Башмак для установки профильного перекрывателя в скважине

Авторы патента:

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно, к области бурения скважин, в частности, к устройствам для установки профильных перекрывателей при изоляции ими зон осложнений бурения. Башмак для установки профильного перекрывателя в скважине, включающий монтажную головку, выполненную с возможностью взаимодействия с установочным оборудованием, с буртом и упорами, взаимодействующими изнутри с поджатыми внутрь фиксирующими элементами, которые расположены равномерно относительно наружной поверхности корпуса с возможностью ограниченного перемещения внутрь при перемещении упоров вверх относительно корпуса, а наружная поверхность фиксирующих элементов выполнена в виде сегментов цилиндрической поверхности, выполненной с возможностью взаимодействия с кольцевым расширением профильного перекрывателя, внутренний диаметр которого превышает диаметр корпуса, уплотнение, герметизирующее кольцевое пространство между корпусом и профильным перекрывателем. Уплотнение расположено в корпусе ниже фиксирующих элементов. Корпус снабжен центральным проходным каналом, в котором расположен клапан, пропускающий снизу вверх, а сверху - кольцевой проточкой, вверху которой расположен ограничитель, а внизу равномерно относительно оси корпуса выполнены продольные углубления под упоры, выполненные в виде штифтов, жестко зафиксированных в монтажной головке снизу. Монтажная головка, выполненная полой, вставлена в кольцевую проточку корпуса с возможностью ограниченного перемещения вверх до взаимодействия бурта с ограничителем. Верх монтажной головки выполнен в виде набора усеченных конусов с одинаковыми основаниями, сужающимися кверху. Конструкция предлагаемого башмака оснащена обратным клапаном, проста и надежна, так как для его отсоединения от профильного перекрывателя не используются резьбовые соединения, для которых необходимо вращение расширяющего инструмента. 2 илл. на 1 л.

Известен «Профильный перекрыватель (а.с. №1070989, МПК Е 21 В 29/00, опубл. Бюлл. №24 от 30.08.1994 г.), содержащий в цилиндрическом хвостовом участке башмак, выполненный в виде вкладышей, образующих некруглое проходное сечение, в котором размещены элементы винтовой пары, один из которых имеет наружную поверхность с ответным некруглым сечением, при этом якорный узел снабжен конусно-клиновым пуансоном, установленным с возможностью взаимодействия с другим элементом винтовой пары.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является «Башмак для установки профильных перекрывателей в скважинах» (патент RU №2172387, МПК Е 21 В 29/10, опубл. Бюлл. №23 от 20.08.2001 г.), включающий монтажный болт с головкой, левой резьбой, на которую навинчена упорная гайка, правой конической резьбой на конце для соединения с установочным оборудованием и упорным буртом, выполненным между резьбами, и уплотнительный элемент, расположенный вокруг цилиндрической части болта, причем он снабжен дополнительным упором, выполненным в виде конического раструба с наружной конической поверхностью для взаимодействия с уплотнительным элементом и упорным буртом болта, при этом во внутренней стенке раструба смонтирован стопорный элемент для фиксации соединения установочного оборудования с болтом, упорная гайка выполнена с конической поверхностью для взаимодействия с уплотнительным элементом и насечкой на наружной поверхности, а уплотнительный элемент выполнен в виде нескольких конических сегментов с коническими поверхностями на торцах, конусность которых обращена к оси вращения башмака, соединенных между собой в кольцо упругим материалом, например, резиной путем вулканизации, причем упругий материал преимущественно расположен на торцах сегментов со стороны дополнительного упора.

Недостатками данных башмаков являются:

- отсутствие обратного клапана в конструкции башмака, необходимого для заполнения жидкостью профильного перекрывателя при спуске его в скважину, что требует установки отдельного обратного клапана в теле перекрывателя, что ослабляет тело перекрывателя и требует дополнительные затраты на сам клапан и его установку;

- возможность аварийных ситуаций, так как для освобождения башмака от перекрывателя необходимо добиться вращения монтажного болта относительно упорной гайки, при этом соединиться конической правой резьбой болта с установочным оборудованием, что может не случиться, потому что на стенках перекрывателя и в самой скважине находятся твердые включения, которые могут засорить резьбы;

- невозможность работы с невращающимся расширяемым инструментом.

