БАШМАК ДЛЯ УСТАНОВКИ ПРОФИЛЬНОГО ПЕРЕКРЫВАТЕЛЯ В СКВАЖИНЕ
SHOE FOR PLACEMENT OF PROFILE SHUTTER IN WELL

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для установки профильных перекрывателей с расширяемыми фильтрами для крепления продуктивных пластов на стадии заканчивания скважин.
Известен «Башмак для установки перекрывателя в скважине» (патент РФ на полезную модель №82264, МПК Е21В 29/10, опубл. Бюлл. №11 от 20.04.2009 г.), включающий корпус с резьбой для соединения с перекрывателем и с центральным проходным каналом, седло и шаровой клапан, расположенный в центральном канале выше седла, которое соединено жестко с корпусом, а центральный канал корпуса оснащен ниже седла радиальными каналами, при этом выше седла в корпусе расположена втулка, причем для соединения с перекрывателем корпус снабжен специальной конической резьбой, а втулка, расположенная выше седла, выполнена съемной, причем все детали башмака выполнены из полимерного легкоразбуриваемого материала.
Недостатками данного башмака являются:
- невозможность извлечения башмака из профильного перекрывателя после его установки, что вынуждает разбуривать башмак или выдавливать его на забой скважины;
- низкая работоспособность, так как нельзя производить спуск и установку профильного перекрывателя и фильтра-хвостовика за одну спускоподъемную операцию;
- нельзя обеспечить перевод клапана башмака в закрытое положение после установки перекрывателя с хвостовиком, вследствие чего возможно попадание скважинного шлама из призабойной зоны пласта во внутреннюю полость перекрывателя.
Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и количеству совпадающих существенных признаков является «Башмак для установки профильного перекрывателя в скважине» (патент РФ №2293172, МПК Е21В 29/10, опубл. Бюлл. №4 от 10.02.2007 г.), включающий резьбы для соединения с перекрывателем и установочным оборудованием, корпус с центральным каналом, в котором соосно-подвижно относительно его геометрической оси установлен клапанный элемент с проходным каналом, сообщенным радиальными отверстиями с полостью перекрывателя, зафиксированный от продольных перемещений фиксатором в виде стопорного кольца, размещенного в кольцевой проточке, выполненной в клапанном элементе, срабатывающем при возрастании гидравлического давления в перекрывателе, причем радиальные отверстия для сообщения проходного канала клапанного элемента с полостью перекрывателя выполнены в его стенках, а сам клапанный элемент зафиксирован от вращения относительно корпуса, например, шлицевым соединением и снабжен головкой с коническими кольцевыми проточками, выполненными на ее наружной поверхности, закрепленной на верхнем конце клапанного элемента, при этом резьба для соединения башмака с установочным оборудованием выполнена на наружной поверхности клапанного элемента, сопрягаемой с головкой.
Недостатками этого башмака являются:
- низкая работоспособность, так как нельзя производить спуск и установку профильного перекрывателя и фильтра-хвостовика за одну спускоподъемную операцию;
- высокая вероятность попадания скважинного шлама из призабойной зоны пласта во внутреннюю полость перекрывателя из-за отсутствия четкой фиксации клапана башмака в закрытом положении.
Технической задачей предлагаемого изобретения является создание надежной работоспособной конструкции башмака для установки профильного перекрывателя и фильтра в скважине за одну спускоподъемную операцию.
Техническая задача решается башмаком для установки профильного перекрывателя в скважине, включающим корпус с резьбой для соединения с перекрывателем и центральным каналом, в котором соосно-подвижно относительно его геометрической оси установлен клапанный элемент с проходными каналами, оснащенный стопорным кольцом, которое выполнено с возможностью взаимодействия с кольцевой проточкой центрального канала корпуса, и узлы захвата и отворота для ловителя установочного оборудования.
Новым является то, что перекрыватель снизу оснащен расширяемым фильтром, снабженным снизу пружинным захватом, а корпус оборудован снизу ниппелем, выполненным с возможностью герметичного входа и фиксации в пружинный захват при перемещении вниз, причем центральный канал корпуса снабжен седлом с шаровым клапаном, расположенным ниже клапанного элемента, при этом узел захвата выполнен в виде внутреннего сужения центрального канала корпуса выше клапанного элемента под цанговый захват установочного оборудования, а узел отворота в виде глухих отверстий, размещенных на верхнем торце корпуса вокруг центрального канала, под соответствующие выступы установочного оборудования, причем клапанный элемент выполнен подпружиненным вверх и с возможностью перемещения вниз под действием цангового захвата установочного оборудования с поджатием шарового клапана к седлу и фиксацией стопорным кольцом в кольцевой проточке центрального канала корпуса.
На фиг.1 показан башмак в транспортном положении (разрез); на фиг.2 - вид «А» на фиг.1 (увеличено); на фиг.3 показано соединение башмака с установочным оборудованием и его фиксация в центральном канале фильтра.
Башмак (фиг.1) состоит из корпуса 1 с резьбой 2 для соединения с перекрывателем 3 и центральным каналом 4, в котором соосно-подвижно относительно его геометрической оси установлен клапанный элемент 5, имеющий проходные каналы 6. Клапанный элемент 5 оснащен разрезным стопорным кольцом 7 (фиг.2), выполненным с возможностью взаимодействия с кольцевой проточкой 8 центрального канала 4 (фиг.1) корпуса 1. Корпус 1 для взаимодействия с установочным оборудованием, в частности - с развальцевателем 9 (фиг.3), оснащен узлами захвата 10 (фиг.1) и отворота 11 для ловителя 12 (фиг.3) развальцевателя 9.
