Устройство для перекрытия ствола скважины

Устройство для перекрытия ствола скважины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕКРЫТИЯ СТВОЛА СКВАЖИНЫ, включающее корпус, чувствительный элемент, обратный клапан, связанный с поршнем, и цилиндр с управляющим золотником, о т лишающееся тем, что, с целью обеспечения автоматического срабатывания его по положению уровня жидкости в стволе скважины, чувст-. вительный элемент выполнен в виде штока с двумя регулируемыми упорами, установленными с возможностью взаимодействия с управляющим золотником, снабженным системой подпружиненных ломающихся рычагов, корпус имеет герметичную камеру, в которой размещен о нижний конец штока, причем последний (Л подпружинен.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ, РЕСПУБЛИН (19) (11) (51) Е 21 В 4 00

I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИЙ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3257248/22-03 (22) 25.12.80 (46) 23.06.83. Бюл.М 23 (72) О.Г. Гафуров, П.Б. Кузнецов, А.А. Петросянц, А.В. Семеновых и А.Ф. Сказыткин (71) Московский ордена Октябрьской .

Революции и ордена Трудового Красного

Знамени институт нефтехимической и газовой промышленности им. И.М. Губ кина (53) 622 276.5 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР и" 184207, кл. Е 21 В 33/12, 1965.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Н 2648418/03, кл. Е 21 В 43/00, 1978 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕКРЫТИЯ

СТВОЛА СКВАЖИНЫ, включающее корпус, чувствительный элемент, обратный клапан, связанный с поршнем, и цилиндр с управляющим золотником, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что; с целью обеспечения автоматического срабатывания его по положению уровня жидкости в стволе скважины, чувствительный элемент выполнен в виде штока с двумя регулируемыми упорами, установленными с воэможностью взаимодействия с управляющим золотником, снабженным системой подпружиненных ломающихся рычагов, корпус имеет герметичную камеру, в которой размещен а

Я нижний конец штока, причем последний подпружинен.

1024583

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для перекрытия ствола нефтяных скважин перед подземным ремонтом. 5

Известны устройства для перекрытия ствола скважины перед подземным ремонтом (пакеры отсекатели), содержащие пакерующий элемент, обратный клапан и систему управления послед". ним )1 J

Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для перекрытия ствола скважины, содержащее корпус, чувствитель- 15 ный элемент, обратный клапан, связанный с поршнем, цилиндр которого связан с управляющим золотником (2j

Однако в известных устройствах управление обратным клапаном осущест- 20 вляется по перепаду давления (по разности давлений под пакером и над пакером) . При этом давление над пакером, которое определяется высотой столба жидкости над пакером, в большинстве случаев может быть определено с достаточно высокой точностью. Давление под пакером (забойное давление) известно только приблизительно, так как оно зависит от пластового давления и от потерь давления в призабойной зоне скважины. Значения обоих . этих параметров обычно известны только ориентировочно и могут меняться эа время эксплуатации скважины в весьма широких пределах. Поэтому при управлении обратным клапаном по перепаду давления отсутствует возможность точной системы управления обратным клапаном.

4О

В известных устройствах система управления обратным клапаном смонтирована над клапаном, что делает невозможным принудительное открытие клапана механическим путем (например, с помощью штанги) при отказе системы автоматики или в случае необходимости выполнить забойные измерения.

В известных устройствах применено эолотниковое распределение пластовой жидкости (через радиальные окна во взаимоперемещающихся штоке и гильзе) . При такой конструкции невозможно применять эластичные уплотнения, так как они срезаются о края распределительных окон при перемещении взаимодействующих деталей. Герметизация же пары шток-гильза за счет точной подгонки (притирка, селективная сборка) деталей друг к другу (по типу эолотниковых пар) не обеспечивает нормальной работы пары из-за наличия в пластовой жидкости механических примесей. Попадание последних в зазор пары неизбежно приводит к отказу системы автоматики вследствие заклинивания.

Целью изобретения является обеспечения автоматического срабатывания устройства по положению уровня жидкости в стволе скважины.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для перекрытия ствола скважины, включающем корпус, чувствительный элемент, обратный клапан, связанный с поршнем, и цилиндр с управляющим золотником, чувствительный элемент выполнен в виде штока с двумя регулируемыми упорами, установленными с воэможностью взаимодействия с управляющим золотником, снабженным системой подпружиненных ломающихся рычагов, корпус имеет герметичную камеру, в которой размещен нижний конец штока, причем последний подпружинен.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - схема работы золотника и механизма его фиксации.

