Гидравлический регулятор гарипова и способ его применения

Гидравлический регулятор гарипова и способ его применения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области добычи углеводородов, а именно нефти, газа, конденсата и т.д., и может быть использовано при эксплуатации скважинных установок с пакерами, а именно, при закачке рабочего агента или добычи пластового флюида, в нефтяных, газоконденсатных и газовых скважинах, в том числе с низким скважинным давлением, в скважинах с малыми диаметрами и при одновременно-раздельной эксплуатации нескольких пластов.

Известен регулятор, содержащий гидравлический канал, один или несколько подвижных элементов, герметизирующие элементы, корпус, выполненный с одной или несколькими камерами, по меньшей мере, с одним перепускным отверстием и с впускным отверстием, при этом одно или несколько перепускных отверстий выполнены с возможностью гидравлического сообщения внутритрубного пространства с затрубным, подвижный элемент выполнен с возможностью перекрытия одного или нескольких перепускных отверстий и взаимодействующий с камерой, гидравлический канал гидравлически связан со впускным отверстием (Патент РФ №2415255, Ε21В 43/14, 34/06, опубл. 27.03.2011 г.).

Недостатком вышеуказанного регулятора является ограничение в применении в скважинах с пониженным давлением, вследствие невозможности регулирования давления рабочего агента в гидравлическом канале ниже гидростатического, в том числе при давлении столба рабочего агента во впускном отверстии больше давления скважинной жидкости.

Известен гидравлический регулятор, содержащий гидравлический канал, подвижный элемент, герметизирующие элементы, корпус, выполненный с камерой, по меньшей мере, с одним перепускным отверстием и с впускным отверстием, при этом герметизирующие элементы расположены внутри корпуса, подвижный элемент расположен внутри корпуса с возможностью перекрытия перепускных отверстий и с возможностью взаимодействия с камерой, перепускные отверстия выполнены с возможностью гидравлического сообщения внутритрубного пространства с затрубным, гидравлический канал герметично закреплен во впускном отверстии, выполненным с возможностью гидравлического сообщения с камерой (Патент РФ №2474673, Е21В 34/10, опубл. 10.02.2013 г., прототип).

Недостатком вышеуказанного гидравлического регулятора является ограничение применения в скважинах с малыми диаметрами, обусловленное большими габаритными размерами гидравлического регулятора с двухтрубным корпусом, в особенности это касается эксплуатационных колонн с диметрами 139, 114 и 100 мм и другие. Кроме того, перемещение подвижного элемента внутри корпуса сопряжено повышенным износом герметизирующих элементов вследствие большой площади взаимодействия трущихся поверхностей. Преждевременная потеря герметичности в наклонных и горизонтальных скважинах при расположении гидравлического регулятора на одном боку, что способствует максимальному износу герметизирующих элементов снизу и нарушению центровки подвижного элемента.

Известен способ эксплуатации гидравлического регулятора, включающий спуск в скважину колонны труб с гидравлическим регулятором, состоящим из гидравлического канала, одного или нескольких подвижных элементов, герметизирующих элементов, корпуса с одной или несколькими камерами, по меньшей мере, с одним перепускным отверстием и с впускным отверстием, возвратно-поступательное перемещение подвижного элемента, перепуск скважинной жидкости из затрубного пространства скважины во внутритрубное через перепускные отверстия (Патент РФ №2415255, Ε21В 43/14, 34/06, опубл. 27.03.2011 г.).

Недостатком вышеуказанного способа является невозможность его использования в скважинах с пониженным скважинным давлением, при давлении столба рабочего агента, заполняющего гидравлический канал, и, соответственно, во впускном отверстии, больше давления скважинного флюида. В этом случае гидравлический регулятор всегда находится в одном положение и перевести его в другое положение невозможно, из-за невозможности снижения уровня рабочего агента и давления столба рабочего агента в гидравлическом канале.

Наиболее близким техническим решением является способ эксплуатации гидравлического регулятора, включающий спуск в скважину колонны труб с гидравлическим устройством, состоящим из гидравлического канала, подвижного элемента, герметизирующих элементов, корпуса с камерой, по меньшей мере, с одним перепускным отверстием и с впускным отверстием, возвратно-поступательное перемещение подвижного элемента, перепуск скважинной жидкости из затрубного пространства скважины во внутритрубное через перепускные отверстия (Патент РФ №2474673, Е21В 34/06, опубл. 10.02.2013 г., прототип).

