Патент на изобретение №2182960

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАКАНЧИВАНИЯ СКВАЖИНЫ

(57) Реферат:

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано при заканчивании скважины (при ее подготовке к эксплуатации) для вскрытия продуктивного пласта. Обеспечивает повышение эффективности вскрытия продуктивного пласта обеспечением возможности полноценной промывки скважины через башмак обсадной колонны за счет повышения герметизирующей способности полых срезных штифтов. Сущность изобретения: устройство включает полый корпус с радиальными отверстиями для циркуляции жидкости. Эти отверстия перекрыты полыми срезными штифтами. Они выступают внутрь корпуса. Снаружи корпуса размещен фильтр. Он образует с корпусом кольцевую полость. Корпус выполнен длиной или с продольной жесткостью, при которых стрела прогиба при горизонтальном положении корпуса с опорой на его концы не превышает 0,08 м. Радиальные отверстия в области центрального поперечного сечения корпуса отсутствуют или выполнены в количестве меньшем, чем в периферийных сечениях корпуса. Каждое из радиальных отверстий имеет с наружной стороны корпуса кольцевую проточку. Она образует в стенке корпуса опорную кольцевую площадку. На ней размещено уплотнительное кольцо. Каждый из полых срезных штифтов имеет со стороны, противоположной от его срезаемой части, наружный кольцевой бурт под опорную кольцевую площадку. Он деформирует уплотнительное кольцо и жестко закреплен в радиальном отверстии корпуса. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано при заканчивании скважины (при ее подготовке к эксплуатации) для вскрытия продуктивного пласта.

Известно устройство для заканчивания скважины, установленное на обсадной колонне и состоящее из полого патрубка с радиальными циркуляционными отверстиями и заглушки, установленной в обсадной колонне выше патрубка и перекрывающей внутреннее сечение обсадной колонны [1].

С применением такого устройства вскрытие продуктивного пласта обеспечивают разрушением заглушки в полости обсадной колонны.

Недостатком данного устройства является то, что с его применением в процессе спуска устройства в скважину не представляется возможным осуществление полноценной промывки скважины через башмак обсадной колонны, что существенно затрудняет спуск колонны до заданной глубины, особенно в наклонных и горизонтальных скважинах.

Наиболее близким аналогом изобретения является устройство для заканчивания скважины, включающее полый корпус с радиальными отверстиями для циркуляции жидкости, перекрытыми полыми срезными штифтами, выступающими внутрь корпуса, и фильтр, размещенный снаружи корпуса и образующий с ним кольцевую полость [2].

Недостатком известного устройства является также недостаточно высокая эффективность вскрытия продуктивного пласта из-за низкой герметизирующей способности радиальных отверстий корпуса полыми срезными штифтами.

Обычная практика предусматривает трудоемкую операцию нарезания резьб в отверстиях корпуса и на полых срезных штифтах. Закрепление полых срезных штифтов в радиальных отверстиях корпуса и их герметизация предусмотрены за счет вышеупомянутых резьб.

Как показала практика, в процессе складирования и транспортировки корпус устройства прогибается, что приводит к разгерметизации резьбы в стенках отверстий и на полых срезных штифтах. Точно такая же ситуация наблюдается в наклонных и горизонтальных скважинах.

Это, в свою очередь, затрудняет полноценную промывку обсадной колонны при ее спуске в скважину через башмак обсадной колонны, оборудованной фильтром.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности вскрытия продуктивного пласта обеспечением возможности полноценной промывки скважины через башмак обсадной колонны за счет повышения герметизирующей способности полых срезных штифтов.

Необходимый технический результат достигается тем, что в устройстве для заканчивания скважины, включающем полый корпус с радиальными отверстиями для циркуляции жидкости, перекрытыми полыми срезными штифтами, выступающими внутрь корпуса, и фильтр, размещенный снаружи корпуса и образующий с ним кольцевую полость, согласно изобретению корпус выполнен длиной или с продольной жесткостью, при которых стрела прогиба при горизонтальном положении корпуса с опорой на его концы не превышает 0,08 м, а радиальные отверстия в области центрального поперечного сечения корпуса отсутствуют или выполнены в количестве меньшем, чем в периферийных сечениях корпуса, и каждое из отверстий имеет с наружной стороны корпуса кольцевую проточку, образующую в стенке корпуса опорную кольцевую площадку, где размещено уплотнительное кольцо, при этом каждый из полых срезных штифтов имеет со стороны, противоположной от его срезаемой части, наружный кольцевой бурт под опорную кольцевую площадку, деформирующий уплотнительное кольцо и жестко закрепленный в радиальном отверстии корпуса.

