Устройство для установки герметизирующего элемента в скважине

Устройство для установки герметизирующего элемента в скважине

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(51)4 E 21 В 33/12, 23/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ у

1 . 1 @ДЙ ф

С@ сФ

М

4Р ц%

7У, ф + "ф

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4109591/22-03 (22) 18.08.86 (46) 23.11 .88. Бюл. У 43 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических методов исследований, испытания и контроля нефтегазораэведочных скважин (72) П.А.Бродский, В.В.Пустов и Г;Д.Стовбур (53) 622.245.4(088.8) (56) Патент США У 3125162, кл. 166-123, опублик. 1964.

Авторское свидетельство СССР

N - 1216328, кл. E 21 В 33/12, 1984 ° (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСТАНОВКИ ГЕРМЕТИЗИРУЮЩЕГО ЭЛЕМЕНТА В СКВАЖИНЕ (57) Изобретение относится к нефте" газодобывающей прам-сти и позволяет повысить надежность работы устр-ва и обеспечить безопасность извлечения его нз скважины. Устройство содержит корпус ) с каналами 2-5 воздушной камерой 9 и радиальным цилиндром 10, гндроцилиндр 13 с размещенным в нем силовым поршнем 14,образующим заполненную,жидкостью надпоршневую .полость 15, сообщенную через каналы 2-4, реле времени 6, клапан 7 с воздушной камерой (ВК) 9. С поршнем 14 жестко соединен хвостовик 19 с разъемной опорой 18. Между нижним торцом гидроцилиндра 13 и опорой 18 установлен герметизирующий элемент 16 с оправ.кой 17. Цилиндр 10 имеет пробку-клапан 11 в виде трехпоэиционного золотника с кольцевой проточкой для сообщения надпоршневой полости гидроципиндра с ВК 9 через цилиндр 10 в среднем положении золотника. При движении поршня 14 вверх элемент 1 6 при„.Я0„„4392O9 жимается к стенкам скважины, а квостовик 19 рассоединяется с опорой 18 и элементом 16, после чего устр-во поднимается на поверхность. При sae:ренин клапана 7 реле 6 в целях пре-. дохранения прихвата устр-ва переводит пробку-клапан 11 в среднее положение, жидкость перетекает в ВК 9, Далее операции повторяются по вышеописанной схеме, 3 ил.

1439209

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для установки герметизирующих элементов в скважинах, Цель изобретения — повышение надежности работы устройства и обеспечение извлечения его из скважины.

На фиг.) представлено устройство в исходном положении при спуске его )0 и скважину на место установки герметизирующего элемента, общий вид; на

° фиг.2 — пробка-клапан устройства в среднем положении, на фиг.З вЂ” пробка-клапан во втором крайнем (пра- )5 вом) доложении.

Устройство (фиг.1) содержит корпус l с каналами 2-5, гидравлическое реле 6 времени с клапаном 7, управляемым соленоидом 8, воздушной камерой 9, радиальным цилиндром )О, в котором установлены пробка-клапан 11 в виде трехпозиционного золотника с кольцевой проточкой и срезные элементы 12. С корпусом .1 жестка соединен гидроцилиндр 13, в котором размещен силовой поршень )4, образующий с гидроцилиндром 13 заполненную несжимаемой жидкостью полость 15, сообщающую" ся через каналы 1-4, реле 6 времени и открытый клапан 7 с воздушной камерой 9, а через дополнительный канал 5 - с радиальным цилиндром 10, Герметизирующий элемент l 6 размещен на оправке 17 между гидроцилиндром )335 и опорой 18, разъемно установленной на хвостовике 19 силового поршня 14, образующей с хвостовиком 19 воздушную полость 20, Головка 2.1 устройства имеющая тягу 22, соединена с ка- 40 белем 23 и посредством срезных штифтов 24 - с корпусом ) устройства, Тяга 22 служит для закрепления пробки-клапана ll в первом (левом) крайнем положении в радиальном цилинд- 45 ре 10, причем в среднем положении пробки-клапана ll надПоршневая полость l 5 сообщается с воздушной камерой 9, а во втором (правом) крайнем положении — с пространством за M корпусом l устройства, Перед спуском устройства в скважину силовой поршень 14 устанавливается в нижнее положение, а пробка; клапан )1 в исходное состояние, кото-55 рое фиксируется тягой 22. Полость 15, каналы 2,3 и 5 и радиальный цилиндр 10 заполняются несжимаемой жидкостью, Клапан 7 устанавливается в закрытое положение, препя тс тв ующее перетек анию жидкости в канал 4 и воздушную камеру 9. Герметизирующий элемент )6 с оправкой 17 устанавливается на нижьем торце гидроцилиндра 13. Нижняя опора 18 устанавливается на уплотняемую поверхность хвостовика )9 силового поршня и поджимает герметизирующий элемент 1 6 и оправку )7 к нижнему торцу гидроцилиндра )3. Головка 2) устройства посредством срезных штифтов 24 соединяется с корпусом ), после чего устройство готово к спуску в скважину. При нахождении устройства в скважине гидростатическое давление скважинной жидкости прижимает опару 18 к хвостовику )9 силового поршня и стремится сжать жидкость в полости 15„ Поскольку жидкость несжимаема и находится в герметизированном пространстве, то ее давление также равно гидростатическому давлению скважинной жидкости и силовой поршень 14 остается неподвижным, После спуска устройства на место установки по кабелю 23 на соленоид 8 подается электрический ток. Сердечник соленоида перемещается, открывая клапан 7 и сообщая каналы 3 и 4. Давление в полости 15 снижается и силовой поршень )4 начинает под воздейст вием действующего на него перепада давления перемещаться вверх. Усилие перемещения силового поршня равно .: произведению уплотняемой площади си.,лового поршня на действующий на него перепад давления. Герметизирующий элемент )6 конструктивно выполнен так, что его сопротивление сжатию меньше, чем усилие прижатия нижней опоры 18 к хвостовику )9 силового поршня, поэтому при перемещении силового поршея )4 происходит деформирование герметизирующего элемента 16 и его при жатие к стенкам скважины. По мере перемещения силового поршня 14 жидкость из полости 15 вытесняется в воздушную камеру 9 через гидравлическое реле 6, что ликвидирует динамические нагрузки на элементы устройства. После деформирования герметизирующего элемента 16 происходит касание нижнего торца оправки 17 и верхнего торца опоры 18, что вызывает остановку перемещения опоры 18, Перемещение силового поршня 14 и хвостовика )9 силового поршня продолжается, поскольку конструктивно выполняется

