Устройство для перекрытия зон осложнения бурения в скважине

Устройство для перекрытия зон осложнения бурения в скважине

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для перекрытия зон осложнения бурения в скважинах.

Известно устройство для изоляции зон осложнения бурения в скважинах, содержащее перекрыватель из профильных и цилиндрических труб, на нижнем конце которого установлен башмак с шаровым обратным клапаном и резьбой для отсоединения его от перекрывателя (патент РФ №2208125, кл. МПК Е 21 В 29/10, 2003 г.). Причем шар клапана расположен в боковом углублении и подпружинен.

Недостатком этого устройства является низкая работоспособность, поскольку не всегда удается отсоединить башмак от перекрывателя из-за повреждения его резьбы развальцевателем при одновременном развальцовывании перекрывателя и ввинчивании ниппельной резьбы развальцевателя в муфтовую резьбу башмака. Кроме того, вследствие попадания в башмак скважинного шлама, затруднен выход запорного элемента обратного клапана из углубления в стенке башмака, а также не обеспечивается герметичное закрытие клапана, что затрудняет создание необходимого давления при расширении труб перекрывателя.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и количеству совпадающих существенных признаков является устройство для перекрытия зоны осложнения бурения в скважине, включающее перекрыватель из профильных и цилиндрических труб, на нижнем цилиндрическом участке которого закреплен башмак с элементом для отсоединения его от перекрывателя, и развальцеватели, нижний из которых соединен с верхним концом перекрывателя и имеет приспособление для взаимодействия с элементом для отсоединения башмака, узел соединения развальцевателей с колонной бурильных труб и обратный клапан, содержащий седло (авт. свид. СССР №1712581, кл. МПК Е 21 В 29/10, 33/13, 1992 г.).

Недостатками этого устройства являются ограниченность его функциональных возможностей и низкая работоспособность. Так, в случае установки обратного клапана с шаровым запорным элементом в башмаке, невозможно осуществлять промывку скважины, следствием чего является попадание во внутреннюю полость перекрывателя и пространство за его наружной стенкой шлама, в результате чего становится невозможным не только герметичное закрытие клапана, но и установка перекрывателя или даже недоспуск его до необходимого интервала, особенно в горизонтальных и наклонно-направленных скважинах. Осуществление другого варианта, когда шар сбрасывают в трубы после спуска перекрывателя в скважину, также не всегда возможно, поскольку конструкции некоторых развальцевателей, например, наиболее работоспособных, со сферическим вальцующим элементом, не позволяют осуществлять эту операцию из-за отсутствия проходного канала необходимой величины.

Кроме того, в известном устройстве башмак при отсоединении от перекрывателя падает на забой скважины, что создает дополнительные трудности, связанные с его последующим разбуриванием.

Технической задачей изобретения является расширение технологических возможностей устройства и повышение его работоспособности.

Это достигается тем, что в описываемом устройстве для перекрытия зон осложнения бурения в скважине, включающем перекрыватель из профильных и цилиндрических труб, на нижнем цилиндрическом участке которого закреплен башмак с элементом для отсоединения его от перекрывателя, и развальцеватели, нижний из которых соединен с верхним концом перекрывателя и имеет приспособление для взаимодействия с элементом для отсоединения башмака от перекрывателя, узел соединения устройства с колонной бурильных труб и шаровой обратный клапан, содержащий седло, согласно изобретению седло шарового обратного клапана размещено над перекрывателем и выполнено с перекрестными каналами, одни из которых служат для сообщения полости колонны бурильных труб с затрубным пространством, а другие - с полостью перекрывателя; элемент для отсоединения башмака от перекрывателя выполнен в виде двухступенчатого выступа, на нижней ступени которого выполнены продольные шлицы, а на верхней - кольцевые канавки, при этом приспособление нижнего развальцевателя для взаимодействия с элементом для отсоединения башмака от перекрывателя выполнено в виде колпака, в который ввинчена втулка с торцевыми выступами и прорезями, соответствующими шлицам нижней ступени выступа башмака, и имеющая кольцевые канавки с вмонтированными в них стопорными элементами в виде разрезных пружинных колец, выполненных с возможностью взаимодействия с кольцевыми канавками верхней ступени выступа башмака при отсоединении его от перекрывателя.

Это позволяет расширить технологические возможности и повысить работоспособность устройства за счет обеспечения возможности промывки скважины при спуске в нее устройства при использовании в его компоновке развальцевателей различных модификаций.

На фиг.1 показано устройство для перекрытия зон осложнения бурения в скважине в транспортном положении (разрез); на фиг.2 - вид "Б" на фиг.1 (увеличено); на фиг.3 - сечение А-А на фиг.1 (увеличено); на фиг.4 - устройство после перекрытия зоны осложнения бурения в скважине.

