УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕССОВКИ КОЛОННЫ ТРУБ

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначена для опрессовки колонны насосно-компрессорных труб в скважине.
Известно скважинное клапанное устройство (патент RU №2250353 МПК Е21В 34/06 опубл. 20.04.2005), которое содержит корпус с верхней внутренней и нижней наружной присоединительными резьбами. В расточке, выполненной в средней части корпуса, неподвижно установлена крышка со сквозным отверстием. В нижней части корпуса от торца расточки выполнены боковой и продольный каналы, снабженные седлами и шариковым клапаном диаметром, установленным в седле бокового канала и имеющим возможность перемещения через расточку в продольный канал и обратно.
Недостатком этого устройства является сложность конструкции и эксплуатации.
Известно устройство для опрессовки колонны труб (патент RU №2312204 МПК Е21В 34/06 опубл. 10.12.2007), которое содержит цилиндрический корпус, установленный на корпусе уплотнительный элемент, седло, выполненное в виде верхнего торца сужения центрального канала опрессовочной муфты, установленной на колонне труб ниже интервала опрессовки. Уплотнительный элемент выполнен в виде сферического нижнего торца корпуса, оснащенного сверху ловильной головкой, причем сферический торец цилиндрического корпуса выполнен с возможностью герметичного взаимодействия с седлом.
Недостатком этого устройства является сложность извлечения устройства из скважины и невысокий срок службы.
Основная техническая задача, решаемая полезной моделью, состоит в создании устройства для опрессовки колонны труб, позволяющего упростить извлечения устройства, а также увеличить срок службы.
Основная техническая задача достигается тем, что в устройстве для опрессовки колонн труб, содержащем опресовочное седло и уплотнительный элемент, оснащенный ловильной головкой, согласно предложенному решению, уплотнительный элемент выполнен в виде опрессовочной полусферы, состоящей из полого корпуса, внутри которого расположен перепускной клапан, включающий шток и шарик, завальцованный в нижней части штока, при этом в корпусе выполнены нижнее перепускное отверстие и два боковых перепускных отверстия, а верхняя часть корпуса выполнена с резьбовым соединением, на которое накручена гайка, шток соединен стопорным винтом с утяжелителем, соединенным со съемной ловильной головкой, при этом утяжелитель снабжен центратором.
Полезная модель поясняется рисунком, на котором представлен общий вид устройства.
Устройство для опрессовки колонны труб 1 состоит из опрессовочного седла 2 и полусферы опрессовочной.
Опрессовочное седло 2 представляет собой переводник насосно-компрессорных труб с муфтовым и ниппельным резьбовыми концами, имеющий во внутренней полости специально выполненную коническую поверхность для посадки полусферы опрессовочной и создания с ней герметичного соединения.
Полусфера опрессовочная в сборе состоит из корпуса 3, гайки 4, утяжелителя 5 с центратором, ловильной головки 6, перепускного клапана, состоящего из штока 7 и шарика 8, завальцованного в нижней части штока 7. Все детали, имеющие резьбовые соединения, зафиксированы от отворачивания стопорными винтами 9. Корпус 3 имеет полую внутреннюю поверхность для установки и перемещения перепускного клапана, седло 10 перепускного клапана, нижнее перепускное отверстие 11, боковые перепускные отверстия 12, наружную сферическую контактную поверхность 13. В верхней части корпуса 3 выполнена резьба для присоединения гайки 4, ограничивающей перемещение перепускного клапана внутри корпуса 3 полусферы опрессовочной. Перепускной клапан соединяется с помощью резьбового соединения с утяжелителем 4.
Устройство работает следующим образом:
Принцип работы устройства основан на перекрытии проходного сечения ниже интервала опрессовки НКТ и создании герметичного соединения пары «седло-полусфера» при проведении опрессовки колонны НКТ. Герметичное соединение создается путем прижатия контактной повехности полусферы к контактной поверхности седла за счет гидростатического столба жидкости и утяжелителя опрессовочной полусферы.
Опрессовочное седло 2, спускают в составе колонны труб 1 в скважину таким образом, чтобы оно было установлено в самом низу колонны. Далее с устья скважины в колонну труб 1 сбрасывают полусферу опрессовочную. После достижения полусферой опрессовочной места установки опрессовочного седла 2, полусфера опрессовочная наружной контактной поверхностью 13 садится в коническую посадочную поверхность опрессовочного седла 2, шарик 8 перепускного клапана наружной контактной поверхностью садится в коническую посадочную поверхность седла 10 перепускного клапана полусферы опрессовочной. За счет утяжелителя 5 полусферы опрессовочной в сборе и давления гидростатического столба жидкости над уплотнительным узлом, наружная контактная поверхность шарика 8 перепускного клапана прижимается к контактной поверхности седла 10 перепускного клапана полусферы опрессовочной, создавая тем самым герметичное соединение пары «шарик-седло перепускного клапана». За счет утяжелителя 5 полусферы опрессовочной в сборе и давления гидростатического столба жидкости над уплотнительным узлом, контактная поверхность 13 полусферы опрессовочной прижимается к контактной поверхности опрессовочного седла 2, создавая тем самым герметичное соединение пары «шарик-седло перепускного клапана». Таким образом, перекрывается сообщение внутренней полости насосно-компрессорных труб с затрубным пространством.
В процессе спуска и посадки полусфера опрессовочная центрируется в насосно-компрессорных трубах с помощью центратора утяжелителя 5. Насосно-компрессорные трубы доливают технологической жидкостью и производят их опрессовку. После проведения опрессовки, давление в колонне труб 1 стравливают.
Извлечение полусферы опрессовочной производится с помощью ловильной головки 6. При натяжении ловильной головки 6 по оси вверх перепускной клапан поднимается и открывает отверстия с опрессовочного седла 2 и седла 10 перепускного клапана полусферы для уравнивания гидростатического давления столба жидкости в трубном и затрубном пространстве. После уравнивания гидростатического давления столба жидкости в трубном и затрубном пространстве воздействие гидростатического столба жидкости на полусферу снимается, и сфера выходит из контакта с посадочным местом седла. Далее производится подъем полусферы опрессовочной.
Выполнение устройства для опрессовки труб позволяет извлекать устройства без подъема колонны НКТ в скважинах с низким пластовым давлением и с неисправным центробежным насосом (когда нельзя вымыть устройство потоком жидкости из затрубного пространства или запуском ЭЦН). Кроме того, конструкция посадочного места опрессовочного седла исключает оседание механических примесей и попадание их между соприкасающимися поверхностями, как у аналогичного устройства. Замена отдельных частей устройства, а не устройство в сборе, позволяет продлить срок службы.