)439209 превышение уплотняемой площади силового поршня 14 над уплотняемой площадью хвостовика 19 силового поршня, а следовательно и усилие перемещеУ

5 ния силового поршня 14 больше усилия прижатия хвостовика )9 силового поршня к опоре 18. При продолжающемся перемещении вверх силового поршня )4 происходит рассоединение хностовика 1910 силового поршня от опоры 18 и уста новленного к скважине герметизирующего элемента 16. После этого натяжением кабеля 23 устройство поднимается на поверхность. 15

Если в случае засорения клапана 7 гидравлического реле 6 или перегорания обмотки соленоида 8 в процессе деформирования герметизирующего элемента 16 силовой поршень )4 не прихо- 2р дит в верхнее положение и не достигается разуплотнение опоры 18 от хвостовика 19 силового поршня, то может возникнуть прихват устройства в сква жине. При этом производится натяжение 25 кабеля 23 с усилием, необходимым для разрушения срезных штифтов 24. При этом головка 21 устройства вместе с тягой 22 перемещается вверх на величину свободного хода и освобождает пробку клапан )) . При продолжающемся натяжении кабеля 23 давление жидкости в полости ) 5 (а следовательно, и в канале 5 и в радиальном цилиндре 10 под пробкой-клапаном ))) ока35 эынается ниже гидростатического давления скважинной жидкости, Величина действующего на пробку-клапан )) перепада давления ранна частному от деления усилия натяжения кабеля на 4п упло:няемую площадь силового .поршня 14, Под воздействием перепада давления пробка-клапан 1) перемещается в среднее положенче до упора торцом в срезные элементы .12 (фиг.2). Не- 45 сжимаемая жидкость из полости 15 через канал 2 и проточку на пробкеклапане )) перетекает в воздушную камеру 9, Дальнейшее деформирование герметизирующего элемента )6, разуплотнение опоры ) 8 от хвостовика )9 силового поршня и извлечение устройства на поверхность производится обычным путем, В случае прихвата опоры 18 при установке герметизирующего элемента 16 на деформированном участке ствола скважины также может возникнуть прихват устройства, При этом наДля последующего использонания устройства по установке герметизирующего элемента к скважиче жидкость из его воздушной камеры 9 перекачинается в полость )5 сит;:.вой и р-. шень )4 перемещается в нижне- ;:оло-жение, пробка-клапан 11 устанавливается в исходное положение i. фиксиру." ется тягой 22. Новый герметизирую-щий элемент )6 с оправкой 17 устанав-. ливается на нижнем торце гидроцилинцра )3, а на уплотняемую поверхность хвостовика ) 9 силового поршня 14 у.— танавливается спора )8, Устанавливаются .срезные элементы ) а "оленка 2) устройства соединяется " корпу= сом 1 штифтами 24, изобретения

Ф о р м ул а

Устройство для устанонки герметизирующего элемента н скважине. содержащее корпус с каналами и воздушной камерой, жестко соединеннЫй с корпусом гидроцилиндр с размещенным н нем силовым поршнем, образующим с гидроцилиндром заполненную жидкостью надпоршневую полость, сообщающуюся через каналы, реле времени клапан с воздушной камерой, соединен !ый жестко с силовым поршнем хностоник-. с разъемной опорой, и установленный между нижним торцом гидрац-линдра и разъемной опорой хвбстовика герметизирующий элемент с оправкой, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства и обеспечения ба"-.опасного извлечения его из скважины ч корпусе выполнен дополнительный канаю и радиальный цилиндр с пробкой-клапаном в виде трехгозиционного золотника с кольцевой проточкой для сообщетяжение кабеля 23 производится с увеличенным усилием, достаточным для того чтобы действующий на пробку-клапан ) 1 перепад давления разрушить срезные элементы )2, При этом пробка-клапан ll перемещае-.ся в крайнее положение (фиг.3). Полость )5 и канал 2 сообщаются со скважиной. При дальнейшем натяжении кабеля 23 устройство поднимается на понерхность,а на месте остается частично деформированный герметизирующий элемент 16 на оправке 17 и силовой поршень 14 с хвостовиком 19 и опорой 18, 5 !439209 6 ния надиоршневой полости гидроцилинд- лотнпка, а для сообщения ее со сквара с воздушной камерой через радиаль- жиной — в крайнем положении зо»отный цилиндр в среднем положении зо- ника, 22

УиР. 2

Редактор И.Бугренкова

Заказ б047/29 Тираж 531 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

11

22

Составитель Л,Фарукшин

Техред M.Лидык Корректор В.Романенко