Скважинная опрессовочная пробка

Скважинная опрессовочная пробка относится к горной промышленности, а именно к устройствам, предназначенным для опрессовки колонны насосно-компрессорных труб и при операциях по установке гидравлических пакеров в скважине с возможностью открытия проходного канала расчетным давлением технологической жидкости независимо от пластового давления.
Из уровня техники, патент № 2768349 с приоритетом от 13.06.18г., известен узел пакера, предназначенный для использования в подземной скважине, способ его конструирования и скважинная система, содержащая узел пакера содержащий уплотнительный элемент, выполненный с возможностью разбухания в скважине, усиливающий элемент, размещенный в указанном уплотнительном элементе и содержащий цельную цилиндрическую муфту, имеющую противоположные концы и два экструзионных барьера, расположенные на соответствующих концевых участках уплотнительного элемента, при этом каждый экструзионный барьер выполнен с возможностью вытеснения наружу в ответ на разбухание соответствующего концевого участка уплотнительного элемента, причем усиливающий элемент смещен в продольном направлении от каждого концевого участка уплотнительного элемента, при этом экструзионный барьер и усиливающий элемент вообще не перекрываются в продольном направлении, причем каждый противоположный конец усиливающего элемента смещен в продольном направлении от ближайшего к нему экструзионного барьера с образованием продольного зазора между каждым экструзионным барьером и усиливающим элементом.
Но данное устройство не предназначено для срабатывания гидравлических пакеров в скважине с возможностью открытия проходного канала расчетным давлением технологической жидкости, не зависимо от пластового давления.
Самым близким по своей технической сущности является устройство для поинтервальной опрессовки колонны труб описанное в патенте № 2285107 с приоритетом от 31.12.2004 г., содержащее опрессовочный клапан, запускаемый в колонну труб, включающий корпус, соединенную с корпусом головку под ловитель, заякоривающий узел с комплектом приводных фиксаторов в виде рычагов, уплотнительный узел с уплотнителем, установленным с возможностью его посадки, отличающееся тем, что оно содержит установленный на нижнем конце опрессуемого интервала колонны труб башмак в виде трубчатого участка с ограниченной по длине внутренней кольцевой полостью большего размера, чем внутренний диаметр опрессуемой колонны труб, уплотнитель уплотнительного узла расположен между нижней неподвижной и верхней подвижной подпружиненными друг к другу и снабженными наружной фаской частями корпуса опрессовочного клапана, причем заякоривающий узел выполнен из последовательно расположенных в нижней неподвижной части корпуса опрессовочного клапана верхнего и нижнего заякоривающих узлов, каждый из которых снабжен индивидуальным приводом в виде клина с пружиной и выполнен в виде пары двуплечих, установленных на общем шарнире с возможностью взаимодействия между собой приводных рычагов с нижними заякоривающимися концами за стык колонны труб и башмак соответственно.
Но данное устройство не позволяет срабатывать гидравлическим пакерам в скважине с возможностью открытия проходного канала расчетным давлением технологической жидкости.
Техническим результатом заявляемой скважинной опрессовочной пробки является обеспечение открытия проходного канала расчетным давлением технологической жидкости.
3
Заявленный технический результат достигается за счёт того, что скважинная опрессовочная пробка, состоящая из герметичного корпуса, внутри которого установлены заглушки, причем заглушки установлены на срезных штифтах с возможностью освобождения проходного канала корпуса при достижении расчетного давления, при этом нижняя заглушка оснащена отверстием и герметизирующим болтом, а между заглушками расположена камера с атмосферным давлением в 1 атм. Корпус имеет упор предотвращающий движение нижней заглушки вверх при воздействии на нее внешнего гидростатического давления. Нижняя заглушка оснащена отверстием обеспечивающим снятие противодавления на нее при установке в корпус, а герметизирующий болт предназначен для герметичного закрытия этого отверстия после установки нижней заглушки. Конструкция представляет собой цельный герметичный корпус, внутри которого установлены заглушки на срезных элементах, освобождающие проходной канал корпуса при достижении определенного расчетного давления, не зависимо от пластового давления и статического уровня в скважине, в том числе не зависит от противодавления или поглощения пласта под пакером. Сами заглушки изготовлены из кислоторастворимого, легко разбуриваемого материала. Герметизирующий болт необходим для герметизации отверстия в нижней заглушке, которое служит для предотвращения противодавления на нижнюю заглушку при ее установке в герметичный корпус. Скважинная опрессовочная пробка предназначена для опрессовки колонны насосно-компрессорных труб и/или срабатывания гидравлических пакеров в скважине с возможностью открытия проходного канала. При спуске или после спуска НКТ на какие-либо технологические операции, либо для установки гидравлических пакеров и иного оборудования производится по интервальная и/или окончательная опрессовка НКТ, либо производится операция по установке гидравлического пакера. При этом нет возможности определить давление срезки штифтов для заглушки, так как пластовое давление не имеет точного замера во время проведения данной технологической операции, так как скважина периодически доливается жидкостью глушения, происходит поглощение жидкости глушения, особенно после распределения гидростатического давления во вскрытых перфорацией пластах под пакером в эксплуатационной колонне. Для точного определения давления опрессовки НКТ и давления срезки штифтов заглушек, между двумя герметичными заглушками выполнена камера с атмосферным давлением в 1 атм. Исходя из известного давления под верхней заглушкой в 1 атм. легко определяется давление опрессовки НКТ и усилие срезки штифтов для последовательного выдавливания верхней и нижней заглушек. Для этого необходимо знать глубину спуска скважинной опрессовочной пробки по вертикали и плотность жидкости глушения, после чего к давлению рассчитанного гидростатического столба жидкости в НКТ на верхнюю заглушку прибавляется давление опрессовки НКТ на устье и затем определяется давление срезки заглушек с превышением давления опрессовки НКТ. Например глубина спуска скважинной опрессовочной пробки на НКТ по вертикали составляет 2300 метров, плотность технологической жидкости 1100 кг/м, следовательно давление гидростатического столба на заглушку составляет (Р=рgh) 248 атм. НКТ необходимо опрессовать на 200 атм. Кроме того необходимо иметь дополнительный запас превышения давления над давлением опрессовки НКТ, чтобы не выдавить заглушки раньше времени. Следовательно, верхнюю заглушку необходимо заштифтовать срезными штифтами на сумму давлений: 248+200+50=498 атм., а нижнюю заглушку на меньшее давление, например на 100 атм.
Суть технического решения поясняется чертежом, где на фигуре 1 изображен корпус 1, заглушка верхняя 2, заглушка нижняя 3, срезные штифты 4, упор 5, герметизирующий болт 6, камера 7, отверстие 8, проходной канал 9.
Скважинная опрессовочная пробка работает следующим образом. При спуске или после спуска НКТ на какие-либо технологические операции, либо для установки гидравлических пакеров и иного оборудования производится по интервальная и/или окончательная опрессовка НКТ, либо производится операция по установке гидравлического пакера. При достижении расчетного давления на открытие скважинной опрессовочной пробки происходит срез штифтов 4 верхней заглушки 2, затем под действием расчетного давления она смещается вниз на «голову» нижней заглушки 3, срезаются штифты 4 нижней заглушки, и обе заглушки выдавливаются в эксплуатационную колонну, происходит освобождение проходного канала 9 корпуса 1, т.е. скважинная опрессовочная пробка открыта расчетным давлением. Таким образом, произошла опрессовка НКТ или установка расчетным давлением гидравлического пакера.