Устройство герметизирующее

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно, к внутрискважинным герметизирующим устройствам, применяемым при проведении гидроразрыва пластов в скважинах, в том числе и боковых стволах, оборудованных хвостовиками с пакер-подвесками. Обеспечивает повышение надежности работы устройства и расширение его технологических возможностей. Сущность полезной модели: устройство герметизирующее включает последовательно соединенные гидравлический или механический якорь, переводник с установленной на нем упорной конусной гайкой, удлинительный патрубок и узел герметизации, при этом узел герметизации выполнен в виде полого ступенчатого ствола, на меньшей ступени которого установлены, по крайней мере, две уплотнительные втулки, между которыми размещено проставочное кольцо, и связанного со стволом направляющего башмака, причем уплотнительные втулки состоят из двух колец и эластомерного элемента между ними. 3 з.п. ф-лы, 4 илл.

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно, к внутрискважинным герметизирующим устройствам, применяемым при проведении гидроразрыва пластов (ГРП) в скважинах, в том числе и боковых стволах, оборудованных хвостовиками с пакер-подвесками.

Известно устройство герметизирующее, включающее полый ступенчатый ствол, на котором установлены якорный узел цангового типа и узел герметизации, выполненный в виде набора эластомерных шевронных манжет и проставочных колец [Патент США 5433275, Е21В 19/16, 1995].

Недостатком конструкции устройства является ее невысокая надежность при применении устройства для ГРП в скважинах, оборудованных хвостовиками с пакер-подвесками. Это связано с тем, что якорный узел устройства достаточно сложно заякорить в пакер-подвеске, внутренняя полость которой после цементирования хвостовика и дальнейшей эксплуатации скважины может быть загрязнена цементным раствором и другими отложениями. Узел герметизации шевронного типа, требующий плотной посадки металла по металлу, также затруднительно ввести внутрь пакер-подвески, что ограничивает технологические возможности устройства.

Техническим результатом полезной модели является повышение надежности работы герметизирующего устройства и расширение его технологических возможностей.

Необходимый технический результат достигается тем, что устройство герметизирующее включает последовательно соединенные гидравлический или механический якорь, переводник с установленной на нем упорной конусной гайкой, удлинительный патрубок и узел герметизации, при этом узел герметизации выполнен в виде полого ступенчатого ствола, на меньшей ступени которого установлены, по крайней мере, две уплотнительные втулки, между которыми размещено проставочное кольцо, и связанного со стволом направляющего башмака, причем уплотнительные втулки состоят из двух колец и эластомерного элемента между ними.

На фиг.1 изображено устройство в исходном положении; на фиг.2 - выносной элемент A (исполнение 1) на фиг.1; на фиг.3 - выносной элемент А (исполнение 2) на фиг.1; на фиг.4 - устройство в рабочем положении.

Устройство герметизирующее (фиг.1)), в частном исполнении, состоит из гидравлического якоря 1 с подпружиненными в радиальном направлении шлипсами 2, переводника 3 с упорной конусной гайкой 4, удлинительного патрубка 5 и узла герметизации, включающего полый ступенчатый ствол 6, на меньшей ступени 7 которого установлены три уплотнительные втулки 8 с проставочными кольцами 9, и связанный со стволом направляющий башмак 10 со скошенным концевым участком.

Каждая уплотнительная втулка (см. фиг.2) состоит из двух металлических колец 11 и 12 и эластомерного элемента 13 между ними. Для повышения герметизации уплотнительных втулок внутри их могут быть установлены уплотнительные резиновые кольца (на фиг.2 не показаны).

Для обеспечения надежного ввода узла герметизации во внутреннюю полость пакер-подвески на меньшей ступени 7 ствола 6 выполнены кольцевые канавки 14 (см. фиг.2), а проставочные кольца 9 имеют внутренний кольцевой выступ 15, размещенный в кольцевых канавках 14 меньшей ступени 7 ствола, и выполнены разрезными с возможностью упругой деформации в радиальном направлении (на фиг.2 не показано). Кроме того, эластомерный элемент 13 и два кольца 11 и 12, образующие уплотнительную втулку, могут быть соединены между собой путем совместной вулканизации.

Для повышения герметизирующей способности между большей ступенью ствола 6 и верхней уплотнительной втулкой 8 (см. фиг.3) может быть установлено дополнительное разрезное проставочное кольцо 16 с внутренним кольцевым выступом, размещенным в дополнительной кольцевой канавке 17 меньшей ступени 7 ствола узла герметизации.

Устройство герметизирующее работает следующим образом.

Для проведения ГРП в скважине, оборудованной хвостовиком 18 с пакер-подвеской 19 (см. фиг.4), устройство спускают на колонне 20 насосно-компрессорных труб (НКТ) в эксплуатационную колонну 21 к месту установки и герметизации внутренней полости пакер-подвески 19. При достижении головы пакер-подвески 19 узел герметизации 22 устройства плавно вводят в ее внутреннюю полость до упора гайки 4 в верхнюю часть головы пакер-подвески 19. При этом уплотнительные втулки 8 узла герметизации (см. фиг.1), плотно прилегая своими эластичными элементами к внутренней поверхности проходного канала пакер-подвески 19, создают начальную герметизацию внутренней полости колонны 20 НКТ и хвостовика 18 от межтрубного пространства эксплуатационной колонны 21, в последующем надежно защищая ее и узлы пакер-подвески 19 от действия высокого давления.

При проведении ГРП на устье скважины создается высокое давление, которое через колонну 20 НКТ воздействует на шлипсы якоря 1 и на уплотнительные втулки 8, эластичные элементы которых под действием возрастающего перепада давления самоуплотняются, повышая тем самым герметизацию в зоне контакта с внутренней поверхностью проходного канала пакер-подвески 19. При этом якорь 1 препятствует осевому перемещению устройства вверх, а узел герметизации 22 надежно изолирует эксплуатационную колонну 21 от действия высокого давления и защищает ее от разрушения и необходимости проведения дорогостоящих ремонтно-изоляционных работ.

После проведения ГРП, не извлекая устройство на поверхность, через его проходной канал в скважину можно спускать геофизические приборы для исследования пластов, перфораторы для проведения дополнительной перфорации и нового ГРП, гибкие трубы для вымыва оставшегося в скважине проппанта и ряда других операций.

1. Устройство герметизирующее, включающее последовательно соединенные гидравлический или механический якорь, переводник с установленной на нем упорной конусной гайкой, удлинительный патрубок и узел герметизации, при этом узел герметизации выполнен в виде полого ступенчатого ствола, на меньшей ступени которого установлены, по крайней мере, две уплотнительные втулки, между которыми размещено проставочное кольцо, и связанного со стволом направляющего башмака, причем уплотнительные втулки состоят из двух колец и эластомерного элемента между ними.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что эластомерный элемент и два кольца, образующие уплотнительную втулку, соединены между собой путем совместной вулканизации.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что на наружной поверхности меньшей ступени ствола между уплотнительными втулками выполнена кольцевая канавка, а проставочное кольцо имеет внутренний кольцевой выступ, размещенный в кольцевой канавке ствола, и выполнено разрезным с возможностью упругой деформации в радиальном направлении.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что между большей ступенью ствола и верхней уплотнительной втулкой установлено дополнительное разрезное проставочное кольцо с внутренним кольцевым выступом, размещенным в дополнительной кольцевой канавке меньшей ступени ствола.