Патент на изобретение №2215123

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАКАЧКИ ИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА В СКВАЖИНУ

(57) Реферат:

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для изоляции продуктивных пластов, ликвидации заколонных перетоков и ограничения водопритока в нефтяные и газовые скважины. Обеспечивает повышение эффективности и надежности устройства при закачке изоляционного материала в скважину под большим давлением. Сущность изобретения: устройство включает корпус с отверстиями, уплотнительный элемент, нижний и верхний конусы и шлипсы в форме обойм, отсекающий клапан, фиксатор и механизм установки в виде цилиндра с заливочными отверстиями и размещенным на нем толкателем. Согласно изобретению фиксатор размещен в механизме установки. В нем закреплен поршень на срезных элементах. Цилиндр механизма установки закреплен в корпусе срезными элементами. Во внутренней полости цилиндра установлена на срезных элементах заглушка. Она заневолена пружиной и перекрывает заливочные отверстия цилиндра и отверстия корпуса. На его нижней части закреплен упор. Он взаимодействует с нижним шлипсом. Отсекающий клапан выполнен в форме втулки с фиксатором и дном. Он закреплен на срезных элементах к нижней части механизма установки. Втулка имеет ограничитель ее перемещения. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для изоляции продуктивных пластов, ликвидации заколонных псретоков и ограничения водопритока в нефтяные и газовые скважины.

Известно устройство для закачки изоляционного материала при осуществлении способа изоляции пластов в скважинах, содержащее корпус, уплотнительный элемент, якорные узлы, отсекающий клапан и механизм запакеровки в виде цилиндра и полого штока, связанного с заслонкой отсекающего клапана [1] .

Данное устройство ненадежно в работе, так как при закачке изоляционного материала (цементного раствора, смолы и т.п.) заслонка и седло отсекающего клапана находятся в потоке жидкости и подвергаются абразивному износу. В результате этого нарушается герметичность отсекающего клапана. Кроме того, в конструкцию якорных узлов устройства входят фиксаторы в виде упругих разрезных колец, изготовленных из пружинной термообработанной стали, которая плохо разбуривается.

Наиболее близким по технической сущности является устройство, содержащее корпус, уплотнительный элемент, якорные узлы, отсекающий клапан и механизм запакеровки, выполненный в виде полого штока с поршнем и седлом для приемного клапана и цилиндра с кольцевым выступом, причем шток ниже седа выполнен с радиальными каналами, сообщающими после запакеровки устройства подпакерную зону с внутритрубным пространством под клапаном [2].

Однако известное устройство также, как и вышеуказанное в источнике [1] устройство, имеет существенные недостатки:
– устройство после закрытия отсекающего клапана предназначено для работы при перепаде давления только снизу вверх, так как клапан изготовлен в виде “хлопушки”, функции которой выполняет подпружиненная заслонка;
– отсекающие клапаны данного вида не обладают достаточной надежностью по обеспечению герметичности проходного канала устройства после окончания продавки таких изоляционных материалов как цементные растворы, имеющие твердые фракции в своем составе;
– якорные узлы выполнены с фиксаторами в виде упругих разрезных колец, изготовленных из пружинной термообработанной стали, которая плохо разбуривается.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности и надежности устройства при закачке изоляционного материала в скважину под большим давлением.

Необходимый технический результат достигается тем, что устройство для закачки изоляционного материала в скважину включает корпус с отверстиями, уплотнительный элемент, нижний и верхний конусы и шлипсы в форме обойм, отсекающий клапан, фиксатор и механизм установки в виде цилиндра с заливочными отверстиями и расположенным на нем толкателем, согласно изобретению фиксатор размещен в механизме установки, где закреплен поршень на срезных элементах, цилиндр механизма установки закреплен в корпусе срезными элементами, а во внутренней полости цилиндра установлена на срезных элементах заглушка, которая заневолена пружиной и перекрывает заливочные отверстия цилиндра и отверстия корпуса, на нижней части которого закреплен упор, взаимодействующий с нижним шлипсом, при этом отсекающий клапан выполнен в форме втулки с фиксатором и дном, закрепленной на срезных элементах к нижней части механизма установки и имеющей ограничитель ее перемещения.

На фиг. 1 изображено устройство для закачки изоляционного материала в скважину в исходном положении; на фиг.2 – то же, после установки в эксплуатационной колонне перед открытием заливочных отверстий в цилиндре и отверстий в корпусе; на фиг.3 – то же, после открытия заливочных отверстий в цилиндре и отверстий в корпусе при продавке изоляционного материала в скважину; на фиг.4 – то же, после окончания продавки изоляционного материала в скважину, закрытия заливочных отверстий в цилиндре и отверстий в корпусе отсекающим клапаном и отсоединения заливочной колонны с механизмом установки от устройства.

Устройство (фиг. 1-4) состоит из корпуса 1 с отверстиями А, уплотнительного элемента 2, нижнего 3 и верхнего 4 конусов, нижнего 5 и верхнего 6 шлипсов, механизма установки в виде цилиндра, выполненного из двух частей 7 с заливочными отверстиями Б и отверстиями В, соединенных между собой муфтой 8 и толкателя 9 со срезными элементами 10 и 11, фиксатора 12, размещенного на втулке 13 в механизме установки, соединенного с корпусом 1 срезными элементами 14, поршня 15, соединенного с механизмом установки срезными элементами 16, упора 17 с отверстиями Г, заглушки 18, размещенной на срезных элементах 19 в механизме установки в заневоленном положении с помощью пружины 20, упертой в гайку 21, которая закреплена в цилиндре 7, отсекающего клапана в форме втулки 22 с дном 23, фиксатором 24 и ограничителем перемещения, закрепленной на срезных элементах 25 к нижней части механизма установки.

