УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЗАКАЧКИ ЖИДКОСТИ ПО ПЛАСТАМ

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности и может найти применение при закачке воды в нагнетательные скважины преимущественно для ограничения закачки воды в нижний пласт.
Известно устройство (авторское свидетельство №909134, МПК 7 Е 21 В 43/20), содержащее пакер, включающий дорн и эластичную манжету, соединенную с пакером нижнюю трубу и дросселирующий узел. В качестве последнего используется турбодвигатель.
Недостатком устройства является то, что турбодвигатель является сложной и дорогостоящей машиной, к тому же отличается низкой надежностью и работоспособностью.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для регулирования закачки жидкости по пластам (патент на полезную модель РФ №42858, МПК 7 Е 21 В 43/20, опубл. в бюл. №35 от 20.12.2004 г.), содержащее пакер, включающий корпус, дорн и эластичную манжету, соединенную с пакером нижнюю трубу и дросселирующий узел, при этом устройство снабжено посадочным инструментом в виде патрубка и упорным патрубком, соединенным снизу с дорном и заканчивающимся сверху муфтой с резьбой, патрубки между собой связанные срезными элементами, дросселирующий узел установлен в муфте упорного патрубка и выполнен в виде заглушенной сверху насадки, в нижней части которой жестко установлен штуцер, а ниже заглушки по периметру насадки выполнены каналы, соединяющие ее внутреннее пространство с зоной скважины, причем каналы направлены вверх к оси устройства, нижняя труба является опорной трубой и снабжена фильтром.
Недостатком устройства является его низкая надежность в работе. Объясняется это тем, что при остановке закачки жидкости, вызванной аварийной ситуацией или другими причинами, происходит обратный отток жидкости из нижнего пласта, а поскольку дросселирующий узел не снабжен обратным клапаном, то происходит попадание жидкости из нижнего пласта, как в верхний пласт, так и во внутреннее пространство скважины выше пакера, а это может вызвать сдвиг пакера с
установленного места, а при возобновлении закачки он уже не обеспечит надежной герметизации.
Задачей полезной модели является повышение надежности и герметичности устройства в эксплуатации при возобновлении его работы после остановки закачки жидкости.
Указанная задача решается предлагаемым устройством, содержащим посадочный инструмент в виде патрубка, спускаемого на колонне труб, пакер, включающий дорн и эластичную манжету, дросселирующий узел, включающий насадку со штуцером; упорный патрубок и корпус пакера, жестко соединенные с дорном соответственно сверху и снизу, а также опорный патрубок, связанный срезными элементами с корпусом пакера.
Новым является то, что упорный патрубок снабжен фиксатором положения пакера, выполненным в виде полой вставки, установленной выше пакера и оснащенной подпружиненными внутрь шлипсами, выполненными в виде поршней с возможностью радиального перемещения наружу при избыточном давлении внутри упорного патрубка, при этом насадка дросселирующего узла, навернутая на верхний конец упорного патрубка снабжена центральным каналом, который перекрыт снизу обратным клапаном, выполненным в виде шарика, установленного на подпружиненном вверх от упорного патрубка штуцере, при этом патрубок посадочного инструмента соединен посредством срезных элементов с насадкой дросселирующего узла.
На фиг.1 изображено предлагаемое устройство в продольном разрезе, спущенное в скважину.
На фиг.2 - тоже самое после запакеровки пакера в скважине.
Устройство для регулирования закачки жидкости по пластам состоит (фиг.1) из посадочного инструмента, выполненного из патрубка 1, который сверху соединен с колонной труб 2, а снизу посредством срезных элементов 3 с насадкой 4 дросселирующего узла. Насадка 4 дросселирующего узла навернута на верхний конец упорного патрубка 5. Насадка 4 дросселирующего узла снабжена центральным каналом 6. Центральный канал 6 дросселирующего узла снизу перекрыт обратным клапаном, выполненным в виде шарика 7, установленного на подпружиненном вверх посредством пружины 8 от упорного патрубка 5 штуцере 9. Упорный патрубок 5 снабжен фиксатором положения 10 пакера 11. Фиксатор положения 10 пакера 11 выполнен в виде полой вставки 12, установленной выше пакера 11 и оснащенной подпружиненными внутрь посредством пружин 13 шлипсами 14, выполненными в виде
поршней с возможностью радиального перемещения наружу при избыточном давлении внутри упорного патрубка 5.
Упорный патрубок 5 соединен с дорном 15, а последний - с корпусом 16 пакера 11, на который надета эластичная манжета 17. Корпус 16 пакера 11 с кольцевым уступом 18 входит в опорный патрубок 19 нижней трубы 20 с фильтром 21. Кольцевой уступ 18 корпуса 16 с опорным патрубком 19 соединен срезными элементами 22. Нижняя труба 20 снизу заглушена посредством заглушки 23.
24 - высокопроницаемый пласт, 25 - низкопроницаемый пласт (см. фиг.1 и 2).