Кроме того:
каждый из полых срезных штифтов закреплен в радиальном отверстии корпуса посредством чеканки или вальцевания кромки стенки корпуса, примыкающей к наружному кольцевому бурту со стороны радиального отверстия;
корпус может быть выполнен составным из отдельных патрубков;
область центрального поперечного сечения, где радиальные отверстия отсутствуют или выполнены в количестве меньшем, чем в периферийных сечениях, может составлять, например, 0,2 – 1 м (по 0,1 – 0,5 м по обе стороны от оговоренного сечения).

Фильтр выполнен со стрингерами, размещенной на них проволочной навивкой и кольцевого опорного бандажа, жестко закрепляющего торцевую поверхность фильтра.

Сущность изобретения заключается в том, что благодаря совместной совокупности признаков выполнения устройства с требованиями продольной жесткости корпуса, размещению отверстий и их герметизации удалось на практике достичь герметичности устройства на внутреннее избыточное давление до 10 МПа.

Это обеспечивает возможность осуществления промывки при любом гидродинамическом режиме и сохранения герметичности устройства практически при любых непредвиденных случаях повышения давления в обсадной колонне.

В известных устройствах герметичность устройства удалось достичь лишь при давлении не более 4 МПа.

Поэтому при таких достигнутых параметрах может быть обеспечено эффективное вскрытие продуктивного пласта за счет надежной полноценной промывки скважины через башмак обсадной колонны, оборудованной фильтром, при спуске этой колонны. Эффективность вскрытия обеспечивается за счет предотвращения промывкой скважины в месте размещения фильтра кольматации продуктивного пласта различными частицами и шламом, собираемым со стенок скважины и перемещаемым башмаком обсадной колонны при ее спуске.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства; на фиг. 2 показано сечение этого устройства.

Устройство включает полый корпус 1 с радиальными отверстиями 2 для циркуляции жидкости. Радиальные отверстия 2 перекрыты полыми срезными штифтами 3, выступающими внутрь корпуса 1. Снаружи корпуса 1 размещен фильтр 4. Он образует с корпусом 1 кольцевую полость 5. При этом корпус выполнен длиной или с продольной жесткостью, при которых стрела прогиба при горизонтальном положении корпуса с опорой на его концы не превышает 0,08 м. Радиальные отверстия 2 в центральном поперечном сечении корпуса отсутствуют или выполнены в количестве меньшем, чем в периферийных сечениях корпуса. Каждое из отверстий имеет с наружной стороны корпуса кольцевую проточку 6. Она образует в стенке корпуса 1 опорную кольцевую площадку 7. На ней размещено уплотнительное кольцо 8. Каждый из полых срезных штифтов 3 имеет со стороны, противоположной от его срезаемой части, наружный кольцевой бурт 9 под опорную кольцевую площадку 7, деформирующий уплотнительное кольцо 8 и жестко закрепленный в радиальном отверстии 2 корпуса.

При этом каждый из полых срезных штифтов может быть закреплен в радиальном отверстии 2 корпуса 1 посредством чеканки или вальцевания кромки стенки корпуса 1, примыкающей к наружному кольцевому бурту 9 со стороны радиального отверстия 2. Полый срезной штифт может быть выполнен с кольцевой канавкой 10, как концентратором напряжений, для облегчения разрушения штифта.

Корпус может быть выполнен составным из отдельных патрубков (не показано).

Фильтр может быть выполнен со стрингерами 11 (продольными ребрами жесткости), размещенной на них проволочной навивкой 12 и кольцевого опорного бандажа 13, жестко закрепляющего торцевую поверхность фильтра.

Устройство работает следующим образом.