Недостатком вышеуказанного способа является то, что данный способ не обеспечивает возможность настройки на открытие или закрытие заданных перепускных отверстий, низкая надежность работы устройства в скважинах при большом количестве механических примесей в скважинном флюиде из-за присыпания ими перепускных отверстий и зоны перемещения подвижного элемента, а также невозможность по давлению в гидравлическом канале определить количество открытых или закрытых перепускных отверстий.

Предлагаемые технические решения устраняют вышеперечисленные недостатки, повышают надежность работы устройства в скважинах с малыми диаметрами, с переменным или низким давлением скважинного флюида, в том числе и за счет изменения давления в буферной и внешней камерах, гидравлически изолированных друг от друга и от перепускных отверстий, при этом Гидравлическое устройство гидравлический канал высокого давления, подвижный элемент, герметизирующие элементы и корпус, выполненный с камерой, с впускным отверстием, выполненным с возможностью гидравлического сообщения с камерой, и, по меньшей мере, с одним перепускным отверстием, выполненным с возможностью гидравлического сообщения внутритрубного пространства с затрубным пространством, герметизирующие элементы расположены внутри корпуса и подвижный элемент расположен внутри корпуса с возможностью перекрытия перепускных отверстий и с возможностью взаимодействия с камерой, гидравлический канал высокого давления герметично закреплен во впускном отверстии, камера представляет собой, по меньшей мере, одну буферную камеру, устройство дополнительно снабжено, по меньшей мере, одной внешней камерой с функцией пружины, расположенной в корпусе с возможностью зарядки ее рабочим агентом и с возможностью ее сжатия или разжатия, при этом буферная камера расположена в корпусе с возможностью гидравлической изоляции от перепускного отверстия или отверстий и от внешней камеры или камер, герметизирующие элементы расположены между буферной и внешней камерами и между буферной камерой и перепускным отверстием или отверстиями, подвижный элемент, по меньшей мере, один, расположен с возможностью герметичного возвратно - поступательного перемещения и выполнен с разными размерами поперечных сечений, при этом размер поперечного сечения подвижного элемента со стороны перепускных отверстий или отверстия меньше, чем размер поперечного сечения подвижного элемента со стороны внешней камеры, корпус выполнен монолитным или сборным, герметизирующий элемент представляет собой герметизирующую поверхность или герметизирующий уплотнитель в виде кольца или втулки, перепускные отверстия выполнены с разными размерами пропускных сечений, подвижный элемент выполнен сборным или монолитным в виде штока переменного сечения или стержня переменного сечения, или цилиндра переменного сечения, или поршня переменного сечения, устройство снабжено дополнительным пружинным элементом, закрепленным во внешней камере с возможностью взаимодействия с подвижным элементом, перепускной камерой, гидравлически связанной с перепускными отверстиями или отверстием, по меньшей мере, одним соединительным элементом, по меньшей мере, одним перекрывающим элементом, закрепленным на подвижном элементе в зоне перепускных отверстий и выполненным в виде шара или сферы, или конуса, или цилиндра, или резино-металлической насадки, одним или несколькими дополнительными гидравлическими каналами, герметично соединенными с внешней камерой или камерами, штуцером, расположенным в перепускном отверстии, одним или несколькими контрольно-измерительными скважинными приборами.

