УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОИНТЕРВАЛЬНОЙ ПАКЕРОВКИ СКВАЖИНЫ

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к пакерующим устройствам для селективной закачки изоляционных материалов и поинтервальной обработки различными химреагентами приствольных зон скважин в период их освоения и эксплуатации.
Известно устройство для поинтервальной пакеровки скважины, включающее ствол с перепускным клапаном и жестко связанные с концевыми частями ствола верхний и нижний корпуса. На каждом из корпусов установлен гидравлический уплотнительный элемент с концевыми арматурами. Корпус и уплотнительный элемент образуют кольцевую камеру, сообщенную с полостью ствола через радиальные каналы в корпусе. В каждой кольцевой камере расположена дифференциальная втулка к которой жестко прикреплена нижняя концевая арматура верхнего и верхняя концевая арматура нижнего уплотнительных элементов соответственно. Верхняя концевая арматура верхнего и нижняя концевая арматура нижнего уплотнительных элементов жестко закреплена соответственно на верхнем и нижнем корпусах. Нижний уплотнительный элемент содержит узел периодической фиксации, состоящий из дополнительного корпуса с рядом радиальных отверстий, на котором закреплен концевыми арматурами дополнительный уплотнительный элемент (см. а.с. СССР №1295800, кл. Е 21 В 33/12).
Известно устройство для поинтервальной пакеровки скважины, включающее ствол с перепускным клапаном и жестко связанные с концевыми частями ствола верхний и нижний корпуса. На каждом из корпусов установлен гидравлический уплотнительный элемент с концевыми арматурами. Корпус и уплотнительный элемент образуют кольцевую камеру, сообщенную с полостью ствола через радиальные каналы в корпусе. На наружной поверхности корпусов под уплотнительными элементами выполнены продольные пазы. Верхняя концевая арматура уплотнительных элементов соединена с корпусом подпружиненным фиксатором и с обсадной колонной в скважине - подпружиненным якорем. Нижняя концевая арматура уплотнительных элементов установлена с возможностью осевого перемещения вдоль корпуса. Между корпусом и верхней концевой арматурой уплотнительных элементов установлены подпружиненные втулки. На нижнем корпусе установлен узел периодической фиксации, выполнен ряд дополнительных радиальных каналов и кольцевая канавка. Узел периодической фиксации выполнен в виде подпружиненной дифференциальной втулки с кольцевой канавкой по наружной поверхности и размещенных в дополнительных радиальных каналах корпуса пальцев - фиксаторов для периодического взаимодействия с кольцевыми канавками дифференциальной втулки и
верхней концевой арматуры нижнего уплотнительного элемента (см. патент РФ №2010947, кл. Е 21 В 33/12).
Общим недостатком известных устройств для поинтервальной пакеровки скважины является то, что узел периодической фиксации нижнего уплотнительного элемента представляет собой сложную в изготовлении материалоемкую и дорогостоящую конструкцию.
Задачей, на решение которой направлена данная полезная модель является создание устройства более простой конструкции, снижение материальных и трудовых затрат на изготовление и техническое обслуживание устройства.
Для решения поставленной задачи предлагается устройство для поинтервальной пакеровки скважины, которое, как и наиболее близкое к нему известное, включает ствол с перепускным клапаном, жестко связанные с концевыми частями ствола верхний и нижний корпуса, на каждом из которых с возможностью осевого перемещения установлен гидравлический уплотнительный элемент с концевыми арматурами, образующий с корпусом кольцевую камеру, сообщенную с полостью ствола через радиальные каналы в корпусе; продольные пазы, выполненные на наружной поверхности верхнего корпуса ниже уплотнительного элемента.
В отличие от известного, в предлагаемом устройстве для поинтервальной пакеровки скважины, радиальные каналы корпусов перекрыты со стороны кольцевых камер обратными клапанами, верхний и нижний корпуса снабжены кольцевыми уступами, выполненными соответственно выше и ниже уплотнительного элемента, на наружной поверхности нижнего корпуса выше уплотнительного элемента выполнены продольные пазы, а поверх продольных пазов на корпусах установлены пружины.
