УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕССОВКИ КОЛОННЫ ТРУБ В СКВАЖИНЕ

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к ремонту скважин и предназначено для опрессовки колонны труб в скважине.
Известно устройство для опрессовки обсадных колонн (авторское свидетельство SU №1010256, Е 21 В 34/10 опубл. в БИ №13 от 07.04.1983 г.), содержащее корпус, самоуплотняющуюся манжету, полую подпружиненную гильзу с радиальными отверстиями и соединенный с гильзой распорный конус с пазами на боковой поверхности, взаимодействующий с манжетой, при этом устройство снабжено установленным в верхней части гильзы дифференциальным поршнем со струйным насосом в нижней части, причем поршень в верхней части имеет боковые отверстия для связи полостей устройства над и под поршнем, а приемная камера струйного насоса связана с подпоршневой полостью.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является клапан для обсадных колонн (авторское свидетельство SU №1120093, Е 21 В 34/10 опубл. в БИ №39 от 23.10.1984 г.), содержащий корпус с центральным и периферийными осевыми каналами, подвижно установленную с возможностью осевого перемещения в центральном канале корпуса втулку с опрессовочной диафрагмой и радиальными каналами в верхней части и запорный элемент, а также дополнительную втулку, установленную коаксиально подвижно на срезных элементах в центральном канале корпуса над его периферийными каналами, при этом запорный элемент выполнен в виде поплавка и жестко связан с нижней частью подвижной втулки, причем последняя имеет дополнительные радиальные каналы, совмещаемые с периферийными каналами корпуса при ее верхнем положении.
Как аналогу, так и прототипу в той или иной степени присущи общие недостатки:
- во-первых, сложность конструкции, обусловленная большим количеством узлов и деталей;
- во-вторых, сложность изготовления, обусловленная большим количеством технически сложных деталей, что ведет к удорожанию конструкции в целом и как следствие высокой ее стоимости.
Технической задачей полезной модели является упрощение конструкции, и как следствие, снижение металлоемкости и стоимости устройства.
Поставленная техническая задача решается устройством для опрессовки колонны труб в скважине, содержащим корпус с центральным каналом и седлом, установленную в
центральном канале корпуса с возможностью осевого перемещения втулку с радиальными каналами в верхней части, а также дополнительную втулку, установленную с возможностью ограниченного осевого перемещения коаксиально в центральном канале корпуса снаружи втулки, запорный и срезной элементы.
Новым является то, что дополнительная втулка снабжена сверху дополнительным седлом, а снизу дополнительным запорным элементом, при этом корпус снабжен внутренней цилиндрической проточкой, в которую установлен изолятор, исключающий взаимодействие корпуса с дополнительной втулкой в ее верхнем положении, причем изолятор снабжен срезным элементом, выполненным в виде кольца, фиксирующего дополнительную втулку в верхнем положении относительно корпуса, при этом изолятор и срезной элемент выполнены из диэлектрического материала, причем запорный элемент выполнен на верхнем конце втулки и имеет возможность взаимодействия с дополнительным седлом дополнительной втулкой, а дополнительный запорный элемент дополнительной втулки имеет возможность герметичного взаимодействия с седлом корпуса после разрушения срезного элемента и осевого перемещения дополнительной втулки в нижнее положение, причем втулка и дополнительная втулка выполнены из легко разрушаемого материала в следствии электрохимической коррозии в агрессивной среде при взаимодействии дополнительной втулки с корпусом.
На фигуре изображено предлагаемое устройством для опрессовки колонны труб в скважине в продольном разрезе.
Устройство для опрессовки колонны труб в скважине содержит корпус 1 с центральным каналом 2 и седлом 3, установленную в центральном канале 2 корпуса 1 с возможностью осевого перемещения втулку 4 с радиальными каналами 5 в верхней части, а также дополнительную втулку 6, установленную с возможностью ограниченного осевого перемещения коаксиально в центральном канале 2 корпуса 1 снаружи втулки 4.
Дополнительная втулка 6 снабжена сверху дополнительным седлом 7, а снизу дополнительным запорным элементом 8.