Способ эксплуатации гидравлического устройства включает в себя спуск в скважину колонны труб с гидравлическим устройством, состоящим из гидравлического канала высокого давления, корпуса с камерой, впускным и перепускными отверстиями, подвижного элемента, герметизирующих элементов, изменение давления в камере посредством изменения давления рабочего агента в гидравлическом канале высокого давления, герметичное возвратно-поступательное перемещение подвижного элемента, перепуск скважинной жидкости через перепускные отверстия из затрубного пространства скважины во внутритрубное пространство, при этом гидравлическое устройство дополнительно снабжают, по меньшей мере, одной внешней камерой с функцией пружины и заряжают внешнюю камеру рабочим агентом с заданным давлением, при этом камеру, представляющую собой одну или несколько буферных камер, гидравлически изолируют от перепускных отверстий или отверстия и от внешней камеры посредством герметизирующих элементов и подвижного элемента, возвратно - поступательное перемещение подвижного элемента или элементов осуществляют посредством изменения давления рабочего агента в буферной камере или камерах выше или ниже давления зарядки рабочего агента во внешней камере или камерах, перепуск скважинной жидкости осуществляют посредством удержания подвижного элемента или элементов в заданном положении, давление зарядки рабочего агента во внешней камере или камерах задают выше давления в буферной камере или камерах, подвижный элемент или элементы удерживают в заданном положении, внешнюю камеру заряжают рабочим агентом в скважине посредством дополнительного гидравлического канала или на устье, поступательное перемещение подвижных элементов осуществляют одновременно или поочередно, внешнюю камеру заряжают рабочим агентом в виде скважинного флюида, герметичное перемещение подвижного элемента осуществляют в герметизирующем элементе и с герметизирующим элементом или в герметизирующих элементах, или с герметизирующими элементами, давление в буферной камере или камерах изменяют с возможностью перемещения подвижного элемента в положение перепускного отверстия частично открыто или частично закрыто, минимальное давление зарядки рабочим агентом во внешней камеры определяют посредством выполнения условий:

при Sпер*Pпер+Pб*(Sвн-Sпер)*Sпер>Pвн*Sвн подвижный элемент 4 переместится в сторону внешней камеры 2,

при Sпер*Pпер+Рб*(Sвн-Sпер)*Sпер<Pвн*Sвн подвижный элемент 4 переместится в сторону перепускных отверстий 8,

где Sпер - площадь поперечного сечения подвижного элемента 4 в зоне герметизирующих элементов со стороны перепускных отверстий 8;

Sвн - площадь поперечного сечения подвижного элемента 4 в зоне герметизирующих элементов со стороны внешней камеры 2;

Рпер - давление в зоне перепускных отверстий 8;

Рб - давление в буферной камере 3;

Рвн - давление в внешней камере 2.

На фиг. 1 изображено гидравлическое устройство, включающее гидравлический канал высокого давления, корпус с внешней камерой и буферной камерой, подвижный элемент, выполненный составным и снабженный дополнительным перекрывающим элементом в виде шара, корпус и внешняя камера выполнены в виде составной муфты; на фиг. 2 изображено гидравлическое устройство, включающее корпус с перепускной камерой, с двумя буферными камерами и с двумя внешними камерами, при этом одна внешняя камера снабжена заглушкой и дополнительным пружинным элементом в виде заряженного сильфона, вторая внешняя камера выполнена открытой для гидравлического сообщения с внутрискважинной жидкостью, корпус и внешние камеры выполнены в виде монолитной муфты с резьбой; на фиг. 3 изображено гидравлическое устройство, включающее корпус с перепускной камерой, с буферной камерой, с двумя внешними камерами, снабженные заглушками, подвижный элемент, снабженный дополнительным перекрывающим элементом в виде шара, корпус и внешние камеры выполнены раздельно; на фиг. 4 изображено гидравлическое устройство, включающее корпус с двумя буферными камерами и с двумя внешними камерами, при этом одна внешняя камера снабжена заглушкой и дополнительным пружинным элементом, вторая внешняя камера снабжена дополнительным гидравлическим каналом, корпус и внешние камеры выполнены в виде монолитной муфты с резьбой; на фиг. 5 изображено гидравлическое устройство, включающее корпус с перепускной камерой, с двумя буферными камерами и с двумя внешними камерами, снабженными заглушками, внешние камеры и корпус выполнены монолитно.

Гидравлическое устройство состоит из корпуса 1 с одной или несколькими внешними камерами 2 и с одной или несколькими буферными камерами 3, из одного или нескольких подвижных элементов 4, из гидравлического канала высокого давления 5 и герметизирующих элементов 6.

Корпус 1 выполнен с впускным отверстием 7 и с одним или несколькими перепускными отверстиями 8. Одна или несколько внешних камерам 2 расположены в корпусе 1 с возможностью зарядки заданным давлением на устье или в скважине и с возможностью обеспечения функции пружины.

Корпус 1 с одной или несколькими внешними камерами 2 с функцией пружины выполнены монолитно или составными, в случае составного выполнения части: корпус 1 и внешняя камера 2 или корпус 1 и внешние камеры 2 герметично соединены между собой посредством разъемного или неразъемного соединения. Разъемное соединение представляет собой, например, резьбовое соединение, неразъемное соединение представляет собой, например, соединение посредством пайки или сварки.

