УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕССОВКИ КОЛОННЫ ТРУБ В СКВАЖИНЕ

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для опрессовки колонны труб в скважинах.
Известен опрессовочный пакер (патент RU №2153570, МПК 7 Е21В 33/12, опубл. 27.07.2000 г.), включающий корпус, узел герметизации с упорным элементом, нижней втулкой и камерой уплотнения, перепускное устройство и обратный клапан, при этом он имеет клапанный узел со срезными элементами, шаровым клапаном и седлом под этот клапан в виде цилиндрической втулки, а корпус имеет кольцевой бурт ограничения перемещения нижней втулки, кольцевую проточку, ступенчатую кольцевую выточку и радиальные отверстия для установки срезных винтов, при этом перепускное устройство выполнено в виде золотника с внутренней ступенчатой выточкой, соответствующей внутренней ступенчатой выточке корпуса, пружиной и регулировочной гайкой, устанавливающей усилие пружины и длину хода золотника, а камера уплотнения образована уплотнительным элементом и кольцевой проточкой корпуса.
Наиболее близким по технической сущности является пакер (патент RU №2125148, МПК 7 Е21В 33/12, опубл. 20.01.1999 г.), содержащий цилиндрический корпус с центральным осевым каналом и седлом на внутренней поверхности, установленный на корпусе уплотнительный элемент с нижней опорой и распорным кольцом, кожух, образующий внутренней поверхностью с наружной поверхностью корпуса кольцевое пространство, поршень, размещенный в кольцевом пространстве, подпружиненный толкатель, связанный с поршнем, клапанный узел, размещенный на седле корпуса и выполненный в виде подвижной в осевом направлении втулки с опорными сухарями, срезным элементом и седлом на верхнем торце, шаровой запорный элемент, установленный в седле втулки, при этом корпус выполнен с осевыми каналами, соединяющими кольцевое пространство с центральным осевым каналом, а срезной элемент установлен на втулке с возможностью ограничения продольного перемещения шарового элемента.
Как аналогу, так и прототипу в той или иной степени присущи общие недостатки:
- во-первых, сложность конструкции, обусловленная большим количеством узлов;
- во-вторых, невозможность проведения опрессовки колонн труб малого диаметра в скважине (например, колонны насосно-компрессорных труб диаметром 48 и 60 мм);
- в-третьих, сложность изготовления, обусловленная большим количеством технически сложных деталей, что ведет к удорожанию конструкции в целом и, как следствие, высокой ее стоимости.
Технической задачей полезной модели является создание устройства, имеющего возможность опрессовки колонны труб малого диаметра в скважине, а также снижение металлоемкости конструкции и его стоимости.
Поставленная техническая задача решается устройством для опрессовки колонны труб в скважине, содержащим посадочный инструмент, цилиндрический корпус, установленный на нем уплотнительный элемент, седло.
Новым является то, что седло выполнено в виде ступенчатой внутренней поверхности опрессовочной муфты, установленной в составе колонны труб в интервале опрессовки, при этом цилиндрический корпус выполнен в виде ступенчатой втулки, а посадочный инструмент снаружи снабжен кольцевой выборкой, ниже которой на наружной поверхности посадочного инструмента выполнена цилиндрическая канавка с ограничителем на нижнем конце, причем посадочный инструмент соединен со ступенчатой втулкой подвижно с возможностью ограниченного осевого перемещения между кольцевой выборкой и ограничителем посадочного инструмента, причем посадочный инструмент имеет возможность герметичного взаимодействия со ступенчатой втулкой, при этом в рабочем положении ступенчатая втулка герметично размещается в ступенчатой внутренней поверхности опрессовочной муфты, причем на верхнем конце посадочного инструмента выполнена ловильная головка, при этом между кольцевой выборкой и ловильной головкой посадочного инструмента установлен центратор, оснащенный снизу гидрокамерой и имеющий возможность ограниченного осевого перемещения относительно посадочного инструмента.
На фигуре в продольном разрезе изображен предлагаемое устройство для опрессовки колонны труб в скважине.
Устройство для опрессовки колонны труб 1 в скважине содержит посадочный инструмент 2, цилиндрический корпус 3, выполненный в виде ступенчатой втулки 4.
Седло 5 выполнено в виде ступенчатой внутренней поверхности 6 опрессовочной муфты 7, установленной в составе колонны труб 1 в интервале опрессовки.
Посадочный инструмент 2 снаружи снабжен кольцевой выборкой 8, ниже которой на наружной поверхности посадочного инструмента 2 выполнена цилиндрическая канавка 9 с ограничителем 10 на нижнем конце.
