УСТРОЙСТВАО ДЛЯ ОПРЕССОВКИ КОЛОННЫ ТРУБ В СКВАЖИНЕ

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для опрессовки колонны труб в скважинах.
Известен опрессовочный пакер (патент RU №2153570, МПК 7 Е21В 33/12, опубл. в бюл. №21 от 27.07.2000 г.), включающий корпус, узел герметизации с упорным элементом, нижней втулкой и камерой уплотнения, перепускное устройство и обратный клапан, при этом он имеет клапанный узел со срезными элементами, шаровым клапаном и седлом под этот клапан в виде цилиндрической втулки, а корпус имеет кольцевой бурт ограничения перемещения нижней втулки, кольцевую проточку, ступенчатую кольцевую выточку и радиальные отверстия для установки срезных винтов, при этом перепускное устройство выполнено в виде золотника с внутренней ступенчатой выточкой, соответствующей внутренней ступенчатой выточке корпуса, пружиной и регулировочной гайкой, устанавливающей усилие пружины и длину хода золотника, а камера уплотнения образована уплотнительным элементом и кольцевой проточкой корпуса.
Наиболее близким по технической сущности является пакер (патент RU №2125148, МПК 7 Е21В 33/12, опубл. в бюл. №2 от 20.01.1999 г.), содержащий цилиндрический корпус с центральным осевым каналом и седлом на внутренней поверхности, установленный на корпусе уплотнительный элемент с нижней опорой и распорным кольцом, кожух, образующий внутренней поверхностью с наружной поверхностью корпуса кольцевое пространство, поршень, размещенный в кольцевом пространстве, подпружиненный толкатель, связанный с поршнем, клапанный узел, размещенный на седле корпуса и выполненный в виде подвижной в осевом направлении втулки с опорными сухарями, срезным элементом и седлом на верхнем торце, шаровой запорный элемент, установленный в седле втулки, при этом корпус выполнен с осевыми каналами, соединяющими кольцевое пространство с центральным осевым каналом, а срезной элемент установлен на втулке с возможностью ограничения продольного перемещения шарового элемента.
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, невозможность проведения опрессовки колонн труб малого диаметра в скважине (например, опрессовки колонны насосно-компрессорных труб диаметром 48 мм);
- в-третьих, 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 возможность опрессовки колонны труб малого диаметра в скважине, а также снижение металлоемкости конструкции и как следствие ее стоимости.
Поставленная техническая задача решается устройством для опрессовки колонны труб в скважине, содержащим посадочный инструмент, цилиндрический корпус с центральным осевым каналом и радиальными каналами, сообщающими наружное пространство цилиндрического корпуса с его центральным осевым каналом, установленный на корпусе уплотнительный элемент, седло.
Новым является то, что центральный осевой канал цилиндрического корпуса заглушен сверху, седло выполнено в виде верхнего торца сужения центрального канала опрессовочной муфты, установленной в составе обсадной колонны ниже интервала опрессовки, а уплотнительный элемент выполнен в виде втулки, герметично зафиксированной на цилиндрическом корпусе с нижней сферической фаской, выполненной с возможностью взаимодействия с седлом, причем радиальные каналы выполнены в виде верхнего и нижнего рядов, расположенных соответственно сверху и снизу втулки, а посадочный инструмент в виде стакана, зафиксированного срезными элементами на цилиндрическом корпусе сверху, герметично перекрывает верхний ряд радиальных каналов, и выполненного с возможностью после разрушения срезных элементов ограниченного перемещения вверх относительно цилиндрического корпуса с открытием верхнего ряда радиальных каналов, при этом посадочный инструмент оснащен сверху ловильной головкой, а ниже - центратором.
На фигуре в продольном разрезе изображено предлагаемое устройство.
Устройство для опрессовки колонны труб 1 в скважине (на фиг. не показано) содержит посадочный инструмент 2, цилиндрический корпус 3 с центральным осевым каналом 4 и радиальными каналами 5, сообщающими наружное пространство корпуса 3 с его центральным осевым каналом 4. На наружной поверхности цилиндрического корпуса 3 выполнена цилиндрическая канавка 6. На нижнем конце цилиндрического корпуса 3 установлен уплотнительный элемент 7, размещенный на седле 8.