Корпус 1 выполнен, например, в виде муфты составной или монолитной.

Впускное отверстие 7 выполнено в корпусе 1 с возможностью гидравлического сообщения с одной или несколькими буферными камерами 3.

Одно или несколько перепускных отверстий 8 выполнены в корпусе 1 с возможностью гидравлического сообщения затрубного пространства с внутритрубным пространством и выполненными с заданными разными или одинаковыми размерами пропускных сечений. Размер пропускного сечения перепускного отверстия 8 задают от условий регулирования объемом перетока жидкости или газа.

Внешняя камера 2 с функцией пружины представляет собой пространство закрытое или открытое, при этом открытое пространство гидравлически сообщено со скважинным флюидом. Внешняя камера 2 с функцией пружины предварительно заряжено рабочим агентом с заданным давлением на устье или в скважине с возможностью сжатия или разжатия пространства внешней камеры 2.

Буферная камера или камеры 3 расположены в корпусе 1 между герметизирующими элементами 6. Буферные камеры 3 расположены в корпусе 1 с возможностью гидравлического сообщения между собой и со впускным отверстием 7, при этом буферная камера 3 представляет собой пространство между герметизирующими элементами 6.

Герметизирующие элементы 6 и подвижный элемент или элементы 4 расположены в корпусе 1 с возможностью гидравлического разобщения - изоляции буферной камеры 3 от перепускного отверстия или отверстий 8 и от внешней камеры или камер 2.

Например, герметизирующие элементы 6 установлены на подвижном элементе 4 в зоне внешней камеры 2 между буферной 3 и внешней 2 камерами и в зоне перепускного отверстия 8 между буферной камерой 3 и перепускным отверстием 8, гидравлически изолируя буферную камеру 3 от перепускного отверстия 8 и от внешней камеры 2.

Одна или несколько буферных камер 3 посредством впускного отверстия 7 гидравлически сообщены с гидравлическим каналом высокого давления 5 с возможностью изменения давления в одной или нескольких буферных камер 3.

Один или несколько подвижных элементов 4 расположены в корпусе 1 с возможностью герметичного возвратно-поступательного перемещения в корпусе 1, закрывая или открывая или частично закрывая или частично открывая перепускные отверстия или отверстие 8.

Подвижный элемент 4 выполнен составным или монолитным и с разными размерами поперечного сечения, например, в виде штока переменного сечения, стержня переменного сечения, цилиндра переменного сечения, поршня переменного сечения, при этом размер поперечного сечения подвижного элемента 4 со стороны перепускных отверстий или отверстия 8 меньше, чем размер поперечного сечения подвижного элемента 4 со стороны внешней камеры 2, что обеспечивает возвратно - поступательное перемещение подвижного элемента 4 в сторону большего или меньшего размера поперечного сечения при изменении давления в буферной камере 3, то есть перемещение подвижного элемента 4 в сторону внешней камеры 2 или в сторону перепускных отверстий или отверстия 8.

Например, в зоне перепускного отверстия 8 размер поперечного сечения подвижного элемента 4 меньше, чем размер поперечного сечения подвижного элемента 4 в зоне внешней камеры.

Гидравлический канал высокого давления 5 герметично закреплен во впускном отверстии 7, например, посредством резьбового соединения, и гидравлически сообщен с ним.

Герметизирующий элемент 6 представляет собой, например, по меньшей мере, одну герметизирующую втулку, по меньшей мере, один герметизирующий уплотнитель в виде кольца, по меньшей мере, одну герметизирующую поверхность.

Например, герметизирующий уплотнитель 6 в виде кольца расположен на подвижном элементе 4 в зоне перепускных отверстий 8 и в зоне внешней камеры 2; герметизирующая поверхность 6 закреплена на подвижном элементе 4 в зоне перепускных отверстий 8 и в зоне внешней камеры 2; герметизирующая поверхность 6 закреплена на внутренней поверхности корпуса 1 в зоне перепускных отверстий 8 и в зоне внешней камеры 2.

Гидравлическое устройство дополнительно снабжено, по меньшей мере, одним пружинным элементом 9, по меньшей мере, одной перепускной камерой 10, одним или несколькими дополнительными гидравлическими каналами 11, по меньшей мере, одной заглушкой 12, по меньшей мере, одним соединительным элементом 13, одним или несколькими штуцерами и одним или несколькими перекрывающими элементами 14, одним или несколькими контрольно-измерительными скважинными приборами.