Устройство содержит всасывающую сетку 1, обратный клапан 2, пружину

3 обратного клапана, верхнюю камеру

4, гладкий шток 5, пружину 6 гладкого штока, нижний упор 7, двухпозиционный золотник 8, пружины 9 механизма фиксации, нижнюю камеру 10 рабочей жидкости, поршень 11 обратного клапана, ломающийся рычаг 12 механизма фиксации золотника, верхний упор

13, резьбовую головку 14 для соединения с пакером типа ПНГО или ППГО.

Устройство работает следующим образом.

С помощью колонны труб, снабженной в нижней части специальным толкателем, устройство, соединенное через резьбовую головку 14 со стандартным пакером типа ПНГО или ППГО, опускается в эксплуатационную колонну скважины. Во время этой операции наконечник толкателя отжимает обратный клапан 2 от седла, обеспечивая свободное перетекание жидкости из-под пакера наверх через всасывающую сетку 1 и клапан 2, 10245

После достижения заданной глубины, заякоривания пакера и извлечения монтажной колонны в скважину опускают какое-либо устройство для откачки тяжелой жидкости, например погружной электронасос. Так как после извлечения толкателя обратный клапан 2 под действием пружины 3 закрывается, то по мере работы электронасоса уровень жидкости в скважине 10 падает и, соответственно, падает давление в верхней камере 4, Шток под действием пружины 6 перемещается вверх, и при достижении расчетного давления упор 7, закрепленный на 15 штоке 5, нажимает на нижний торец золотника 8, смещая последний вверх.

Так как в начальный момент золотник 8 находится в крайнем нижнем щ положении (позиция 1, на фиг. 2), пружины 9 механизма фиксации имеют максимальную длину. По мере движения штока 5 пружины 9 сжимаются, а после смещения золотника 8 на величину перекрытия окон начинается поступление рабочей жидкости из камеры 10 (где в этот начальный момент жидкость находится под пластовым давлением) под поршень 11 гидроцилиндра обратного клапана 2 (позиция П).

Проходные сечения каналов и окон золотникового распределителя рассчитаны таким образом, что при любых реальных сочетаниях давлений и скорос35 тей откачки жидкости из скважины за время,.в течение которого золотник перемещается из позиции П в позицию Ш, обеспечивается полное заполнение гидроцилиндра обратного клапана, В позиции Ш ломающийся рычаг 12 находится в положении неустойчивого равновесия и после прохождения позиции Ш золотник 8 пружинами

83 4

9 перебрасывается в позицию У. 8 позиции У золотник 8 своими кромками перекрывает перепускные каналы, . запирая жидкость в гидроцилиндре: клапан 2 остается открытым, обеспечивая поступление продукции скважи- . ны из-под пакера к приемной сетке. насоса.

Назначение устройства - перекрыть ствол скважины, не допустив перелива пластовой жидкости через устье .скважины в случае, например, выхода из строя погружного электронасоса и необходимости проведения подземного ремонта. В этом случае устройство для перекрытия ствола скважины. работает следующим образом.

При прекращении откачки, уровень жидкости в скважине начинает повышаться. По мере роста давления шток

5 смещается вниз, сжимая пружину 6, в результате этого процесса упор 13 гладкого штока приходит в соприкосновение с золотником 8. Так как в этот момент камеры 10 и 4 находятся прак- тически под одним и тем же давлением (величины этих давлений отличаются толь ко на величину гидравлических потерь во всасывающей сетке 1 и клапане 2), то при достижении золотником позиции 1У пружина 3 смещает вверх поршень 11, вытесняя жидкость из гидроцилиндра в нижнюю камеру 10.

Обратный клапан 2 закрывается, пере- .. крывая приток жидкости из пласта к устью скважины.

В устройстве все механизмы системы управления обратным клапаном работают в масляной ванне и герметично отделены от пластовой жидкости эластичными диафрагмами. Эта особенность обеспечивает высокую надежность системы автоматики, а следовательно, и всего устройства.

1024583

1024583

VСоставитель В. Борискина

Техред О.Неце Корректор В. Гирняк

Редактор О. Бугир

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 4355/29 Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

133035, Москва, Ж"35, Раушская наб., д. 4/5