Технической задачей предложения является создание простой и надежной конструкции башмака, оснащенной обратным клапаном, отсоединение которого от перекрывателя не зависит от резьбовых соединений и вращения расширяющего инструмента.

Техническая задача решается башмаком для установки профильного перекрывателя в скважине, включающим монтажную головку, выполненную с возможностью взаимодействия с установочным оборудованием, с буртом и упорами, взаимодействующими изнутри с поджатыми внутрь фиксирующими элементами, которые расположены равномерно относительно наружной поверхности корпуса с возможностью ограниченного перемещения внутрь при перемещении упоров вверх относительно корпуса, а наружная поверхность фиксирующих элементов выполнена в виде сегментов цилиндрической поверхности, выполненной с возможностью взаимодействия с кольцевым расширением профильного перекрывателя, внутренний диаметр которого превышает диаметр корпуса, уплотнение, герметизирующее кольцевое пространство между корпусом и профильным перекрывателем.

Новым является то, что уплотнение расположено в корпусе ниже фиксирующих элементов, корпус снабжен центральным проходным каналом, в котором расположен клапан, пропускающий снизу вверх, а сверху - кольцевой проточкой, вверху которого расположен ограничитель, а внизу равномерно относительно оси корпуса выполнены продольные углубления под упоры, выполненные в виде штифтов, жестко зафиксированных в монтажной головке снизу, при этом монтажная головка, выполненная полой, вставлена в кольцевую проточку корпуса с возможностью ограниченного перемещения вверх до взаимодействия бурта с ограничителем, а верх монтажной головки выполнен в виде набора усеченных конусов с одинаковыми основаниями, сужающимися кверху.

На Фиг.1 показана схема расположения башмака в составе профильного перекрывателя.

На Фиг.1 показан разрез А - А.

Башмак для установки профильного перекрывателя 1 (см. Фиг.1) в скважине (на Фиг. не показана), включающий корпус 2, монтажную головку 3, выполненную с возможностью взаимодействия с установочным оборудованием (на Фиг. не показано), с буртом 4 и упорами 5, взаимодействующими изнутри с поджатыми внутрь эластичными кольцами 6, фиксирующими элементами 7, которые расположены равномерно относительно наружной поверхности корпуса 2 с возможностью ограниченного перемещения внутрь при перемещении упоров 5 вверх относительно корпуса 2. Наружная поверхность 8 (см. Фиг.2) фиксирующих элементов 7 выполнена в виде сегментов цилиндрической поверхности, выполненной с возможностью взаимодействия с кольцевым расширением 9 (см. Фиг.1) профильного перекрывателя 1, наружный диаметр которого D (см. Фиг.2) превышает диаметр d корпуса 2. В корпусе 2 (см. Фиг.1) ниже фиксирующих элементов 7 вставлено уплотнение 10, герметизирующее кольцевое пространство между корпусом 2 и профильным перекрывателем 1. Корпус 2 снабжен центральным проходным каналом 11, в котором расположен клапан 12, пропускающий снизу вверх, а сверху - кольцевой проточкой 13, вверху которой расположен ограничитель 14, а внизу равномерно относительно оси корпуса 2 выполнены продольные углубления 15 под упоры 5, выполненные в виде штифтов, жестко зафиксированных в монтажной головке 3 снизу. Монтажная головка 3, выполненная полой, вставлена в кольцевую проточку 14 корпуса 2 с возможностью ограниченного перемещения вверх до взаимодействия бурта 4 с ограничителем 14 и фиксации пружинным кольцом 16 в верхнем положении. Верх монтажной головки 3 выполнен в виде набора сужающихся кверху усеченных конусов 17 с одинаковым основанием.

Устройство работает следующим образом.