Пружинный элемент 9 обеспечивает дополнительную пружинную функцию внешней камеры 2, расположен во внешней камере 2 и герметично закреплен на подвижном элементе 4 и во внешней камере 2 посредством разъемного или неразъемного соединения. Пружинный элемент 9 представляет собой, например, сильфонную камеру, пружину.

Перепускная камера 10 гидравлически связана с перепускными отверстиями или отверстием 8.

Дополнительный гидравлический канал 11 герметично соединен с внешней камерой 2 с возможностью зарядки ее на заданное давление в скважине.

Заглушка 12 герметично расположена во внешней камере 2.

Соединительный элемент 13 герметично соединяет между собой, например, гидравлический канал высокого давления 5 и впускные отверстия 7, гидравлический канал 11 и внешнюю камеру 2.

Соединительный элемент 13 представляет собой, например, втулку с герметизирующим элементом, муфту с герметизирующим элементом.

Штуцер расположен в перепускном отверстии 8.

Перекрывающий элемент 14 закреплен на подвижном элементе 4 в зоне перепускных отверстий - со стороны перепускного отверстия 8 и выполнен, например, в виде шара или в виде сферы, или в виде конуса, или в виде цилиндра, или в виде резино-металлической насадки.

Контрольно-измерительный скважинный прибор служит для замера давлений зарядки во внешней камере 2, давлений в буферной 3 и перепускной 10 камер и давлений в скважине.

Способ осуществляет работу устройства следующим образом.

В скважину спускают колонну труб НКТ с гидравлическим устройством, состоящим из одного или нескольких подвижных элементов 4, гидравлического канала высокого давления 5, герметизирующих элементов 6, из корпуса 1 с одной или несколькими буферными камерами 3, с одной или несколькими внешними камерами 2 с функцией пружины, с впускным отверстием 7 и с одним или несколькими перепускными отверстиями 8.

Внешнюю камеру или камеры 2 с функциями пружины на момент начала работы гидравлического устройства заряжают рабочим агентом с заданным давлением один раз перед монтажом и спуском в скважину на устье или в скважине, при этом давление зарядки в статичном состоянии во внешней камере или камерах 2 всегда больше статичного давления в гидравлическом канале высокого давления 5 и, соответственно, давления в буферной камере 3.

Рабочий агент представляет собой жидкость или газ, например, азот, скважинный флюид.

Буферную камеру или камеры 3 гидравлически изолируют от одного или нескольких перепускных отверстий 8 и от внешней камеры или камер 2 посредством герметизирующих элементов 6 и подвижного элемента или элементов 4. При этом подвижный элемент или элементы 4 располагают в буферной камере или камерах 3 и во внешней камере или камерах 2 с возможностью герметичного возвратно-поступательного перемещения в корпусе 1 в герметизирующих элементах 6 и/или с герметизирующими элементами 6, обеспечивая гидравлическую изоляцию разобщение буферной камеры или камер 3 от перепускного отверстия или отверстий 8 и от внешней камеры или камер 2.

Например, при наличии перепускной камеры 10 подвижный элемент 4 располагают в перепускной камере 10, в буферной камере 3, во внешней камере 2 и в герметизирующих элементах 6 с возможностью герметичного его перемещения и обеспечения гидравлической изоляции буферной камеры 3 от перепускного отверстия или отверстий 8 и от внешней камеры 2.

С устья скважины в гидравлический канал высокого давления 5 подают рабочий агент с давлением, превышающим давление рабочего агента во внешней камере или камерах 2, который поступает во впускное отверстие 7, а затем в буферную камеру или камеры 3. После чего осуществляют перемещение подвижного элемента или элементов 4 путем изменения давления в гидравлическом канале высокого давления 5 и, соответственно, изменения давления в буферной камере или камерах 3, повышая или понижая его относительно давления зарядки рабочего во внешней камере или камер 2.

Изменение давления в буферной камере или камерах 3 влечет за собой перемещение подвижного элемента или элементов 4 в сторону внешней камеры или камер 2, изменяя давление во внешней камере или камерах 2 путем сжатия пространства, или в сторону перепускных отверстий или отверстия 8, закрывая или открывая их.

За счет подачи в буферную камеру или камеры 3 рабочего агента с давлением выше давления зарядки рабочего агента во внешней камере или камерах 2 и при передавливании рабочего агента внутри внешней камере или камерах 2 осуществляют перемещение подвижного элемента или элементов 4.

