ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ОТБОРА ЖИДКОСТИ ПО ПЛАСТАМ

Предложение относится к добыче нефти и предназначено для регулирования отбора жидкости в процессе эксплуатации из двух и более продуктивных пластов.
Известно устройство для регулирования отбора жидкости из скважины, содержащее пакер, регулирующий узел, включающий управляющий и гидравлический исполнительный клапаны с сервомеханизмами и систему управления (Патент РФ на полезную модель №32191, кл. 7 Е 21 В 43/12, 43/14, 2003).
Недостатки устройства:
- сложность конструкции, обусловленная наличием большого количества управляющих и исполнительных узлов, работоспособность которых в условиях скважины весьма сомнительна;
- трудоемкость при установке секций устройства, вызванная необходимостью обеспечения электрическим питанием клапанов и наличием двухтрубной системы;
- не исключена возможность засорения регулирующих клапанов. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для регулирования отбора жидкости в процессе эксплуатации скважины, содержащее пакер, включающий эластичную манжету, и регулирующий узел (Патент РФ №2211311, кл. 7 Е 21 В 43/14, 2003).
Недостатки устройства:
- сложность конструкции. Устройство предусматривает применение подвесного пакера, при установке которого в старой обсадной колонне возможно ее разрушение от воздействия плашек;
- регулирующие клапаны расположены внутри секций устройства, что приведет к их зашламлению и выходу из строя;
- невозможность извлечения из скважины регулирующего узла для проведения заранее не запланированных работ, например, по исследованию пластов, их обработке и т.д., и последующего его спуска для продолжения ранее начатых работ.
Задачей полезной модели является создание оборудования упрощенной конструкции, обладающего высокой надежностью и работоспособностью и расширенными функциональными возможностями.
Указанная задача решается предлагаемым оборудованием для регулирования отбора жидкости по пластам, содержащим пакер, включающий эластичную манжету, и регулирующий узел.
Новым является то, что оборудование снабжено посадочным инструментом в виде гидроцилиндра, включающего корпус и подвижный шток с радиальными каналами, сообщающими полость гидроцилиндра с внутренним пространством посадочного инструмента, нижний конец подвижного штока соединен с опорным патрубком, а пакер снабжен дорном с конусно-цилиндрическими расточками на наружной поверхности и с диаметром, уменьшающимся снизу вверх, имеющим ступенчатую внутреннюю поверхность, участок с меньшим диаметром которого находится в нижней части, установленным на опорном патрубке, дорн и опорный патрубок в нижней части имеют обращенные друг к другу кольцевые цилиндрические выборки, в которых расположено срезное кольцо, поджатое гайками, наружная из которых снабжена внутренней кольцевой расточкой; в опорном патрубке находится обратный клапан; регулирующий узел выполнен в виде дифференциального клапана, запорный орган которого подпружинен сверху вниз, а его корпус снабжен радиальными каналами, сообщающими внутреннее пространство регулирующего узла со скважиной и соединен через ступенчатый переходник, наружные диаметры ступеней которого выполнены под внутренний диаметр дорна, с перфорированным хвостовиком, причем ступенчатый переходник имеет кольцевую проточку на наружной поверхности, в которой установлено пружинное стопорное кольцо, а ниже кольцевой проточки через кольцевой выступ - цилиндрическую выборку с расположенной в ней втулкой, соединенной со ступенчатым переходником срезными элементами; пружинное стопорное кольцо в рабочем положении взаимодействует с упомянутыми втулкой и кольцевым выступом и наружной гайкой дорна.
На фиг.1 - изображен посадочный инструмент с пакером, спущенные в скважину в продольном разрезе.
На фиг.2 - регулирующий узел с пакером, установленные в скважине.
На фиг.3 - вид А фиг.2 крупным планом.
Предлагаемое оборудование включает посадочный инструмент, пакер и регулировочный узел.
Посадочный инструмент (фиг.1) состоит из цилиндра 1, внутри корпуса 2 которого находится поршень 3, соединенный с подвижным штоком 4 с радиальными каналами 5. Подвижный шток жестко соединен с опорным патрубком 6, на котором установлен дорн 7 пакера с конусно-цилиндрическими расточками на наружной поверхности и с диаметром, уменьшающимся снизу вверх, имеющим ступенчатую внутреннюю поверхность. На патрубке 8, опирающемся на дорн, расположена деформируемая оболочка 9, а на ней, в свою очередь, - эластичная манжета 10. Патрубок 8 и патрубок 11, связанный с корпусом 2 гидроцилиндра, соединены шпильками 12. Нижний торец патрубка 11 выполнен по сфере. Нижние участки дорна 7 и опорного патрубка 6 снабжены цилиндрическими выборками 13 и 14, в которых установлено срезное кольцо 15, поджатое гайками 16 и 17.
