Башмак для установки профильного перекрывателя в скважине

Башмак для установки профильного перекрывателя в скважине

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к устройствам для установки профильных перекрывателей при изоляции ими зон осложнений бурения.

Известен башмак для установки профильных перекрывателей в скважинах (патент РФ №2187619, С2, МПК 7 Е21В 29/10, опубл. в бюл. №23 от 20.08.2002 г.), включающий корпус с центральным проходным каналом, в котором размещено седло с клапаном. Клапан в центральном канале корпуса установлен неподвижно и снабжен фиксатором, а седло клапана телескопически соединено с корпусом с помощью временного разрушаемого соединения и имеет внутренний выступ, взаимодействующий с фиксатором клапана при перемещении седла внутри корпуса для фиксации башмака в рабочем положении.

Недостатками данного башмака являются сложность конструкции и низкая работоспособность, поскольку вследствие попадания в башмак скважинного шлама затруднено перемещение седла относительно клапана и его фиксация в рабочее положение, что может затруднить создание необходимого давления для расширения перекрывателя.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является башмак для установки профильного перекрывателя в скважине (патент RU №52904 U1, МПК Е21В 29/10, опубл. в бюл. №12 от 27.04.2006 г.), включающий корпус с центральным проходным каналом, в котором размещено седло клапана, соединенное с корпусом с помощью временного разрушаемого соединения с возможностью фиксации в рабочем положении при помощи взаимодействия пружинного фиксатора с кольцевым выступом. Кольцевой выступ расположен на внутренней стенке корпуса выше седла, которое заглушено снизу, снабжено боковыми каналами, выполненными с возможностью герметичного перекрытия корпусом в рабочем положении, и наружной кольцевой выборкой под пружинный фиксатор.

Недостатком этого башмака является возможное непрохождение профильного перекрывателя в скважинах с кавернами и уступами, в результате чего требуется подъем профильного перекрывателя из скважины и дополнительная проработка ствола, что в конечном итоге ведет к дополнительным затратам времени и средств на ликвидацию зон осложнений бурения.

Технической задачей предлагаемого изобретения является снижение затрат времени и материальных средств при установке профильного перекрывателя в скважинах с кавернами и уступами, в результате чего не требуется дополнительная проработка ствола и сокращается количество спуско-подъемных операций.

Техническая задача решается башмаком для установки профильного перекрывателя в скважине, включающим корпус с центральным проходным каналом с седлом и расположенным выше кольцевым выступом, полый клапан, заглушенный снизу, оснащенный боковыми каналами, расположенный в центральном канале с возможностью продольного перемещения вверх до взаимодействия с седлом, зафиксированный в нижнем положении разрушаемым соединением и оснащенный пружинным фиксатором, взаимодействующим с кольцевым выступом с фиксацией в верхнем положении, причем боковые каналы выполнены с возможностью герметичного перекрытия корпусом в верхнем положении.

Новым является то, что клапан выполнен сборным, состоящим из наружной втулки с разрушаемым соединением и пружинным фиксатором и сердечника с расположенными ниже боковыми каналами, выполненными тангенциально, причем сердечник вставлен в наружную втулку с возможностью вращения.

Новым является также то, что сердечник оснащен снизу конусом, сужающимся вниз, с винтовыми наружными пазами.

На фиг.1 показан башмак для установки профильного перекрывателя в скважине; на фиг.2 - сечение А-А фиг.1.