Устройство полностью собирают на устье скважины, как показано на фиг.1. При этом корпус 1 выполняют длиной или с продольной жесткостью, при которых стрела прогиба при горизонтальном положении корпуса с опорой на его концы не превышает 0,08 м. Полые срезные штифты 3 жестко закрепляют, например, вальцеванием в радиальных отверстиях 2 с предварительной деформацией уплотнительного кольца 8. После сборки устройство опрессовывают на внутреннее давление, например 10 МПа. В процессе спуска устройства в скважину осуществляют периодически промывку скважины через башмак обсадной колонны. Промывку осуществляют в зависимости от условий в скважине по ее глубине (устойчивости стенок, кавернозности ствола, возможности прихвата обсадной колонны или посадки ее башмака) на различных гидродинамических режимах до стабилизации показателей промывочной жидкости, выходящей на устье скважины.

После установки устройства против продуктивного пласта осуществляют окончательную промывку скважины раствором, предотвращающим загрязнение продуктивного пласта, например раствором на углеводородной основе. Затем в обсадную колонну спускают рабочую колонну, например из насосно-компрессорных труб, содержащую в нижней части наголовник (не показан) для взаимодействия с полыми срезными штифтами 3. При взаимодействии наголовника с этими штифтами происходит их разрушение, например, по кольцевой канавке 10. Осуществляют собственно вскрытие продуктивного пласта скважины. Скважинная и пластовая жидкость поступают через фильтр 4 и радиальные отверстия 2 в полость корпуса 1 и обсадную колонну. Создают депрессию в обсадной колонне снижением в ней уровня жидкости, очищают продуктивный пласт от остаточных продуктов кольматации. После чего приступают к пробной эксплуатации.

Источники информации
1. Шацов Н.И. Разобщение пластов в нефтяных и газовых скважинах. – М.: Недра, 1960, с.152.

2. Фильтр для горизонтальных скважин. Рекламный проспект АОО “Тяжпрессмаш”, Рязань, 1995.

Формула изобретения

1. Устройство для заканчивания скважины, включающее полый корпус с радиальными отверстиями для циркуляции жидкости, перекрытыми полыми срезными штифтами, выступающими внутрь корпуса, и фильтр, размещенный снаружи корпуса и образующий с ним кольцевую полость, отличающееся тем, что корпус выполнен длиной или с продольной жесткостью, при которых стрела прогиба при горизонтальном положении корпуса с опорой на его концы не превышает 0,08 м, а радиальные отверстия в области центрального поперечного сечения корпуса отсутствуют или выполнены в количестве меньшем, чем в периферийных сечениях корпуса, и каждое из отверстий имеет с наружной стороны корпуса кольцевую проточку, образующую в стенке корпуса опорную кольцевую площадку, где размещено уплотнительное кольцо, при этом каждый из полых срезных штифтов имеет со стороны, противоположной от его срезаемой части, наружный кольцевой бурт под опорную кольцевую площадку, деформирующий уплотнительное кольцо и жестко закрепленный в радиальном отверстии корпуса.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждый из полых срезных штифтов закреплен в радиальном отверстии корпуса посредством чеканки или вальцевания кромки стенки корпуса, примыкающей к наружному кольцевому бурту со стороны радиального отверстия.

3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что фильтр выполнен со стрингерами, размещенной на них проволочной навивки и кольцевого опорного бандажа, жестко закрепляющего торцевую поверхность фильтра.

РИСУНКИ

QZ4A – Регистрация изменений (дополнений) лицензионного договора на использование изобретения

Лицензиар(ы): Воронов Владимир Григорьевич, Володин Алексей Михайлович, Ванифатьев Владимир Иванович

Вид лицензии*: НИЛ

Лицензиат(ы): Открытое акционерное общество “ТЯЖПРЕССМАШ”

Характер внесенных изменений (дополнений):

Изменен вид лицензии. Неисключительная лицензия изменена на исключительную лицензию.

Дата и номер государственной регистрации договора, в который внесены изменения:

23.06.2003 № 16954

Извещение опубликовано: 20.03.2007 БИ: 08/2007

* ИЛ – исключительная лицензия НИЛ – неисключительная лицензия