Устройство для перекрытия зон осложнения бурения в скважине содержит перекрыватель 1 (фиг.1), скомпонованный из профильных 2 и цилиндрических 3 труб. На нижнем цилиндрическом участке 4 с помощью резьбы 5 закреплен башмак 6 с элементом для отсоединения его от перекрывателя 1, выполненным в виде двухступенчатого выступа 7, на нижней ступени которого выполнены продольные шлицы 8 (фиг.1, 3), а на верхней - кольцевые канавки 9. Верхний конец перекрывателя 1 с помощью правой сквозной резьбы 10 соединен посредством переходника 11 с нижним развальцевателем 12 со сферическим вальцующим элементом 13, снабженным приспособлением для взаимодействия с элементом для отсоединения башмака 6 от перекрывателя 1, выполненным в виде колпака 14 (фиг.1, 2), в который ввинчена втулка 15 с торцевыми выступами 16 и прорезями 17, соответствующими шлицам 8 нижней ступени выступа 7 башмака 6, и имеющая кольцевые канавки 18 с вмонтированными в них стопорными элементами в виде разрезных пружинных колец 19. Верхний развальцеватель 20 (в примере роликового типа) соединен с нижним развальцевателем 12 переходником 11 и имеет узел 21 для соединения устройства с колонной бурильных труб (не показана), в котором установлено седло 22 для шарового обратного клапана 23 с перекрестными каналами 24 и 25, первые из которых предназначены для сообщения полости колонны бурильных труб с затрубным пространством, а другие - с полостью 26 перекрывателя 1 через проходные каналы 27 и 28 соответственно верхнего 20 и нижнего 12 развальцевателей. Концы перекрывателя снабжены наружными герметизирующими средствами 29.

Работает устройство следующим образом.

Устройство заполняют буферной жидкостью, например гидрофобной водонефтяной эмульсией, с помощью узла 21 присоединяют к колонне бурильных труб и спускают в скважину, в интервал установки перекрывателя 1. При этом через каналы 24 происходит заполнение колонны бурильных труб скважинной жидкостью и, при необходимости, производят промывку скважины с одновременным выравниванием параметров промывочной жидкости с учетом условий в скважине.

Затем в бурильные трубы сбрасывают шаровой клапан 23, который, достигая седла 22, перекрывает каналы 24; после чего нагнетанием жидкости через каналы 25 в устройстве создают давление, под действием которого профильные трубы 2, расширяясь, прижимаются к стенкам скважины (фиг.4). Далее вращением колонны бурильных труб вправо вывинчивают переходник 11 с нижним развальцевателем 12 из резьбы 10 верхнего конца перекрывателя 1 и, создавая нагрузку, развальцовывают резьбовые соединения, а также недожимы, оставшиеся после расширения профильных труб 2 внутренним давлением. При этом верхний развальцеватель 20 развальцовывает цилиндрические трубы 3 и калибрует весь перекрыватель 1 до плотного прижатия стенок всех его труб к стенкам скважины. Герметизирующие средства 29 усиливают надежность перекрытия зоны осложнения бурения скважины. По достижении вальцующим элементом 13 башмака 6 его колпак 14 начинает взаимодействовать с элементом для отсоединения башмака 6 от перекрывателя 1, в процессе которого торцевые выступы 16 и прорези 17 втулки 15 (фиг.3) входят в зацепление со шлицами 8 нижней ступени выступа 7 башмака 6, а разрезные пружинные кольца 19, западая в кольцевые канавки 9 верхней ступени выступа 7, захватывают башмак 6, который при дальнейшем вращении развальцевателей 12 и 20 вывинчивается из резьбы 5 нижнего цилиндрического участка 4 перекрывателя 1.

Далее скважину испытывают с целью определения качества изоляции зоны осложнения бурения и поднимают из нее развальцеватели. При этом жидкость из бурильных труб сливается в скважину по проходным каналам 27 и 28 развальцевателей 12 и 20.

Изобретение позволяет расширить технологические возможности устройства при использовании в нем развальцевателей различной конструктивной модификации и повысить работоспособность за счет исключения попадания шлама в его внутреннюю полость и клапанный узел.

Устройство для перекрытия зон осложнения бурения в скважине, включающее перекрыватель из профильных и цилиндрических труб, на нижнем конце которого закреплен башмак с элементом для отсоединения его от перекрывателя, и развальцеватели, нижний из которых соединен с верхним концом перекрывателя и имеет приспособление для взаимодействия с элементом для отсоединения башмака от перекрывателя, узел соединения устройства с колонной бурильных труб и шаровой обратный клапан, содержащий седло, отличающееся тем, что седло шарового обратного клапана размещено над перекрывателем и выполнено с перекрестными каналами, одни из которых служат для сообщения полости колонны бурильных труб с затрубным пространством, а другие - с полостью перекрывателя, элемент для отсоединения башмака от перекрывателя выполнен в виде двухступенчатого выступа, на нижней ступени которого выполнены продольные шлицы, а на верхней - кольцевые канавки, при этом приспособление нижнего развальцевателя для взаимодействия с элементом для отсоединения башмака от перекрывателя выполнено в виде колпака, в который ввинчена втулка с торцевыми выступами и прорезями, соответствующими шлицам нижней ступени выступа башмака, и имеющая кольцевые канавки с вмонтированными в них стопорными элементами в виде разрезных пружинных колец, выполненных с возможностью взаимодействия с кольцевыми канавками верхней ступени выступа башмака при отсоединении его от перекрывателя.