Посадочный инструмент 2 соединен со ступенчатой втулкой 4 подвижно с возможностью ограниченного осевого перемещения между кольцевой выборкой 8 и ограничителем
10 посадочного инструмента 2. Посадочный инструмент 2 имеет возможность герметичного взаимодействия посредством уплотнительного кольца 11 со ступенчатой втулкой 4. В рабочем положении ступенчатая втулка 5 герметично посредством уплотнительного элемента 12 размещается в ступенчатой внутренней поверхности 6 опрессовочной муфты 7. На верхнем конце посадочного инструмента 2 выполнена ловильная головка 13. Между кольцевой выборкой 8 и ловильной головкой 13 посадочного инструмента 2 установлен центратор 14, оснащенный снизу гидрокамерой 15 и имеющий возможность ограниченного осевого перемещения относительно посадочного инструмента 2.
Устройство для опрессовки колонны труб в скважине работает следующим образом.
Перед опрессовкой колонны труб 1 опрессовочную муфту 7, как показано на фигуре, спускают в составе колонны труб 1 в скважину до требуемого интервала опрессовки.
После чего с устья скважины (на фиг. не показано) в колонну труб 1 (см. фиг.) устанавливают посадочный инструмент 2 в сборе с цилиндрическим корпусом 3 и центратором 14, как показано на фигуре.
На устье скважины (на фиг. не показано) спрессовываемую колонну труб 1 обвязывают с насосным агрегатом и создают в ней гидравлическое давление.
Под действием гидравлического давления в колонне труб 1 посадочный инструмент 2 вместе с цилиндрическим корпусом 3 и центратором 14 продавливается вниз по колонне труб 1 и по достижении интервала опрессовки колонны труб, то есть опрессовочный муфты 7 цилиндрический корпус 3, выполненный в виде ступенчатой втулки 4 герметично посредством уплотнительного элемента 12 размещается в ступенчатой внутренней поверхности 6 опрессовочной муфты 7, занимая рабочее положение.
Гидравлическое давление продолжают повышать, при этом посадочный инструмент 2 за счет собственного веса и давления в колонне труб 1 перемещается вниз относительно ступенчатой втулки 4 и герметично посредством уплотнительного кольца 11 садится на ступенчатую втулку 4 своей кольцевой выборкой 10. Не сбрасывая гидравлическое давление доводят его до намеченного опрессовкой и производят опрессовку колонны труб 1. После проведения опрессовки давление в колонне труб 1 сбрасывают.
Далее обратной промывкой вымывают устройство из колонны труб 1, при этом под напором жидкости, попавшего снизу в гидрокамеру 15 центратора 14, последний перемещается вверх относительно посадочного инструмента до упора в нижний торец ловильной головки 13. Обратную промывку продолжают, при этом под действием напора жидкости воздействующего в гидрокамере 15 на внутреннюю поверхность центратора 14, последний утягивает за собой посадочный инструмент 2 за ловильную головку 13, при этом посадочный
инструмент 2 поднимается вверх относительно цилиндрического корпуса 3, выполненного в виде ступенчатой втулки 4 и выходит из герметичного взаимодействия с последним, при этом уплотнительное кольцо 11 ступенчатой втулки 4 устанавливается напротив цилиндрической канавки 19 посадочного инструмента 2, при этом между посадочным инструментом 2 и ступенчатой втулкой 4 образуется кольцевой зазор, через который жидкость перепускается снизу вверх, при этом давление в колонне труб 1 над и под устройством выравнивается, не прекращая обратной промывки посадочный инструмент 2 благодаря своему ограничителю 10 утягивает за собой цилиндрическом корпусом 3, выполненный в виде ступенчатой втулки 4. Таким образом, устройство извлекают на поверхность.
В случае невозможности извлечения устройства обратной промывкой его можно извлечь любым известным ловильным инструментом. Для этого в колонну труб 1 на кабеле спускают ловильный инструмент (на фиг. не показано) и производят захват посадочного инструмента 2 за его ловильную головку 13. После этого кабель (на фиг. не показано) натягивают вверх. Производят выдержку по времени 3-5 минут в течении которого давление в колонне труб 1 над и под пакером выравнивается, после чего посадочный инструмент 2 с цилиндрическом корпусом 3, выполненным в виде ступенчатой втулки 4, извлекают на поверхность.
Предлагаемое устройство позволяет произвести опрессовку в колоннах труб малого диаметра, а снижение металлоемкости конструкции ведет к экономии материальных и финансовых средств на его изготовление.