Внутри опорного патрубка 6 установлен обратный клапан 18. Регулирующий узел (фиг.2) выполнен в виде дифференциального клапана, запорный орган 19 которого подпружинен сверху вниз, а его корпус 20 снабжен радиальными каналами 21, сообщающими внутреннее пространство клапана со стволом скважины. Корпус 20 соединен со ступенчатым переходником 22, а последний - с перфорированным хвостовиком 23. Наружные диаметры ступеней переходника 22 выполнены под внутренний диаметр ступеней дорна 7. Переходник 22 на участке меньшего диаметра снабжен кольцевой проточкой 24 (фиг.3), в которой установлено пружинное стопорное кольцо 25. Ниже кольцевого выступа 26 в цилиндрической выборке 27 находится втулка 28, соединенная переходником 22 срезными элементами 29.
Сопрягаемые детали в узлах снабжены уплотнительными кольцами 30.
Оборудование работает следующим образом.
Пакер соединяют с посадочным инструментом и на насосно-компрессорных трубах (НКТ) 31 спускают в скважину с таким расчетом, чтобы пакер находился выше нижнего продуктивного пласта (между пластами). Внутри НКТ создают избыточное давление, под воздействием которого поршень 3 движется вверх, а вместе с ним - шток 4, опорный патрубок б и дорн 7. Последний расширяет деформируемую оболочку 9 и прижимает эластичную манжету 10 к стенкам обсадной колонны 32. Верхний конец оболочки 9, благодаря сферической поверхности торца патрубка 11, загибается в сторону обсадной колонны и образует полость 33, которая заполняется эластичным материалом манжеты 10 и создает надежную герметизацию. Пакеровка закончена. При дальнейшем повышении давления срезное кольцо 15 разрушается, и посадочный инструмент поднимают на поверхность. Затем в скважину спускают регулировочный узел. Это делают одним из двух способов: спускают его на канате или НКТ до положения, когда переходник 22 своим конусным уступом 34 садится на конусный уступ 35 дорна 7. При этом пружинное
стопорное кольцо 25 вдавливается в кольцевую проточку 24 и опускается вместе с переходником 22 ниже кольцевой расточки 36 наружной гайки 16 дорна 7. Кольцо 25 разжимается и опускается на втулку 28. Регулирующий узел готов к работе. После этого в скважину на НКТ спускают насос и создают депрессию на продуктивные пласты путем снижения уровня жидкости. Под действием перепада давления, направленного снизу вверх, регулирующий узел приподнимется несколько вверх до положения, когда стопорное кольцо 25 войдет в расточку 36 и упрется в торец 37 гайки 16 (фиг.3). Поскольку нижний продуктивный пласт находится под большим давлением, чем верхний и, чтобы исключить его отрицательное воздействие на верхний продуктивный пласт, при помощи дифференциального клапана обеспечивают необходимое противодавление на нижний продуктивный пласт путем соответствующего поджатия пружины 38 перед спуском регулирующего узла в скважину с тем, чтобы оба пласта при эксплуатации работали в оптимальном режиме в соответствии с их коллекторской характеристикой.
Предлагаемое оборудование значительно проще по конструкции, чем известное, а его узлы и детали характеризуются высокой надежностью и работоспособностью.
Оборудование позволяет при необходимости поднять на поверхность регулирующий узел. Для этого на НКТ или канате спускают ловильное устройство, захватывают им головку 39 и делают натяжку инструменту. Под воздействием нагрузки срезные элементы 29 разрушаются, втулка 28 и пружинное стопорное кольцо 25 сдвигаются вниз, регулирующий узел освобождается от пакера, и его поднимают на поверхность. Проводят в скважине необходимые работы, например, дополнительные исследования продуктивных пластов, их обработку и т.д., а затем снова спускают регулирующий узел, устанавливают в пакер и продолжают дальнейшую эксплуатацию скважины. При необходимости регулирующий узел можно поднимать и снова устанавливать в скважине столько, сколько это диктуется производственной необходимостью.