УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕССОВКИ КОЛОННЫ ТРУБ В СКВАЖИНЕ

Область техники и назначение.
Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к ремонту скважин и предназначено для опрессовки колонны труб в скважине.
Уровень техники.
Известна полезная модель «Устройство для опрессовки колонны труб в скважине» (патент №84450, RU, Е21В 34/10 Е21В 17/00, опубликовано 27.07.2009 г.). Устройство состоит из корпуса с циркуляционными отверстиями, перекрытыми втулкой, жестко закрепленной в корпусе срезными винтами, которые установлены в радиальных отверстиях корпуса. Во втулке с помощью резьбы установлено седло. Необходимая герметичность устройства обеспечивается уплотнительными кольцами. Для шаблонирования и проведения опрессовки колонны применяется пробка-шаблон, состоящая из стержня, на котором устанавливают эластичные манжеты.
Недостатком данного устройства является то, что после проведения операции опрессовки внутри клапана остается пробка-шаблон, которая перекрывает центральный канал устройства. В результате в процессе эксплуатации устройство не обеспечивает возможность прохождения через свой внутренний канал приборов и устройств, спускаемых по внутреннему каналу трубы, для осуществления различных технологических операций с пластом (например - спуск колтюбиноговой трубы для обработки призабойной зоны пласта или комплексного глубинного прибора для проведения геофизических исследований).
Известна полезная модель «Устройство для опрессовки колонны труб в скважине» (патент №60978, RU, Е21В 34/10, опубликовано 10.02.2007). Устройство по патенту №60978 включает корпус с центральным каналом и седлом, втулку с радиальными каналами в верхней части, установленную в центральном канале корпуса с возможностью осевого перемещения, а также дополнительную втулку, установленную с возможностью ограниченного осевого перемещения коаксиально в центральном канале корпуса снаружи втулки. Корпус снабжен внутренней цилиндрической проточкой, в которую установлен изолятор со срезным элементом, фиксирующим дополнительную втулку в верхнем положении относительно корпуса. Втулка и дополнительная втулка выполнены из легкоразрушаемого материала вследствие электрохимической коррозии в скважинной жидкости при непосредственном взаимодействии дополнительной втулки с корпусом.
Недостатками данного устройства является то, что в первоначальный момент после проведения операции опрессовки в корпусе остаются втулка и дополнительная втулка, которые перекрывают проходное сечение корпуса. Для разрушения втулок вследствие электрохимической коррозии и открытия проходного сечения требуется значительный временной интервал, в результате чего проведение различных технологических операций через внутренний канал корпуса сразу после проведения опрессовки не возможно.
Устройство по патенту RU 60978 является наиболее близким по технической сущности к заявляемому и принято за прототип.
Сущность полезной модели.
Технической задачей заявленной полезной модели является повышение технологичности устройства, обеспечение удобства его эксплуатации.
Поставленная задача решается заявляемым устройством для опрессовки колонны труб в скважине, которое содержит корпус с центральным каналом, внутренней проточкой и седлом, втулку с уплотнительными кольцами, установленную в центральном канале корпуса с возможностью ограниченного осевого перемещения в центральном канале корпуса, при этом корпус снабжен срезными штифтами, фиксирующими втулку в верхнем положении относительно корпуса, а втулка снизу снабжена упорным элементом, имеющим возможность взаимодействия с седлом корпуса.
Технический результат достигается за счет того, что в известном устройстве в качестве запорного узла применяется поворотный клапан, состоящий из захлопки и шарнирного механизма. Указанный поворотный клапан устанавливается над втулкой. Шарнирный механизм клапана, с помощью которого перемещается захлопка, фиксируется относительно корпуса устройства. При этом в рабочем положении захлопка клапана может герметично перекрывать внутренний канал втулки в процессе опрессовки колонны насосно-компрессорных труб. В другом, крайнем положении, в которое захлопка переходит после перемещения втулки относительно корпуса, она размещается во внутренней проточке корпуса, что позволяет оперативно открывать внутренний проходной канал устройства сразу по завершению операции опрессовки.
Сущность полезной модели поясняется чертежами (фиг.1 -2).
Устройство для опрессовки колонны труб в скважине содержит корпус 1 с центральным каналом 2, втулку 3, поворотный клапан, состоящий из захлопки 4 и шарнирного механизма 5, зафиксированного относительно корпуса 1 и обеспечивающего перемещение захлопки 4. Втулка 3 установлена в центральном канале 2 корпуса 1 и выполнена с возможностью осевого перемещения относительно корпуса 1 до контакта упорного элемента 6 втулки 3 с седлом 7 корпуса 1. В первоначальный момент времени втулка 3 зафиксирована в верхнем положении относительно корпуса 1 штифтами 8. Захлопка 4 выполнена с возможностью герметичного перекрытия внутреннего канала втулки 3. Втулка 3 содержит уплотнительные кольца 9, обеспечивающие отсутствие перетоков из области над захлопкой 10 в область под захлопкой 11 в процессе опрессовки. Корпус 1 содержит внутреннюю проточку 12, в которой может размещаться захлопка 4.
Устройство работает следующим образом.
Устройство в сборе на конце опрессовываемой колонны труб (на фиг. не показана) спускают в скважину. В процессе спуска опрессовываемой колонны труб находящаяся в скважине жидкость, приподнимая вверх захлопку 4, перетекает из области под захлопкой 11 в область над захлопкой 10 и заполняет внутреннюю полость колонны труб. После спуска колонны труб на заданную глубину производят подачу жидкости во внутреннюю полость колонны труб. После заполнения опрессовываемой колонны труб технологической жидкостью начинают плавно создавать в ней давление опрессовки, при этом захлопка 4, герметично перекрывающая внутреннюю полость втулки 3, и уплотнительные кольца 9 надежно разобщают область под захлопкой 11 и область над захлопкой 10 (фиг. 1).
После завершения операции опрессовки во внутренней полости колонны труб создают избыточное давление, при этом увеличивается осевая сила, передаваемая через захлопку 4 и втулку 3 на штифты 8. По мере роста избыточного давления происходит разрушение штифтов 8, в результате чего втулка 3 перемещается вниз относительно корпуса 1. Перемещение втулки осуществляется до тех пор, пока упорный элемент 6 втулки 3 не сядет в седло 7 корпуса 1. При этом происходит перемещение захлопки 4 клапана во внутреннюю проточку 12 корпуса 1, в результате чего открывается центральный канал 2 корпуса 1 с полнопроходным сечением (фиг. 2).
Таким образом, устройство для опрессовки колонны труб в скважине обеспечивает наличие сразу после проведения операции опрессовки канала, через который возможно организовать проведение различных технологических операций с пластом.