Перемещение подвижного элемента или элементов 4 осуществляют возвратно-поступательно и герметично.

Возвратно-поступательное перемещение подвижного элемента или элементов 4 осуществляют посредством сжатия или разжатия пространства внешней камеры 2, изменяя давления в буферной камере 3, повышая или понижая его относительно давления зарядки во внешней камере или камерах 2.

Герметичное перемещение подвижного элемента 4 осуществляют в герметизирующем элементе бис герметизирующим элементом 6, в герметизирующих элементах 6 или с герметизирующими элементами 6.

В процессе герметичного возвратно-поступательного перемещения подвижного элемента 4 открывают или закрывают одно или несколько перепускных отверстий 8.

В процессе герметичного возвратно-поступательного перемещения подвижных элементов 4 открывают и/или закрывают одно или несколько перепускных отверстий 8.

После открытия или закрытия одного или нескольких перепускных отверстий 8, подвижный элемент или элементы 4 удерживают в заданном положении заданный период времени.

При открытых перепускных отверстиях или отверстия 8 осуществляют перепуск скважинной жидкости из затрубного пространства скважины во внутритрубное пространство и обратно, регулируя, тем самым переток скважинного флюида.

Регулирование давления зарядки рабочего агента во внешней камере 2 позволяет подбирать давление необходимое для определения заданного исходного транспортного положения подвижного элемента 4 соответствующего, например, состоянию гидравлического регулятора в положении «открыто» или «закрыто», в том числе при спуске его в скважину или при нахождении его в скважине.

Регулирование давления в буферной камере 3 путем изменения давления относительно давления во внешней камере 2, позволяет перемещать подвижный элемент 4 из исходного состояния в заданное положение и удерживать его в этом состоянии.

В зависимости от поставленной задачи гидравлическое устройство настраивают на определенный заданный режим работы в скважине, например, режим выравнивания давления затрубного пространства скважины с давлением внутритрубным.

При наличии нескольких подвижных элементов 4 их перемещение осуществляют одновременно или поочередно.

Например, при установке в гидравлическом устройстве двух подвижных элементов 4 в противофазе, первый подвижный элемент 4 открывает перепускные отверстия 8 с размером пропускного сечения соответствующего первому подвижному элементу 4, а второй подвижный элемент 4 закрывает перепускные отверстия 8 с размером пропускного сечения соответствующего второму подвижному элементу 4, при этом оба подвижных элемента 4, перемещаясь одновременно, открывают и закрывают каждый свои перепускные отверстия 8, осуществляя перепуск и закрытие перепуска скважинной жидкости из затрубного пространства скважины во внутритрубное пространство, в зависимости от заданного давления рабочего агента, соответствующего давлению зарядки внешней камеры 2, размеру поперечного сечения подвижного элемента 4 и размеру пропускного сечения перепускных отверстий 8.

Таким образом, одновременное или поочередное перекрывание заданных перепускных отверстий 8 обеспечивают разным давлением зарядки внешних камер 2 и/или разным размером пропускного сечения перепускных отверстий 8, и/или выполнением подвижных элементов 4 с разным размером поперечных сечений в зоне перепускных отверстий 8 и в зоне внешних камер 2.

В исходном транспортном состоянии режим «закрыто» или «открыто» давление зарядки скважинного флюида во внешней камере 2 с функциями пружины превышает давление столба рабочего агента, заполняющего гидравлический канал высокого давления 5.

Давление рабочего агента в буферной камере 3 в зависимости от поставленной задачи периодически изменяют, а именно, создают выше или ниже, чем давление рабочего агента во внешней камере или камерах 2, обеспечивая тем самым возвратно - поступательное перемещение подвижного элемента или элементов 4. Чем выше давление во внешней камере 2, тем выше давление создают в буферной камере 3.

