УСТРОЙСТВО ГЕРМЕТИЗИРУЮЩЕЕ

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к внутрискважинным герметизирующим устройствам, применяемым при проведении гидроразрыва пластов (ГРП) в скважинах, в том числе в боковых стволах скважин, оборудованных хвостовиками с пакер-подвесками.
Технологические операции ГРП сопровождаются высокими показателями давления, температуры и другими факторами, приводящими к разрушению хвостовика и обсадной колонны скважины, защиту которых должны обеспечивать герметизирующие устройства.
Важным фактором герметизации указанных устройств являются их уплотнительные элементы и надежное закрепление конструкции в скважине, а также непрерывный контроль забойных параметров.
Известны герметизирующие устройства с различными уплотнительными элементами, например установленные на стволах секционные уплотнители, между которыми размещены опорные втулки, образующие со стволами межсекционные полости (RU 855189 и 300593), или уплотнительные элементы с памятью формы и нагревательным источником активации (US 2014367106 (A1), а также с памятью формы и различными источниками активации (US 8763687 (B2).
Известно устройство герметизации по патенту US 5433275, имеющее узел герметизации шевронного типа и якорь, обеспечивающий надежное закрепление устройства за счет конструкции цангового механизма с большим количеством цанговых пальцев, проходящих в осевом направлении. Однако, узел герметизации шевронного типа, требующий плотной посадки металла по металлу, сложно вводить в пакер-подвеску.
Указанный недостаток устранен в устройстве герметизирующем по патенту на полезную модель RU 89870 - прототип.
Устройство по прототипу содержит соединенные последовательно гидравлический или механический якорь, переводник с установленной на нем упорной конусной гайкой, удлинительный патрубок и узел герметизации в виде полого ступенчатого ствола с уплотнительными элементами и направляющим башмаком на нижнем конце. При этом уплотнительные элементы размещены на меньшей ступени ствола и представляют собой, по крайней мере, две уплотнительные втулки, состоящие из двух колец, разделенных эластомерным элементом, а между уплотнительными втулками размещено простановочное кольцо.
Недостатком прототипа и аналогов, является невысокая надежность защиты хвостовика и обсадной колонны от разрушений при перепадах давления, температуры и других факторов, возникающих при гидроразрыве пласта.
Технический результат - повышение надежности и эффективности устройства при расширении эксплуатационных возможностей применения в различных видах ГРП.
Технический результат достигается тем, что в устройстве герметизирующем, которое включает последовательно соединенные якорь, переводник с установленной на нем упорной конусной гайкой, удлинительный патрубок и узел герметизации с уплотнительными элементами и направляющим башмаком на нижнем торце, согласно полезной модели, корпус направляющего башмака выполнен с изолированной полостью, в которой установлен, по меньшей мере, один измерительный прибор.
Наличие изолированной полости направляющего башмака позволяет размещать в ней средства измерения одного или нескольких забойных параметров, обеспечивается возможность их контроля для предотвращения разрушений скважинного оборудования при ГРП.
Сущность полезной модели поясняется примером выполнения устройства с сопровождающим чертежом общего вида в рабочем положении в скважине, оборудованной хвостовиком с пакер-подвеской.
Устройство герметизирующее состоит из последовательно соединенных устройств - гидравлического якоря 1, переводника 2, на котором установлена упорная конусная гайка 3, закрепленная стопорными винтами, удлинительного патрубка 4 и узла герметизации 5 с уплотнительными втулками 6 и размещенными между ними проставочными кольцами 7 (уплотнительный элемент). Корпус 8 направляющего башмака, закреплен на нижнем торце узла герметизации 5 посредством резьбового соединения и зафиксирован стопорными винтами. Корпус 8 направляющего башмака имеет скошенный концевой участок, а его стенка выполнена с углублением 9, закрытым крышкой 10 с образованием изолированной полости, в которой установлен автономный измерительный прибор 11. Для свободного прохождения направляющего башмака крышка 10 выполнена заподлицо с наружной поверхностью его стенки и зафиксирована стопорными винтами. В качестве измерительного прибора 11 могут служить манометр, замеряющий давление, и/или термометр, определяющий температуру, либо комплексный прибор, измеряющий несколько забойных параметров.
Устройство герметизирующее работает следующим образом.
Перед проведением ГРП в скважине, оборудованной хвостовиком 12 с пакер-подвеской 13, устройство спускают на колонне 14 насосно-компрессорных труб (НКТ) в эксплуатационную колонну 15 к месту установки и герметизации внутренней полости пакер-подвески 13. При достижении головы пакер-подвески 13 устройство плавно вводят внутрь ее до упора конусной гайки 3 в верхнюю часть головы пакер-подвески 13.
При этом узел герметизации 5 устанавливается в посадочном переводнике подвески, его уплотнительные элементы - втулки 6 с проставочными кольцами 7, плотно прилегая к внутренней поверхности проходного канала пакер-подвески 13, создают начальную герметизацию внутренней полости колонны 14 НКТ и хвостовика 12 от межтрубного пространства эксплуатационной колонны 15. Герметичность посадки устройства определяют либо по отсутствию циркуляции при прокачивании жидкости через колонну 14 НКТ, либо опрессовкой по затрубному пространству.
При проведении ГРП на устье скважины создается высокое давление, которое через колонну 14 НКТ воздействует на шлипсы якоря 1, которые заякориваются в эксплуатационной колонне 15, препятствуя осевому перемещению устройства вверх. Уплотнительные втулки 6 узла герметизации самоуплотняются под действием возрастающего перепада давления, которое контролируется по показаниям измерительного прибора 11. Перепады давления и температурный режим в процессе проведения ГРП непрерывно измеряются прибором 11 в реальном времени и передаются известным способом в контролирующую и регулирующую систему. Таким образом, герметизирующее устройство с измерением забойных параметров в реальном времени надежно защищает скважное оборудование от разрушения и необходимости проведения дорогостоящих ремонтно-изоляционных работ. После проведения ГРП и необходимых заключительных работ выравнивают давление в колонне 14 НКТ и затрубном пространстве для возвращения шлипсов якоря 1 в исходное положение и осевым натяжением НКТ извлекают устройство из пакер-подвески 13.
Применяемые в настоящее время герметизирующие устройства могут быть легко переоборудованы путем снятия традиционного направляющего башмака и установкой на штатную резьбу направляющего башмака с измерительным прибором.
Заявляемое устройство обеспечивает повышение надежности конструкции, а следовательно технологический и экономический эффект от его применения. =