Центральный осевой канал 4 цилиндрического корпуса 3 заглушен сверху. Седло 8 выполнено в виде верхнего торца сужения центрального канала 9 опрессовочной муфты 10, установленной в составе обсадной колонне 1 ниже интервала опрессовки.
Уплотнительный элемент 7 выполнен в виде втулки 11, герметично зафиксированной посредством уплотнительного кольца 12 на цилиндрическом корпусе 3, с нижней сферической фаской 13, выполненной с возможностью взаимодействия с седлом 8.
Радиальные каналы 5 выполнены в виде верхнего 14 и нижнего 15 рядов, расположенных соответственно сверху и снизу втулки 10.
Посадочный инструмент 2 в виде стакана 16, зафиксированного срезными элементами 17 на цилиндрическом корпусе 3 сверху, герметично перекрывет верхний ряд 14 радиальных каналов 5. Кроме того, после разрушения срезных элементов 17 посадочный инструмент 2, выполненный в виде стакана 16, имеет возможность ограниченного перемещения вверх относительно цилиндрического корпуса 3 в пределах ее цилиндрической канавки 6 с открытием верхнего ряда 14 радиальных каналов 4. Посадочный инструмент 2 оснащен сверху ловильной головкой 18, а ниже центратором 19.
Устройство для опрессовки колонны труб в скважине работает следующим образом.
Перед спуском устройства в колонну труб 1 производят его монтаж, причем нижний ряд 15 радиальных каналов 5 предназначен для установки в них монтажного инструмента при сборке устройства. Далее опрессовочную муфту 10, как показано на фигуре, спускают в составе колонны труб 1 в скважину.
После чего с устья скважины (на фиг. не показано) в колонну труб 1 сбрасывают посадочный инструмент 2 в виде стакана 16 и цилиндрический корпус 3 с уплотнительным элементом 7, выполненным в виде втулки 11, герметично зафиксированной посредством уплотнительного кольца 12 на цилиндрическом корпусе 3 с нижней сферической фаской 13, как показано на фигуре. В процессе спуска цилиндрический корпус 3 и уплотнительный элемент 7 центрируются относительно колонны труб 1 посредством центратора 19, выполненного на посадочном инструменте 2.
При достижении цилиндрическим корпусом 3 интервала опрессовки колонны труб 1 уплотнительный элемент 7, выполненный в виде втулки 11 с нижней сферической фаской 13, герметично садится на седло 8, выполненное в виде верхнего торца сужения центрального канала 9 опрессовочной муфты 10, при этом центратор 19 центрирует цилиндрический корпус 3 относительно седла 8.
Колонну труб 1 доливают технологической жидкостью и производят ее опрессовку. После проведения опрессовки, согласно утвержденного плана работ, давление в колонне труб 1 сбрасывают.
Далее в колонну труб 1, например, на кабеле спускают ловильный инструмент (на фиг. не показано) и производят захват посадочного инструмента 2 за его ловильную
головку 18. После этого кабель натягивают вверх, при этом, при достижении определенной нагрузки (например, 400 Н) разрушаются срезные элементы 17 и посадочный инструмент 2, выполненный в виде стакана 16, ограничено перемещается вверх относительно цилиндрического корпуса 3 в пределах ее цилиндрической канавки 6, при этом открывается верхний ряд 14 радиальных каналов 5 и жидкость в колонне труб 1 перепускается снизу вверх из сужения центрального канала 9 опрессовочной муфты 10 сквозь центральный осевой канал 4 цилиндрического корпуса 3 и верхний ряд 14 радиальных каналов 5 в колонну труб 1 выше цилиндрического корпуса 3.
Производят выдержку по времени 3-5 минут, в течении которого давление в колонне труб 1 над и под устройством выравнивается, после чего посадочный инструмент 2 с цилиндрическом корпусом 3 и уплотнительным элементом 7 извлекают на поверхность.
Предлагаемое устройство позволяет произвести опрессовку в колоннах труб малого диаметра, а снижение металлоемкости конструкции ведет к экономии материальных и финансовых средств на его изготовление.