Несанкционированные перетоки жидкости в фиксаторе положения 10 пакера 11 исключаются уплотнительными элементами 26.
Устройство работает следующим образом.
Устройство на колонне труб 2 (см. фиг.1) спускают в скважину с таким расчетом, чтобы пакер 11 находился выше высокопроницаемого пласта 24, а нижняя труба 20 своей заглушкой 23 достигла забоя 26. Далее колонну труб 2 частично разгружают, срезные элементы 22 разрушаются и дорн 15 под воздействием нагрузки (веса колонны труб 2) опускается вниз до упора кольцевого уступа 18 корпуса 16 в нижнюю часть опорного патрубка 19, при этом дорн 15 расширяет и плотно прижимает эластичную манжету 13 к стенкам обсадной колоны 27 (см. фиг.2).
Затем разгрузку колонны труб 2 продолжают, в результате чего разрушаются срезные элементы 3 и посадочный инструмент, выполненный в виде патрубка 1, опускается вниз до упора в насадку 4 дросселирующего узла, навернутую на верхний конец упорного патрубка 4. Далее колонну труб 2 вместе с патрубком 1 посадочного инструмента извлекают на поверхность.
Скважина готова к закачке воды и устройство запускают в эксплуатацию. Закачку воды осуществляют через обсадную колонну 27 (см. фиг.1 и 2) или через колонну труб 2, спущенную до низкопроницаемого пласта 25.
В процессе закачки, поток жидкости под давлением по центральному каналу 6 насадки 4 дросселирующего узла воздействует на обратный клапан, выполненный в виде на шарика 7, установленного на подпружиненном вверх посредством пружины 8 от упорного патрубка 5 штуцере 9. В результате воздействия давления жидкости на шарик 7, последний вместе со штуцером 9 опускаются вниз, сжимая пружину 8.
Поток закачиваемой жидкости сквозь проходной канал штуцера 9 устремляется по упорному патрубку 5 сквозь внутренние пространства дорна 15 и корпуса 16 пакера 11, нижнюю трубу 20, через фильтр 21 в высокопроницаемый пласт 24. В процессе движения потока жидкости по упорному патрубку 5, поток жидкости попадает во
внутреннее пространство полой вставки 12 фиксатора положения 10 пакера 11. В результате шлипсы 14, выполненные в виде поршней, радиально перемещаются наружу под действием давления закачки, сжимая пружины 13, и врезаются в стенки обсадной колонны 27, обеспечивая динамическую фиксацию эластичной манжеты 17 пакера 11 со стенками обсадной колонны 27.
Диаметр проходного канала штуцера 9 (см. фиг.1) устанавливают таким, чтобы закачка воды в оба пласта 24 и 25 проходила в оптимальном режиме согласно их коллекторским характеристикам и состоянию выработки пластов.
В случае прекращения закачки воды (авария, отключение электроэнергии и т.д.) воздействие потока жидкости на шлипсы 14, установленные в полой вставке 12 фиксатора положения 10 пакера 11 прекращается. Шлипсы 14 за счет возвратной силы пружин 13 отходят от стенок обсадной колонны 27 и возвращаются в исходное положение. Кроме того, обратный клапан, выполненный в виде шарика 7, установленного на подпружиненном вверх посредством пружины 8 от упорного патрубка 5 штуцере 9 за счет возвратной силы пружины 8 возвращается также в исходное положение, перекрывая снизу центральный канал 6 насадки 4 дросселирующего узла, и предотвращая отток жидкости из высокопроницаемого пласта 24 во внутреннее пространство скважины выше пакера 11, а также исключает попадание жидкости из высокопроницаемого 24 пласта в низкопроницаемый 25 пласт.
После остановки закачки жидкость из высокопроницаемого пласта 24 сквозь фильтр 21, внутренние пространства нижней трубы 20, корпуса 16 и дорна 15 пакера 11 попадает в упорный патрубок 5, откуда под давлением высокопроницаемого пласта 24 устремляется во внутреннее пространство полой вставки 12 фиксатора положения 10 пакера 11, поскольку обратный клапан, выполненный в виде шарика 7 закрыт. В результате шлипсы 14, выполненные в виде поршней, радиально перемещаются наружу под действием давления высокопроницаемого пласта 24, сжимая пружины 13, и врезаются в стенки обсадной колонны 27, обеспечивая динамическую фиксацию устройства в обсадной колонне 27. В дальнейшем устройство вновь запускают в эксплуатацию (см. описание выше) и продолжают работу.
Предлагаемое устройство для регулирования закачки жидкости по пластам обладает повышенной надежностью и герметичностью в эксплуатации при возобновлении его работы после остановки закачки жидкости, поскольку устройство оснащено обратным клапаном, предотвращающим отток жидкости из нижнего пласта и фиксатором положения пакера, обеспечивающим динамическую фиксацию устройства в скважине.