонну подъемных труб разгружают и посадочный инструмент вместе с устройством (см. Фиг.1) перемещаются вниз, при этом подвижная втулка 18, и находящиеся на ней детали остаются на месте. В результате верхние шлипсы 22, взаимодействуя с верхним конусом 16, прижимаются к стенкам скважины, фиксируя устройство относительно скважины, и при дальнейшей разгрузке колонны подъемных труб уже на устройство срезные элементы 11 разрушаются, освобождая устройство от посадочного инструмента, выполненного в виде трубы 12, которая своим внутренним упором 13 опирается на верхний торец отвода 10 устройства, о чем свидетельствует потеря веса подъемных труб на индикаторе веса, который установлен на устье скважины.

Далее колонну подъемных труб вместе с посадочным инструментом извлекают из скважины, после чего спускают на колонне подъемных труб погружной насос (на Фиг.1 и 2 не показан), или приподнимают, если колонна подъемных труб оборудована сразу погружным насосом. Затем запускают погружной насос, под действием которого очищается и эксплуатируется продуктивный пласт. При этом продукция пласта под действием погружного насоса и по колонне подъемных труб извлекается из скважины.

При необходимости извлечения устройства из скважины, в нее спускают колонну подъемных труб с труболовкой на нижнем конце, которой захватывают отвод 10 устройства. Затем колонну подъемных труб приподнимают с устройством на длину, большую длины длинного продольного паза 26 (см. Фиг.2) и поворачивают по часовой стрелке на длину большую длины фигурной проточки 28. После чего колонну подъемных труб с устройством опускают на длину, большую длины длинного продольного паза 26, а затем снова приподнимают. В результате палец 19 перемещается из длинного

продольного паза 26 по фигурной проточке 28 в другой короткий продольный паз 25 - положение для съема устройства, так как шлипсы 22 (см. Фиг.1) и 23 не могут взаимодействовать с соответствующими конусами 16 и 17.

Далее устройство извлекается из скважины.

Предлагаемое устройство для отключения пластов друг от друга в скважине позволяет качественно герметизировать участки скважины и/или отключать пласты на любой глубине, в том числе и малой, так как конструкция устройства исключает посадку пакерующих элементов дорнированием за счет веса подъемных труб, при этом устройство имеет низкую металлоемкость за счет исключения хвостовика из его конструкции.

Устройство для отключения пластов друг от друга в скважине, спускаемое на подъемных трубах, содержащее верхний и нижний пакерующие элементы, каждый из которых включает корпус, промежуточную трубу, срезной элемент, отличающееся тем, что каждый из верхнего и нижнего пакерующих элементов выполнен в виде пары разнонаправленных самоуплотняющихся манжет, причем корпуса верхнего и нижнего пакерующего элемента соединены между собой промежуточной трубой регулируемой по длине, а сверху корпус верхнего пакерующего элемента снабжен отводом, соединенным с помощью срезного элемента с посадочным инструментом, выполненным в виде трубы с внутренним упором, которая жестко установлена на нижнем конце подъемных труб, при этом корпус нижнего пакерующего элемента между разнонаправленными самоуплотняющимися манжетами оснащен патрубком с фигурным пазом на наружной поверхности и конусной выборкой, примыкающей к патрубку, подвижную втулку, установленную на патрубке, с пальцем, взаимодействующим с фигурным пазом, и подпружиненным центратором, выполненным в виде верхних и нижних центрирующих элементов, снабженных соответствующими разнонаправленными шлипсами, взаимодействующими с конусной выборкой, выполненной в виде верхнего и нижнего конусов, причем сверху верхнего конуса и ниже нижнего конуса соответственно расположены разнонаправленные самоуплотняющиеся манжеты нижнего пакерующего элемента, при этом фигурный паз выполнен в виде двух коротких и одного длинного, установленного между короткими, продольными пазами, последовательно соединенными между собой фигурными пазами, один из которых соединяет низ первого из коротких пазов, являющегося транспортным, с серединой длинного продольного паза, являющегося рабочим, а другой - низ длинного паза с серединой другого короткого продольного паза, являющегося съемным и расположенного по длине в районе середины длинного паза.