Корпус 1 снабжен внутренней цилиндрической проточкой 9, в которую установлен изолятор 10, герметично исключающий взаимодействие корпуса 1 с дополнительной втулкой 6 в ее верхнем положении. Изолятор 10 снабжен срезным элементом 11, выполненным в виде кольца, фиксирующего дополнительную втулку 6 в верхнем положении относительно корпуса 1. Изолятор 10 и срезной элемент 11 выполнены из диэлектрического материала (например, фторопласта) в виде единой детали.
Запорный элемент 12 выполнен на верхнем конце втулки 4 и имеет возможность взаимодействия с дополнительным седлом 7 дополнительной втулкой 6.
Дополнительный запорный элемент 8 дополнительной втулки 6 имеет возможность герметичного взаимодействия с седлом 3 корпуса 1 после разрушения срезного элемента 11 и осевого перемещения дополнительной втулки 6 в нижнее положение.
Втулка 4 и дополнительная втулка 6 выполнены из легко разрушаемого материала (например, магния) в следствии электрохимической коррозии в агрессивной среде (скважинной жидкости) при непосредственном взаимодействии дополнительной втулки 6 с корпусом 1, выполненного например из стали 45.
1
2
Корпус 1 и дополнительная втулка 6 относительно друг друга посажены с натягом, например корпус 1 имеет внутренний диаметр - D H7, а дополнительная втулка 6 наружный диаметр - D r6.
Устройство для опрессовки колонны труб в скважине работает следующим образом.
Устройство в сборе, как показано на фигуре, на конце опрессовываемой колонны труб 13 спускают в скважину. В процессе спуска опрессовываемой колонны труб 13, находящаяся в скважине жидкость приподнимает вверх втулку 4 относительно дополнительной втулки 6 до упора технологического кольцевого упора 14 втулки 6 в нижний торец дополнительной втулки 6, при этом жидкость, находящаяся в скважине перепускается снизу вверх через радиальные каналы 5 втулки 4, заполняя внутреннее пространство опрессовываемой колонны труб 13.
После спуска опрессовываемой колонны труб 13 на заданную глубину крепят ее верхний конец на опорном фланце устья (на фиг. не показано) скважины.
Далее производят обвязку опрессовываемой колонны труб 13 с насосным агрегатом и заполняют ее технологической жидкостью до устья.
После заполнения опрессовываемой колонны труб 13 технологической жидкостью начинают плавно создавать в ней избыточное давление, при этом запорный элемент 12 втулки 4 герметично садится на дополнительное седло 7 дополнительной втулки 6.
По мере роста избыточного давления, например при 4,0-5,0 МПа происходит разрушение срезного элемента 11, выполненного в виде кольца из диэлектрического материала, (например фторопласта).
В результате дополнительная втулка 6 под действием избыточного давления перемещается вниз и выходит из контакта с изолятором 10, находящимся во внутренней цилиндрической проточке 9 корпуса 1.
Перемещение дополнительной втулки 6 вниз относительно корпуса 1 продолжается до тех пор, пока дополнительная втулка 6 дополнительным запорным элементом 8 герметично не сядет на седло 3 корпуса.
Избыточное давление в опрессовываемой колонне труб 13 продолжают поднимать и доводят до намеченного опрессовкой согласно плана работ. Далее производят опрессовку колонны труб 13 с определенной выдержкой по времени.
После опрессовки давление в колонне труб 13 стравливают, при этом дополнительная втулка 8, также как и втулка 6, выполненная из магния остается в непосредственном контакте с корпусом 1, выполненным например, из стали 45, что ведет к электрохимической коррозии в агрессивной среде (скважинной жидкости), результатом которой является то, что дополнительная втулка 8 и втулка 6 разрушаются, при этом сохраняется проходное сечение диаметром - d (см. фиг.) колонны труб 13.
Предлагаемый клапан для опрессовки дополнительной обсадной колонны имеет простую конструкцию, в связи с чем, он является дешевым и легким в изготовлении, что позволяет сэкономить материальные и финансовые средства.