На фиг.1 показано устройство для поинтервальной пакеровки скважины, общий вид; на фиг.2 - устройство после пакеровки в заданном интервале скважины, например, при закачке реагентов в приствольную зону; на фиг.3 - узел А на фиг.1 в транспортном положении; на фиг.4 - узел А на фиг.1 в рабочем положении; на фиг.5 - узел А на фиг.1 в положении распакеровки при натяжении НКТ вверх.
Устройство для поинтервальной пакеровки скважины состоит из составного ствола 1 и верхнего и нижнего корпусов 2. На стволе 1, между корпусами 2, установлен перепускной клапан 3 с двумя рядами радиальных отверстий 4 и 5. Внутренняя полость ствола 1 с корпусами 2 перекрыта внизу заглушкой 6. На каждом из корпусов 2 установлен гидравлический уплотнительный элемент 7, с верхней и нижней арматурами 8, 9, образующий с корпусом кольцевую камеру 10 (см. фиг.3). Кольцевая камера 10 сообщена с полостью ствола 1 через радиальные каналы 11 в корпусах 2. Радиальные каналы 11 перекрыты со стороны кольцевых камер 10 обратными клапанами 12.
Перемещение концевой арматуры 8 верхнего уплотнительного элемента вверх, а нижнего уплотнительного элемента вниз ограничено кольцевыми уступами 13, которые выполнены на корпусах 2 соответственно выше
и ниже уплотнительных элементов 7.
Концевые арматуры 9 верхнего и нижнего уплотнительных элементов 7 установлены с возможностью осевого перемещения вдоль верхнего и нижнего корпусов 2 соответственно.
На наружной поверхности верхнего корпуса ниже, а нижнего корпуса выше уплотнительных элементов 7 выполнены продольные пазы 14. Для повышения надежности возврата уплотнительных элементов 7 в исходное положение на корпусах 2, над продольными пазами 14 установлены пружины 15.
Устройство для поинтервальной пакеровки скважины работает следующим образом.
Устройство спускается в скважину на насосно-компрессорных трубах (НКТ). При спуске в скважину НКТ и внутренняя поверхность устройства заполняется жидкостью из скважины через нижний ряд отверстий 5 перепускного клапана 3 и радиальные каналы 11 в верхнем и нижнем корпусах 2.
Через колонну НКТ в устройстве создают избыточное давление. При этом нижний ряд отверстий 5 перепускного клапана 3 перекрывается, кольцевые камеры 10 раздуваются и уплотнительные элементы 7 запакеровывают приствольную часть скважины. При дальнейшем повышении давления нагнетания открывается верхний ряд отверстий 4 перепускного клапана 3 и происходит закачка реагентов в приствольную часть скважины, ограниченную уплотнительными элементами 7.
Возникающий при этом перепад давления ΔР в равной степени воздействует как на верхний, так и на нижний уплотнительные элементы 7, это удерживает устройство на месте установки.
Созданный во внутренних полостях уплотнительных элементов 7 перепад давления ΔР удерживается обратными клапанами 12, даже в случаях падения давления нагнетания, например, при замене гидравлической жидкости посадки устройства на различные реагенты для нагнетания в приствольную часть скважины. Одновременно обратные клапаны 12 ограничивают возможность попадания реагентов во внутренние полости уплотнительных элементов 7.
Возможность осевого перемещения уплотнительных элементов 7 относительно ствола 1 исключается за счет кольцевых уступов 13, выполненных на корпусах 2.
После проведения запланированных технологических операций давление в НКТ сбрасывают до нуля. При этом верхний ряд отверстий 4 перепускного клапана 3 закрывается, открывается нижний ряд отверстий 5, и давление в НКТ сравнивается с давлением жидкости в межтрубном пространстве.
Распакеровка верхнего уплотнительного элемента 7 производится натяжением колонны НКТ. При этом верхний корпус 2 перемещается относительно запакерованного в скважине уплотнительного элемента 7 вверх до появления связи внутренней полости уплотнительного элемента 7 с межтрубным пространством через продольные пазы 14 корпусов 2.
Распакеровка нижнего уплотнительного элемента 7 происходит аналогично, но для этого требуется перемещение НКТ вниз.
Возврат уплотнительных элементов в исходное положение происходит под действием пружин 15.
Эффективность предлагаемого устройства обеспечивается за счет упрощения конструкции и возможности использования его как в обсаженных, так и в необсаженных стволах скважин.