Герметизация контактных поверхностей между деталями устройства обеспечивается резиновыми уплотнительными кольцами, изображенными на фиг.1-4.

Устройство соединяют с заливочной колонной 26 с помощью муфты 27 и спускают в эксплуатационную колонну 28 для закачки изоляционных материалов в скважину.

Устройство работает следующим образом.

После спуска в предназначенный интервал эксплуатационной колонны 28 между перфорационными и заливочными отверстиями (не показаны), в устройстве создают избыточное давление путем закачки жидкости по заливочной колонне 26. Жидкость через отверстия В создает на тягу 9 осевую нагрузку вниз, под действием которой тяга 9 последовательно срезает элементы 10 и 11, при этом происходит запакеровка уплотнительного элемента 2 и заякоревание шлипсов 5 и 6 в эксплуатационной колонне 28. Фиксатор 12 с втулкой 13 перемещаются вниз по цилиндру 7 и фиксируют осевое сжатие уплотнительного элемента 2 при его запакеровке до заякоревания шлипсов 6 в эксплуатационной колонне 28. При этом между муфтой 8 и поршнем 15 сохраняется зазор, по величине превышающий диаметр срезных элементов 16. С увеличением избыточного давления в заливочной колонне 26 срезаются элементы 16 и поршень 15 вступает во взаимодействие с муфтой 8, передавая осевую нагрузку на цилиндр 7 вниз, которая тем самым компенсирует часть осевой нагрузки, действующей на цилиндр 7 вверх от избыточного давления в заливочной колонне 26 и передающей эту осевую нагрузку вверх на срезные элементы 14. При дальнейшем повышении избыточного давления в заливочной колонне 26 срезаются элементы 19 и заглушка 18 перемещается вниз, сжимает пружину 20 и открывает отверстия А, Б и Г для продавки в скважину изоляционного материала.

После открытия отверстий А, Б и Г давление на устье заливочной колонны 26 резко снижается, что свидетельствует о готовности устройства к закачке и продавке изоляционного материала в скважину.

После закачки и продавки расчетного объема изоляционного материала в скважину необходимо перекрыть отверстия А и Г устройства отсекающим клапаном, отсоединить механизм установки с заливочной колонной 26 от устройства и вымыть оставшийся изоляционный материал из заливочной колонны 26 по методу обратной циркуляции. Для этого заливочную колонну 26 натягивают на устье скважины с осевым усилием, при котором срезаются элементы 14 и отсекающий клапан перекрывает отверстия А и Г устройства, при этом фиксатор 24 втулки 18 защелкивается в кольцевой канавке устройства между корпусом 1 и упором 17, а ограничитель перемещения втулки 18 взаимодействует с упором 17, элементы 25 срезаются и механизм установки вместе с заливочной колонной 26 приподнимают над устройством, после чего вымывают остатки изоляционного материала из заливочной и эксплуатационной колонн 26 и 28 методом обратной циркуляции и извлекают их из скважины.

Данное устройство можно успешно использовать для осуществления способа изоляции продуктивных пластов при заколонных перетоках из вышележащих водоносных пластов, а также для ограничения водопритока нагнетаемых вод из средней части продуктивного пласта и при наличии в скважинах других источников обводненности.

Наиболее эффективно данное устройство использовать при отключении нижележащих обводненных продуктивных пластов для перехода на вышележащие пласты.

Кроме того, данное устройство, изображенное в положении на фиг.4, можно использовать в качестве разбуриваемой мостовой пробки для разобщения пластов или для отключения нижележащих пластов в нефтяных и газовых скважинах.

Источники информации
1. А.С. СССР 588345, 1973.

2. А.С. СССР 691552, 1978.

Формула изобретения

1. Устройство для закачки изоляционного материала в скважину, включающее корпус с отверстиями, уплотнительный элемент, нижний и верхний конусы и шлипсы в форме обойм, отсекающий клапан, фиксатор и механизм установки в виде цилиндра с заливочными отверстиями и размещенным на нем толкателем, отличающееся тем, что фиксатор размещен в механизме установки, где закреплен поршень на срезных элементах, цилиндр механизма установки закреплен в корпусе срезными элементами, а во внутренней полости цилиндра установлена на срезных элементах заглушка, которая заневолена пружиной и перекрывает заливочные отверстия цилиндра и отверстия корпуса, на нижней части которого закреплен упор, взаимодействующий с нижним шлипсом, при этом отсекающий клапан выполнен в форме втулки с фиксатором и дном, закрепленной на срезных элементах к нижней части механизма установки и имеющей ограничитель ее перемещения.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что цилиндр выполнен, по крайней мере, из двух, последовательно соединенных муфтой, частей.

РИСУНКИ

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 30.01.2005

Извещение опубликовано: 27.04.2006 БИ: 12/2006