Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПЛАСТОВ В СКВАЖИНЕ

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для разобщения пластов в скважине при раздельной закачке в них различных реагентов.

Известно устройство для закачки реагентов в скважину, включающее ствол с двумя рядами радиальных отверстий, размещенную на нем подпружиненную дифференциальную втулку с двумя рядами радиальных отверстий, жестко связанный с нижней частью ствола и заглушенный снизу корпус с рядами радиальных отверстий, установленную на корпусе ступенчатую втулку и уплотнительный элемент, верхний концевой участок которого закреплен на ступенчатой втулке (1).

Недостатками устройства являются сложность конструкции и низкая надежность его работы, обусловленная подвижностью верхней ступенчатой втулки вниз, что осложняет подъем устройства и перестановку его в скважине из-за периодического сжатия уплотнительного элемента в гармошку.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для закачки реагентов в скважину, содержащее пакер, включающий корпус и эластичную манжету, разобщитель, включающий ствол и золотник, снабженные радиальными каналами (2).

Недостатками устройства являются:

- сложность конструкции, обусловленная наличием большого количества узлов и деталей;

- возможность закачки реагента за один спуск оборудования только в один пласт.

При необходимости закачки в другой пласт, надо распакеровать оборудование и снова установить его в новом месте.

Как правило, при закачке реагентов в пласты, после их обработки, последние очищают от грязи, шлама и асфальтено-парафинистых отложений. Это делают путем снижения уровня, например, свабированием. Чтобы провести эту операцию, известное устройство необходимо поднять из скважины, спустить насосно-компрессорные трубы (НКТ) со свабом, очистить пласт и поднять НКТ со свабом на поверхность. При обработке двух пластов надо четыре раза спускать оборудование, а на это затрачивается большое количество времени и, следовательно, материальных средств.

Задачей изобретения является разработка устройства более простой конструкции, позволяющей за один спуск оборудования в скважину обработать два пласта и, тем самым, сэкономить значительное количество времени и снизить материальные затраты.

Указанная задача решается предлагаемым устройством, содержащим пакер, включающим корпус и эластичную манжету, разобщитель, включающий ствол и золотник, снабженные радиальными каналами.

Новым является то, что корпус пакера выполнен проходным в осевом направлении, а золотник разобщителя расположен внутри его ствола, соединен с ним срезными элементами, заглушен снизу и имеет по наружной поверхности выше заглушенного участка меньший диаметр, образующий со стволом полость, сообщающуюся через радиальные каналы с внутренним пространством разобщителя, снабжен конусной расточкой, в которой установлено стопорное кольцо, взаимодействующее с кольцевой проточкой, расположенной в нижней части ствола, и посадочным седлом для шара, сбрасываемого во внутрь устройства перед обработкой второго пласта.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство в продольном разрезе.

На фиг.2 - развертка формы и направления фигурного паза корпуса пакера.

Устройство состоит из пакера и разобщителя.

Пакер содержит корпус 1 (фиг.1) с фигурным пазом 2 на наружной поверхности (фиг.2) с равномерно расположенными чередующимися продольными короткими и длинными участками. На корпусе с возможностью осевого перемещения установлена обойма 3, связанная снизу с кольцом 4, соединенным с направляющим штифтом 5, размещенным в фигурном пазе 2. В верхней части обоймы 3 установлены подпружиненные шлипсы 6 со стопорным элементом 7. На корпусе 1 находится нижняя опора 8, эластичная манжета 9 и верхняя опора 10, жестко соединенная с корпусом.

С верхней опорой 10 пакера соединен ствол 11 разобщителя, снабженный радиальными каналами 12. Внутри ствола 11 напротив радиальных каналов установлен заглушенный снизу золотник 13, соединенный со стволом срезными элементами 14 и имеющий на наружной поверхности конусную расточку 15, в которой находится стопорное кольцо 16. Ниже конусной расточки золотник выполнен с меньшим диаметром и образует полость 17, сообщающуюся через радиальные каналы 18 с внутренним пространством разобщителя. В верхней части золотника расположено посадочное седло 19.

В нижней части ствола 11 выполнена кольцевая проточка 20, ниже которой установлены опорное кольцо 21, уплотнение 22, промежуточное кольцо 23 и нижнее кольцо 24, жестко соединенное со стволом 11.

Сопрягаемые поверхности золотника снабжены уплотнительными кольцами 25.

Устройство работает следующим образом.

Его в собранном виде на НКТ 26 спускают в скважину на необходимую глубину и устанавливают между пластами, которые необходимо обработать. Затем приподнимают примерно на 1 м вверх и вновь опускают. В результате этого штифт 5 из короткого участка фигурного паза 2 перемещается в длинный участок (перед спуском устройства в скважину штифт 5 устанавливают в коротком участке паза 2 так, как показано на фиг.2). При дальнейшем перемещении вниз детали 3-6 остаются на месте, т.к. пружины 27 прижимают гладкую часть шлипсов 6 к стенкам обсадной колонны (не показана), а детали 1, 8, 9, 10.... двигаются вниз до тех пор, пока конусная часть нижнего упора 8 не упрется в шлипсы 6. Под действием веса НКТ шлипсы 6 разойдутся в радиальном направлении до соприкосновения зубчатой части с обсадной колонной, а эластичная манжета 9 под действием нагрузки сожмется, надежно перекрывая заколонное пространство скважины.

После этого приступают к обработке нижнего пласта. Для этого реагент по НКТ 26 через радиальные каналы 18 золотника, полость 17 и корпус 1 пакера закачивают в нижний пласт и оставляют на реакцию. После определенного времени проводят свабирование путем снижения уровня.

Затем приступают к обработке верхнего пласта. Для этого во внутрь НКТ бросают шар 28, который садится на седло 19 и перекрывает центральный канал 29 золотника. В НКТ повышают давление, в результате чего срезные элементы 14 разрушаются, золотник 13 перемещается вниз до упора кольцевого уступа 30 в опорное кольцо 21. Стопорное кольцо 16 войдет в кольцевую проточку 20 ствола 11, при этом открываются радиальные каналы 12. После этого по колонне НКТ через радиальные каналы 12 ствола 11 разобщителя производят закачку реагента в верхний пласт и оставляют на реакцию. После определенного времени, так же как и в нижнем пласте, производят свабирование путем снижения уровня.

После обработки второго пласта НКТ поднимают на высоту ~ 1. При этом корпус 1 пакера также поднимается вверх, нижний упор 8 выходит из зацепления со шлипсами 6, нагрузка на манжету 9 снимается, и она принимает первоначальное положение.

Устройство вновь опускают, штифт 5 перемещается из длинного участка фигурного паза 2 (фиг.2) в короткий, после чего оборудование получает транспортное положение и может быть переведено в другой интервал скважины или поднято на поверхность.

Предлагаемое устройство проще по конструкции, чем известное, и позволяет за один спуск оборудования произвести как обработку двух пластов, так и их очистку.

При использовании известного устройства для осуществления отмеченного комплекса операций потребуется спустить оборудование в скважину несколько раз.

В конечном счете предлагаемое устройство позволит сэкономить большое количество времени на проведение указанных работ и резко снизить затраты на их проведение.

Использованная информация

1. Аналог. А.С. №1295800, МКИ Е 21 В 33/12, 1985.

2. Прототип. А.С. №1714080, МКИ 5 Е 21 В 33/12, 1992.