ЗАТРУБНЫЙ БАРЬЕР С ЗАКРЫВАЮЩИМ МЕХАНИЗМОМ

1
2
1. Скважинный затрубный барьер (1), предназначенный для разжимания в затрубном пространстве (2) между скважинной трубчатой конструкцией (3) и стенкой (5) ствола (6) скважины или другой скважинной трубчатой конструкцией (3а) в скважине, для обеспечения изоляции зоны между первой зоной (101), имеющей первое давление (Р), и второй зоной (102), имеющей второе давление (Р) ствола скважины, причем затрубный барьер содержит:
- трубчатую часть (7), выполненную с возможностью установки в качестве части скважинной трубчатой конструкции, причем трубчатая часть имеет наружную поверхность (4) и внутреннюю часть (14);
- разжимную металлическую муфту (8), окружающую трубчатую часть и имеющую внутреннюю поверхность (9) муфты, обращенную к трубчатой части, и наружную поверхность (10) муфты, обращенную к стенке ствола скважины, причем каждый конец (12) разжимной металлической муфты соединен с трубчатой частью; и
- кольцевое пространство (15) между внутренней поверхностью разжимной металлической муфты и трубчатой частью;
- первое отверстие (16), соединенное с возможностью передачи текучей среды с внутренней частью;
- второе отверстие (17), соединенное с возможностью передачи текучей среды с кольцевым пространством; и
1
2
- проход (18), имеющий протяженность прохода и содержащий первую часть (19) прохода, имеющую первый внутренний диаметр (ID), и вторую часть (20) прохода, имеющую внутренний диаметр (ID), который больше диаметра первой части прохода;
причем первое отверстие и второе отверстие расположены в первой части прохода и смещены вдоль протяженности прохода, причем затрубный барьер дополнительно содержит:
P1
P2
- поршень (21), расположенный в проходе, причем поршень содержит первую часть (22) поршня, имеющую наружный диаметр (OD), по существу соответствующий внутреннему диаметру первой части прохода, и вторую часть (23) поршня, имеющую наружный диаметр (OD), по существу соответствующий внутреннему диаметру второй части прохода; и
- разрушаемый элемент (24), предотвращающий перемещение поршня до достижения в проходе предварительно заданного давления.
2. Скважинный затрубный барьер по п. 1, дополнительно содержащий блокирующий элемент (38), выполненный с возможностью механической блокировки поршня при нахождении поршня в закрытом положении, с перекрыванием первого отверстия.
3. Скважинный затрубный барьер по п. 2, в котором блокирующий элемент выполнен с возможностью перемещения, по меньшей мере частично, в радиальном направлении наружу или внутрь при перемещении поршня из исходного положения, для предотвращения возвращения поршня в его исходное положение.
4. Скважинный затрубный барьер по п. 2 или 3, в котором блокирующий элемент выполнен с возможностью постоянной блокировки поршня в закрытом положении.
5. Скважинный затрубный барьер по любому из пп. 1-4, в котором поршень содержит канал (25) для текучей среды, представляющий собой сквозной проход, обеспечивающий соединение с возможностью передачи текучей среды между первой и второй частью прохода.
6. Скважинный затрубный барьер по любому из пп. 1-4, в котором поршень имеет центральную ось, расположенную в стенке трубчатой части или в стенке соединительной части, соединяющей разжимную металлическую муфту с трубчатой частью.
7. Скважинный затрубный барьер по любому из пп. 1-6, причем затрубный барьер содержит третье отверстие, соединенное с возможностью передачи текучей среды с затрубным пространством.
8. Скважинный затрубный барьер по любому из пп. 1-7, в котором поршень имеет исходное положение, в котором первое отверстие соединено с возможностью передачи текучей среды со вторым отверстием, и закрытое положение, в котором второе отверстие соединено с возможностью передачи текучей среды с третьим отверстием для выравнивания давления между кольцевым пространством и затрубным пространством.
9. Скважинный затрубный барьер по любому из пп. 1-8, в котором разрушаемый элемент представляет собой срезной штифт, взаимодействующий с поршнем.
10. Скважинный затрубный барьер по любому из пп. 1-9, в котором разрушаемый элемент представляет собой срезной диск, расположенный в канале для текучей среды или в первой части прохода для предотвращения протекания потока через диск.
11. Скважинный затрубный барьер по любому из пп. 1-10, в котором поршень имеет первый конец (27) поршня у первой части поршня и второй конец (28) поршня у второй части поршня, причем первый конец поршня имеет первую поверхность (29) поршня, а второй конец поршня имеет вторую поверхность (30) поршня, при этом вторая поверхность поршня имеет площадь поверхности, которая больше площади первой поверхности поршня, для обеспечения перемещения поршня в направлении первого конца прохода.
12. Скважинный затрубный барьер по любому из пп. 1-11, в котором первая часть поршня частично расположена во второй части прохода в исходном положении поршня и образует кольцевое пространство (15) между поршнем и внутренней стенкой ствола скважины.
13. Скважинный затрубный барьер по любому из пп. 1-12, дополнительно содержащий третье отверстие (37) во второй части прохода, соединенное с возможностью передачи текучей среды с кольцевым пространством и затрубным пространством.
14. Скважинный затрубный барьер по любому из пп. 1-13, в котором первая часть поршня содержит два кольцевых уплотнительных элемента (34), расположенных в кольцевой канавке (35) в первой части поршня на определенном расстоянии друг от друга, так что уплотнительные элементы расположены с противоположных сторон первого отверстия в закрытом положении поршня.
15. Скважинный затрубный барьер по любому из пп. 2-4, в котором вторая часть поршня содержит блокирующий элемент, расположенный во втором конце поршня, причем блокирующий элемент представляет собой пружинные элементы, выполненные с возможностью выдвижения наружу при их высвобождении в процессе перемещения поршня для перекрывания первого отверстия.
16. Скважинный затрубный барьер по любому из пп. 2-4 или 15, в котором блокирующий элемент расположен вокруг второй части поршня.
17. Скважинный затрубный барьер по любому из пп. 2-16, в котором проход имеет третью часть прохода, причем вторая часть прохода расположена между первой частью прохода и третьей частью (36) прохода, при этом третья часть прохода имеет внутренний диаметр, который больше внутреннего диаметра второй части прохода, причем блокирующий элемент расположен в третьей части прохода.
18. Скважинный затрубный барьер по п. 17, в котором блокирующий элемент представляет собой множество вставок (43), расположенных в третьей части прохода вокруг второго конца поршня.
19. Скважинный затрубный барьер по любому из пп. 2-4, 12 или 13, в котором блокирующий элемент дополнительно содержит по меньшей мере один пружинный элемент (45), расположенный в окружной канавке (46) в наружной поверхности вставок, так что вставки удерживаются вместе и подвергаются воздействию направленного радиально внутрь усилия в процессе перемещения поршня для перекрывания соединения с возможностью передачи текучей среды к внутренней части трубчатой части.
20. Система (100) скважинного затрубного барьера, содержащая скважинный затрубный барьер по любому из пп. 1-19 и источник (60) давления.