Предлагаемое гидравлическое устройство также используют при одновременной или раздельной добыче или закачки рабочего агента для чего в скважине устанавливают дополнительное оборудование, которое герметично отсекает пласт или пласты, например, пакер или пакера, и затем осуществляют работу гидравлического устройства, перепуская скважинный флюида через перепускные отверстия или отверстие 8. Для чего изменяют давление в гидравлическом канале высокого давления 5 и, соответственно, в буферной камере или камерах 3 посредством нагнетания рабочего агента с заданным давлением из гидравлического канала высокого давления 5 через впускное отверстие 7, перемещая при этом подвижный элемент или элементы 4. При превышении давления в буферной камере 3 над давлением во внешней камере 2 происходит перемещение подвижного элемента 4 в сторону внешней камеры 2 и сжатие ее, а при снижении давления в буферной камере 3 происходит разжатие внешней камеры 2 и возвратное перемещение подвижного элемента 4 в исходное положение, то есть в сторону перепускных отверстий или отверстия 8.

Пример 1. На устье перед монтажом и спуском в скважину в корпусе 1 располагают буферную камеру 3, гидравлически изолируют от внешней камеры 2 и гидравлически изолируют от перепускных отверстий 8. Внешнюю камеру 2 заряжают азотом с заданным давлением, обеспечивающим функцию пружины.

Давление в буферной камере 3 задают исходя из планируемого открытия или закрытия перепускных отверстий 8 и объема перетока скважинной жидкости через перепускные отверстия 8. Внешняя камера 2 и корпус 1 выполнены составными, герметично соединены между собой для удобства обслуживания и установлены на внешней стороне НКТ. (Фиг. 1).

Спускают в скважину НКТ с двумя пакерами и гидравлическим устройством, состоящим из гидравлического канала высокого давления 5, из подвижного элемента 4, выполненного составным с расширенной частью в виде поршня и с дополнительным перекрывающим элементом 14 в виде шара, герметизирующих элементов 6, из корпуса 1 с внешней камерой 2, с впускным 7 и перепускными отверстиями 8 и с буферной камерой 3.

Гидравлическое устройство находится в состоянии «открыто» и внутритрубное пространство с затрубным пространством сообщаются через перепускные отверстия 8.

По гидравлическому каналу высокого давления 5 во впускное отверстие 7 и в буферную камеру 3 подают гидравлическую жидкость с давлением, превышающим давление рабочего агента во внешней камере 2.

Поскольку подвижный элемент 4 со стороны внешней камеры 2 имеет поперечное сечение больше, чем со стороны перепускных отверстий 8, то повышенное давление в буферной камере 3 воздействует на расширенный участок подвижного элемента 4, поступательно перемещая его в сторону внешней камеры 2. При этом перекрывающий элемент 14 подвижного элемента 4 закрывает перепускные отверстия 8 и гидравлическое устройство переходит в состояние «закрыто» и внутритрубное пространство с затрубным пространством не сообщаются.

После закрытия перепускных отверстий 8 подвижный элемент 4 удерживают в заданном положении расчетный период времени, обеспечивая удержание заданного пластового давления.

Затем осуществляют процесс открытия перепускных отверстий 8, для чего подвижный элемент 4 возвратно-поступательно перемещают в сторону перепускных отверстий 8, понижая давление гидравлической жидкости в гидравлическом канале высокого давления 5 и, соответственно, в буферной камере 3.

Открыв перепускные отверстия 8, подвижный элемент 4 удерживают в этом положении заданный период времени, осуществляя перепуск скважинной жидкости из затрубного пространства скважины во внутритрубное пространство через перепускные отверстия 8.

Пример 2.

На устье перед монтажом и спуском в скважину гидравлического устройства в корпусе 1 располагают две перепускные камеры 10, две буферные камеры 3, два подвижных элемента 4, две внешних камеры 2 и гидравлически изолируют буферные камеры 3 от перепускных отверстий 8 и внешних камер 2 посредством герметизирующих элементов 6 и подвижных элементов 4. В одну внешнюю камеру 2 дополнительно устанавливают сильфон 9 и заряжают его азотом с давлением, превышающим давление скважинного флюида. Сильфон 9 усиливает функцию пружины внешней камеры (Фиг. 2).

Вторая внешняя камера 2 открыта, взаимодействует со скважинным флюидом в скважине и заряжена им.

Внешние камеры 2 и корпус 1 выполнены в виде монолитной муфты.

Спускают в скважину НКТ с одним пакером и гидравлическим устройством, состоящим из гидравлического канала высокого давления 5, двух подвижных элементов 4, выполненных с расширенной частью в виде цилиндрического поршня, герметизирующих элементов 6, из корпуса 1 с впускным 7 и перепускными отверстиями 8, с двумя буферными камерами 3, гидравлически соединенными между собой и со впускным отверстием 7, с двумя внешними камерами 2, при этом одна внешняя камера 2 в открытом исполнении, а вторая внешняя камера 2 с сильфоном 9 в закрытом исполнении.