Корпус 2 (см. Фиг.1) вставляют в нижний цилиндрический конец профильного перекрывателя 1, в котором предварительно выполнено кольцевое расширение 9. При этом уплотнение 10 герметизирует пространство между профильным перекрывателем 1 и корпусом 2, а фиксирующие элементы 7, поджимаемые внутрь эластичными кольцами 6, располагаются напротив кольцевого расширения 9. После чего в кольцевую проточку 13 корпуса 2 вставляют монтажную головку 3, которая своими упорами 5 входит в продольные углубления 15 и раздвигает фиксирующие элементы 7 до взаимодействия их наружной поверхности 8 (см. Фиг.2) с кольцевым расширением 9 (см. Фиг.1). Так как наружный диаметр D (см. Фиг.2) кольцевого расширения 9 (см. Фиг 1) превышает диаметр d (cм. Фиг.2) корпуса 2, то корпус 2 надежно удерживается в профильном перекрывателе 1 (см. Фиг.1). После чего сверху кольцевой проточки закрепляют жестко ограничитель 14, предварительно поджав пружинное кольцо 16. Далее профильный перекрыватель 1 на колонне

бурильных труб (на Фиг. не показана) спускают в скважину (на Фиг. не показана). При этом скважинная жидкость по центральному проходному каналу 11 через клапан 12 и монтажную головку 3 заполняет внутреннее пространство перекрывателя 1. После достижения зоны установки перекрывателя 1 в нем создают избыточное давление (клапан 12 вниз не пропускает жидкость), под действием которого профильные гофры (на Фиг. не показаны) перекрывателя 1 выправляются до прижатия к стенкам скважины. Далее в перекрыватель 1 спускают расширяемый инструмент (далее дорн) (на Фиг. не показан) с наружной ловильной головкой (на Фиг. не показана) на конце, под воздействием которого перекрыватель 1 окончательно расправляется и плотно прижимается к стенкам скважины. При достижении корпуса 2 башмака дорн ловильной головкой захватывает монтажную головку 3 за усеченные конусы 17. Затем дорн с монтажной головкой 3 приподнимают до взаимодействия ее бурта 4 с ограничителем 14 корпуса 2, при этом упоры 5 перемещаются вверх, переставая взаимодействовать изнутри с фиксирующими элементами 7, которые под действием эластичных колец 7 перемещаются внутрь, освобождая корпус 2 от профильного перекрывателя 1, пружинное кольцо 16 разжимается, фиксируя монтажную головку 3 вверху, что исключает повторную фиксацию корпуса 2 фиксирующими элементами 7 относительно профильного перекрывателя 1. Далее дорном прижимают к стенкам скважины и нижнюю часть профильного перекрывателя 1. В завершении дорн и башмак извлекают из скважины.

Конструкция предлагаемого башмака оснащена обратным клапаном, проста и надежна, так как для его отсоединения от профильного перекрывателя не используются резьбовые соединения, для которых необходимо вращение расширяющего инструмента.

Башмак для установки профильного перекрывателя в скважине, включающий монтажную головку, выполненную с возможностью взаимодействия с установочным оборудованием, с буртом и упорами, взаимодействующими изнутри с поджатыми внутрь фиксирующими элементами, которые расположены равномерно относительно наружной поверхности корпуса с возможностью ограниченного перемещения внутрь при перемещении упоров вверх относительно корпуса, а наружная поверхность фиксирующих элементов выполнена в виде сегментов цилиндрической поверхности, выполненной с возможностью взаимодействия с кольцевым расширением профильного перекрывателя, внутренний диаметр которого превышает диаметр корпуса, уплотнение, герметизирующее кольцевое пространство между корпусом и профильным перекрывателем, отличающийся тем, что уплотнение расположено в корпусе ниже фиксирующих элементов, корпус снабжен центральным проходным каналом, в котором расположен клапан, пропускающий снизу вверх, а сверху - кольцевой проточкой, вверху которой расположен ограничитель, а внизу равномерно относительно оси корпуса выполнены продольные углубления под упоры, выполненные в виде штифтов, жестко зафиксированных в монтажной головке снизу, при этом монтажная головка, выполненная полой, вставлена в кольцевую проточку корпуса с возможностью ограниченного перемещения вверх до взаимодействия бурта с ограничителем, а верх монтажной головки выполнен в виде набора усеченных конусов с одинаковыми основаниями, сужающимися кверху.