УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕССОВКИ КОЛОННЫ ТРУБ

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для опрессовки колонны труб в скважинах.
Известен опрессовочный пакер (патент RU №2153570, МПК 7 Е 21 В 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 Е 21 В 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 такого прототипа в той или иной степени присущи общие недостатки:
- во-первых, сложность конструкции, обусловленная большим количеством узлов и деталей;
- во-вторых, 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 упрощение конструкции, и как следствие, снижение металлоемкости и стоимости устройства.
Поставленная техническая задача решается устройством для опрессовки колонны труб, содержащим цилиндрический корпус, установленный на корпусе уплотнительный элемент, седло.
Новым является то, что седло выполнено в виде верхнего торца сужения центрального канала опрессовочной муфты, установленной на колонне труб ниже интервала опрессовки, а уплотнительный элемент выполнен в виде сферического торца в средней части цилиндрического корпуса и сборной манжеты, состоящей из чередующихся металлических и резиновых колец, установленных в цилиндрической выборке, выполненной на наружной поверхности в нижней части цилиндрического корпуса под сферическим торцом, при этом верхний конец цилиндрического корпуса оснащен ловильной головкой, а на наружной поверхности цилиндрического корпуса с возможностью ограниченного осевого перемещения установлен центратор-парашют, при этом сферический торец цилиндрического корпуса выполнен с возможностью герметичного взаимодействия с седлом.
На фигуре в продольном разрезе изображено предлагаемое устройство.
Устройство для опрессовки колонны труб 1 содержит цилиндрический корпус 2 с уплотнительным элементом 3, седло 4.
Седло 4 выполнено в виде верхнего торца сужения 5 центрального канала 6 опрессовочной муфты 7, установленной на колонне труб 1 ниже интервала опрессовки.
Уплотнительный элемент 3 выполнен в виде сферического торца 8 в средней части цилиндрического корпуса 2 и сборной манжеты 9, состоящей из чередующихся металлических 10 и резиновых 11 колец, установленных в цилиндрической выборке 12, выполненной на наружной поверхности в нижней части цилиндрического корпуса 2 под сферическим торцом 8. Верхний конец цилиндрического корпуса 2 оснащен ловильной головкой 13, а на наружной поверхности цилиндрического корпуса 2 с возможностью ограниченного осевого перемещения установлен центратор-парашют 14.
Сферический торец 8 цилиндрического корпуса 2 выполнен с возможностью герметичного взаимодействия с седлом 4.
Центратор-парашют 14 обладает большим гидравлическим сопротивлением и имеет зазор - s относительно внутренних стенок колонны труб 1.
Устройство для опрессовки колонны труб работает следующим образом.
Опрессовочную муфту 7, как показано на фигуре, спускают в составе колонны труб 1 в скважину. Далее с устья скважины в колонну труб 1 сбрасывают цилиндрический
корпус 2 с уплотнительным элементом 3 и с центратором-парашютом 14, как показано на фигуре.
По мере спуска цилиндрического корпуса 2 по колонне труб 1 центратор-парашют 14 ограниченно перемещается по цилиндрическому корпусу 2, благодаря зазору - s и центрирует цилиндрический корпус 2 относительно внутренних стенок колонны труб 1.
При достижении цилиндрическим корпусом 2 интервала опрессовки колонны труб 1, цилиндрический корпус 2 сборной манжетой 9 уплотнительного элемента 3 герметично входит в сужение 5 центрального канала 6 опрессовочной муфты 7, а сферический торец 8 уплотнительного элемента 3 садится на седло 4 опрессовочной муфты 7, при этом центратор-парашют 14 центрирует цилиндрический корпус 2 относительно седла 4, которое выполнено в виде верхнего торца сужения 5 центрального канала 6 опрессовочной муфты 7.
Колонну труб 1 доливают технологической жидкостью и производят ее опрессовку. После проведения опрессовки, согласно утвержденного плана работ, давление в колонне труб 1 сбрасывают.
Далее вымывают цилиндрический корпус 2 с центратором-парашютом 14 из колонны труб 1. Для этого подают жидкость в межколонное пространство (на фиг. не показано), откуда поток жидкости попадает снизу в колонну труб 1 и воздействует снизу на нижний торец 3 цилиндрического корпуса 2, приподнимая цилиндрический корпус 2 и благодаря центратор-парашюту 14, обладающего большим гидравлическим сопротивлением поток жидкости вымывает цилиндрический корпус 2 из колонны труб 1, при этом центратор-парашют 14 ограниченно перемещается по цилиндрическому корпусу 2. Если давления восходящего потока жидкости в колонне труб 1 недостаточно для вымыва на поверхность цилиндрического корпуса 2, то в колонну труб 1 спускают ловильный инструмент (на фиг. не показано) любой известной конструкции, например, наружную труболовку. Производят захват цилиндрического корпуса 2 за ловильную головку 13 и извлекают цилиндрический корпус 2 с центратором-парашютом 13 из колонны труб 1.
Предлагаемое устройство имеет простую конструкцию, в связи с чем, оно является дешевым и легким в изготовлении, а это позволяет сэкономить материальные и финансовые средства.