Башмак для установки профильного перекрывателя в скважине (фиг.1) включает корпус 1, в котором размещен сборный клапан, состоящий из наружной втулки 2 и сердечника 3, причем сердечник 3 вставлен в наружную втулку 2 с возможностью вращения. На внутренней поверхности корпуса 1 расположено седло 4, выше которого находится кольцевой выступ 5. Наружная втулка 2 клапана имеет кольцевую выборку 6 под пружинный фиксатор 7 и соединяется с корпусом 1 с помощью временного разрушаемого соединения 8 (например, срезного штифта), которое фиксирует клапан в нижнем положении. Сердечник 3 клапана снабжен боковыми каналами 9 (фиг.1, фиг.2), которые выполнены тангенциально и герметично перекрываются корпусом 1 (фиг.1) в верхнем положении, при взаимодействии пружинного фиксатора 7 с кольцевым выступом 5, при этом несанкционированные перетоки жидкости исключаются уплотнительными кольцами 10. Сердечник 3 снизу оснащен конусом 11, сужающимся вниз, с винтовыми пазами 12. Технологические соединения конструктивных элементов на фиг.1 и 2 не показаны.

Наружная втулка 2 или сердечник 3 клапана могут выполняться сборными и изготавливаться из легкоразбуриваемого материала, например, чугуна для осуществления возможности дальнейшего бурения скважины.

Башмак работает следующим образом. Корпус 1 (фиг.1) башмака жестко (например, сваркой) присоединяют к профильному перекрывателю 13 (показан условно), который на колонне бурильных труб (не показано) спускают в скважину. В случаях непрохождения профильного перекрывателя 13 в скважине из-за наличия каверн или уступов, включают буровые насосы (не показаны) и осуществляют промывку ствола скважины. При этом нагнетаемая жидкость циркулирует по колонне бурильных труб, профильному перекрывателю 13, далее через боковые каналы 9 (фиг.1, фиг.2) сердечника 3 (фиг.1) и по затрубному пространству изливается на поверхность скважины. Благодаря тангенциальному расположению боковых каналов 9 (фиг.2), сердечник 3 (фиг.1), вставленный в наружную втулку 2, начинает вращаться, при этом конус 11 с винтовыми пазами 12 выходит из каверны или уступа и спуск профильного перекрывателя 13 продолжают вновь до забоя.

При подходе компоновки к забою включают буровые насосы и осуществляют промывку скважины. По мере очищения забоя скважины от шлама разгрузкой колонны бурильных труб создают нагрузку на конус 11 сердечника 3 клапана, который упирается в забой скважины. При этом происходит срезание разрушаемого соединения 8, и наружная втулка 2 с сердечником 3 перемещаются внутри корпуса 1, герметично перекрывая за счет уплотнительных колец 10 боковые каналы 9. Одновременно с этим пружинный фиксатор 7, расположенный на кольцевой выборке 6 наружной втулки 2, проходя через седло 4, заходит за кольцевой выступ 5 и фиксирует башмак в верхнем положении.

Далее профильный перекрыватель 13 на колонне бурильных труб приподнимают до отрыва от забоя, ориентируя на зону осложнения, создают внутреннее давление для расправления и фиксации к стенкам скважины, после чего его развальцовывают для окончательной и герметичной установки профильного перекрывателя 13 в скважине.

Предлагаемая конструкция башмака решает проблему прохождения профильного перекрывателя в скважинах с уступами и кавернами, тем самым снижает финансовые и временные затраты при его установке.

1. Башмак для установки профильного перекрывателя в скважине, включающий корпус с центральным проходным каналом с седлом и расположенным выше кольцевым выступом, полый клапан, заглушенный снизу, оснащенный боковыми каналами, расположенный в центральном канале с возможностью продольного перемещения вверх до взаимодействия с седлом, зафиксированный в нижнем положении разрушаемым соединением и оснащенный пружинным фиксатором, взаимодействующим с кольцевым выступом с фиксацией в верхнем положении, причем боковые каналы выполнены с возможностью герметичного перекрытия корпусом в верхнем положении, отличающийся тем, что клапан выполнен сборным, состоящим из наружной втулки с разрушаемым соединением и пружинным фиксатором и сердечника с расположенными ниже боковыми каналами, выполненными тангенциально, причем сердечник вставлен в наружную втулку с возможностью вращения.

2. Башмак по п.1, отличающийся тем, что сердечник оснащен снизу конусом, сужающимся вниз, с винтовыми наружными пазами.