При этом перекрыватель 3 (фиг.1) снизу оснащен расширяемым благодаря, например, развальцевателю 9 (фиг.3) фильтром 13 (фиг.1), снабженным снизу пружинным захватом в виде разрезного стопорного кольца 14, установленного в центральном канале 15 направляющей 16 фильтра 13. Корпус 1 башмака оборудован снизу ниппелем 17, выполненным с возможностью герметичного благодаря эластичному уплотнительному кольцу 18 входа в центральный канал 15 направляющей 16 фильтра 13 и фиксации там при перемещении вниз с помощью разрезного стопорного кольца 14, входящего в зацепление с ответной кольцевой проточкой 19 ниппеля 17 корпуса 1.
Центральный канал 4 корпуса 1 башмака снабжен седлом 20 с шаровым клапаном 21, расположенным ниже клапанного элемента 5, при этом узел захвата 10 выполнен в виде внутреннего сужения в центральном канале 4 корпуса 1 выше клапанного элемента 5 под ловитель 12 развальцевателя 9 (фиг.3) в виде цангового захвата, а узел отворота 11 (фиг.1) выполнен в виде глухих отверстий, размещенных на верхнем торце 22 корпуса 1 вокруг центрального канала 4, под соответствующие выступы 23 (фиг.3) развальцевателя 9. Причем клапанный элемент 5 (фиг.1) выполнен благодаря пружине 24 поджатым вверх и с возможностью перемещения вниз под действием ловителя 12 (фиг.3) развальцевателя 9 с поджатием шарового клапана 21 (фиг.1) к седлу 20 и фиксацией его разрезным стопорным кольцом 7 в кольцевой проточке 8 центрального канала 4 корпуса 1.
Работает башмак следующим образом.
Корпус 1 башмака (фиг.1) с помощью резьбы 2 присоединяют к профильному перекрывателю 3, затем, например, при помощи сварки к нижнему концу перекрывателя присоединяют фильтр 13 и на колонне бурильных труб (на фиг. не показано) их спускают в скважину (на фиг. не показано) и устанавливают в необходимом интервале.
При этом внутренняя полость 25 перекрывателя 3 через центральный канал 15 направляющей 16 и перфорированные отверстия 26 фильтра 13 и далее через центральный канал 4 корпуса 1 и проходные каналы 6 клапанного элемента 5 заполняется скважинной жидкостью. Шаровой клапан 21 при этом отжат от седла 20. После этого внутри перекрывателя 3 с помощью бурового насоса создают рабочее гидравлическое давление, под действием которого шаровой клапан 21 закрывается и препятствует несанкционированному перетоку жидкости. Под действием рабочего гидравлического давления стенки перекрывателя 3 прижимаются к стенкам скважины. Затем перекрыватель 3 привальцовывают до более плотного прижатия с помощью развальцевателя 9 (фиг.3), нагружая его сверху и одновременно придавая ему вращательное движение.
При подходе развальцевателя 9 к башмаку его ловитель 12 входит в зацепление с узлом захвата 10 корпуса 1 башмака. Одновременно выступы 23 развальцевателя 9 начинают взаимодействовать с ответными отверстиями узла отворота 11 на верхнем торце 22 корпуса 1, вывинчивая башмак по резьбе 2 (фиг.1) из перекрывателя 3. Благодаря цанговому захвату ловителя 12 (фиг.3) развальцевателя 9 башмак удерживается на нем до окончания развальцовки (с целью плотного прижатия к стенкам скважины) фильтра 13 и достижения ниппелем 17 корпуса 1 центрального канала 15 фильтра 13.
Далее ниппель 17 корпуса 1 башмака вместе с уплотнительным кольцом 18 входит в центральный канал 15 направляющей 16 фильтра 13 и надежно фиксируется там благодаря разрезному стопорному кольцу 14, входящему в зацепление с ответной кольцевой проточкой 19 ниппеля 17 корпуса 1. При этом благодаря усилию от ловителя 12 развальцевателя 9, направленному в сторону клапанного элемента 5, последний, преодолевая усилие пружины 24, перемещается вниз по центральному каналу 4 корпуса 1 башмака до его фиксации разрезным стопорным кольцом 7 (фиг.2) в кольцевой проточке 8 центрального канала 4 (фиг.3) корпуса 1, одновременно поджимая и фиксируя шаровой клапан 21 к седлу 20.
Таким образом, центральный канал 15 направляющей 16 фильтра 13 оказывается надежно перекрыт для предотвращения несанкционированного попадания скважинного шлама из призабойной зоны пласта во внутреннюю полость фильтра 13 и перекрывателя 3 (фиг.1).
Затем развальцеватель 9 (фиг.3) начинают поднимать из скважины. При этом цанговый захват ловителя 12, сжимаясь с расчетным усилием, выходит из зацепления с внутренним сужением узла захвата 10 корпуса 1 башмака, а выступы 23 развальцевателя 9 выходят из ответных отверстий узла отворота 11 на верхнем торце 22 корпуса 1 башмака. После извлечения развальцевателя 9 производят освоение скважины.
Преимущество предлагаемого башмака заключается в том, что его конструкция позволяет производить установку профильного перекрывателя и расширяемого фильтра в скважине за одну спускоподъемную операцию без необходимости извлечения или разбуривания башмака, позволяя сохранить фильтрационные качества фильтра.