Давление в буферных камерах 3 изменяют с устья путем подачи гидравлической жидкости с заданным давлением по гидравлическому каналу высокого давления 5 исходя из возможности перемещения каждого подвижного элемента 4. Задавая давление в буферных камерах 3 ниже давления соответствующей ей внешней камере 2, перемещают подвижный элемент 4, соответствующий своему давлению, в сторону перепускных отверстий 8, закрывая при этом перепускные отверстия 8.

Создавая в буферных камерах 3 давление, превышающее давление зарядки азота во внешней камере 2 с сильфоном 9 и давление зарядки скважинного флюида во второй внешней камере 2, перемещают подвижные элементы 4, в сторону внешних камер 2, открывая при этом перепускные отверстия 8.

Поскольку каждый подвижный элемент 4 во внешней камере 2 имеет размер поперечного сечения больше, чем со стороны перепускных отверстий 8, то повышенное давление в соответствующей буферной камере 3 воздействует на расширенный участок соответствующего подвижного элемента 4, перемещая его в сторону соответствующей внешней камеры 2 с открытием соответствующих перепускных отверстий 8.

Открыв перепускные отверстия 8, подвижный элемент 4 удерживают в этом положении заданный период времени, осуществляя перепуск скважинной жидкости из затрубного пространства скважины во внутритрубное пространство через перепускные отверстия 8.

Сжатый азот в сильфоне 9 в первой внешней камере 2 обеспечивает функцию дополнительной пружины и возвращает подвижный элемент 4 в исходное транспортное положение «закрыто» при снижении давления в гидравлическом канале высокого давления 5 и, соответственно, при снижении давления в буферной камере 3.

Скважинный флюид во второй внешней камере 2 обеспечивает функцию пружины, которая обеспечивает возврат подвижного элемента 4 в исходное транспортное положение «закрыто» при снижении давления в гидравлическом канале высокого давления 5 и, соответственно, при снижении давления в буферной камере 3 - перепускные отверстия 8 закрыты.

После закрытия перепускных отверстий 8, подвижный элемент 4 удерживают в заданном положении расчетный период времени, перекрыв перепуск скважинной жидкости из затрубного пространства скважины во внутритрубное пространство.

Пример 3.

На устье скважины перед монтажом и спуском в скважину в корпусе 1 располагают две внешние камеры 2, две перепускные камеры 10 и одну общую буферную камеру 3, два подвижных элемента 4, герметизирующие элементы 6 и гидравлически изолируют буферную камеру 3 от перепускных отверстий 8 и от внешних камер 2.

Каждую внешнюю камеру 2 заряжают азотом с давлением, превышающим статичное давление в гидравлическом канале высокого давления 5 и, соответственно, давление в буферной камере 3, при этом внешние камеры 2 заряжены разным заданным давлением.

Давление гидравлической жидкости в буферной камере 3 задают исходя из выбранного положения «открыто» или «закрыто» соответствующего подвижного элемента 4. В одной внешней камере 2 располагают дополнительный элемент в виде болта, зафиксированного к стенке внешней камеры 2, который обеспечивает дополнительное ограничение хода подвижного элемента 4 (Фиг. 3).

Внешние камеры 2 для удобства обслуживания выполнены составными с корпусом 1, герметично соединены с ним и прикручены к НКТ.

Спускают в скважину НКТ с двумя пакерами и гидравлическим устройством, состоящим из гидравлического канала высокого давления 5, двух подвижных элементов 4, выполненных с разными поперечными сечениями, герметизирующих элементов 6, корпуса 1 с впускным 7 и с перепускными отверстиями 8, одной буферной камерой 3 и двух внешних камер 2.

Гидравлическое устройство осуществляет работу при отсеченных пакерами пластах для чего из транспортного положения «закрыто» переводят в положение «открыто» путем создания давления гидравлической жидкости в гидравлическом канале высокого давления 5 выше, чем давление азота во внешних камерах 2, гидравлическая жидкость с заданным давлением из гидравлического канала высокого давления 5 поступает во впускное отверстие 7 и затем в буферную камеру 3.

Изменяя давление гидравлической жидкости в буферной камере 3, поочередно пере