Результат интеллектуальной деятельности: Оборудование для проведения селективной обработки пластов

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для селективного разобщения в скважине зон обсадных колонн при проведении ремонтных, изоляционных и исследовательских работ.

Известен пакер для селективного перекрытия внутренней полости колонны труб или обсадной колонны, содержащий верхнюю и нижнюю опорные втулки, на которых установлены, соответственно, верхняя и нижняя самоуплотняющиеся манжеты, причем указанные верхняя и нижняя самоуплотняющиеся манжеты установлены расширяющейся частью навстречу друг другу, а узкой частью самоуплотняющиеся манжеты закреплены в конусообразных втулках, охватывающих опорные втулки, между верхней и нижней опорными втулками с образованием центрального проходного канала установлены соединенные друг с другом по направлению сверху вниз переходная втулка, корпус клапана, состоящий из верхней и нижней частей, на верхней опорной втулке установлен входной патрубок, а на нижней опорной втулке подвешена цилиндрическая втулка с выполненными в стенке цилиндрической втулки отверстиями и установленным снизу наконечником, при этом в верхней части корпуса клапана выполнен центральный канал, в котором установлен подвижный шток, подпружиненный относительно установленной в нижней части верхней части корпуса клапана резьбовой втулки, верхняя часть подвижного штока уплотнена относительно центрального канала, в стенке верхней части корпуса клапана выполнено четыре продолговатые отверстия, а снизу к подвижному штоку прикреплен затвор клапана, расположенный в нижней части корпуса клапана, в которой выполнено седло и в стенке нижней части корпуса клапана над седлом выполнены радиальные отверстия, причем подвижный шток с затвором установлены с возможностью замены на технологическую пробку (патент РФ на ПМ №126362, МПК Е21В 33/12, опубл. 27.03.2013 г.).

В известной конструкции затруднено свободное перемещение пластовой жидкости внутри пакера при проведении спускоподъёмных работ, что может привести к поршневанию манжет внутри обсадной колонны.

Известен пакер манжетный с центральным проходным каналом, содержащий верхний переходник, верхнюю и нижнюю оправки, закрепленные расширяющимися частями навстречу друг другу самоуплотняющиеся манжеты, центраторы, нижний переходник и клапан. Пакер снабжен дополнительным кольцевым проходным каналом. Кольцевой проходной канал посредством радиальных отверстий связан с наружным пространством между манжетами. Центральный и кольцевой проходные каналы образованы двумя концентрично установленными трубами. Наружная труба установлена на верхней и нижней оправках. Внутренняя труба установлена в верхнем и нижнем переходниках. Переходники снабжены поперечными каналами, связывающими центральный проходной канал внутренней трубы с пространством над и под манжетами, и вертикальными пазами, связывающими кольцевой проходной канал с внутренней полостью оборудования, установленного выше пакера, и пространством под манжетами ниже пакера. Центральный проходной и кольцевой проходной каналы связаны между собой в пространстве ниже манжет посредством клапана (патент РФ №2657651, МПК Е21В 33/12, опубликован 14.06.2018 г.).

Недостатком известного пакера манжетного является отсутствие возможности доведения рабочей жидкости до обрабатываемого интервала на циркуляции, а также недостаточная надежность работы клапана из-за возможности засорения проходного отверстия и несрабатывания.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является обеспечение возможности доведения рабочей жидкости до обрабатываемого интервала на циркуляции, повышение надежности оборудования для проведения селективной обработки пластов.

Технический результат достигается тем, что в оборудовании для проведения селективной обработки пластов, содержащем верхний и нижний чашечные пакеры, манжеты которых закреплены расширяющимися частями навстречу друг другу, центраторы, центральный и кольцевой проходные каналы, образованные двумя концентрично установленными трубами – наружной и внутренней, при этом внутренняя труба установлена в переходнике, снабженном поперечными каналами, связывающими центральный проходной канал внутренней трубы с пространством над верхним чашечным пакером, и вертикальными отверстиями, связывающими кольцевой проходной канал с внутренней полостью колонны насосно-компрессорных труб, кольцевой проходной канал посредством радиальных отверстий связан с наружным пространством между манжетами, согласно изобретению, кольцевой проходной канал ниже радиальных отверстий загерметизирован при помощи уплотняющего устройства, установленного на нижней части внутренней трубы, над переходником установлен циркуляционный клапан с радиальными каналами в корпусе, перекрытыми втулкой, установленной на корпус клапана с помощью срезных штифтов, и с внутренним выступом для установки сбрасываемой вставки, в нижней части которой с помощью срезных элементов закреплена пробка, а над циркуляционным клапаном установлен сливной клапан.

Кроме того, верхний и нижний чашечные пакеры могут быть снабжены двумя манжетами.

То, что кольцевой проходной канал ниже радиальных отверстий загерметизирован при помощи уплотняющего устройства, установленного на нижней части внутренней трубы, а над переходником установлен циркуляционный клапан с радиальными каналами в корпусе, перекрытыми втулкой, установленной на корпус клапана с помощью срезных штифтов, и с внутренним выступом для установки сбрасываемой вставки, в нижней части которой с помощью срезных элементов закреплена пробка, обеспечивает возможность доведения рабочей жидкости до обрабатываемого интервала на циркуляции, а также повышает надежность оборудования для проведения селективной обработки пластов.

Для освобождения колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) от жидкости при подъеме оборудования, над циркуляционным клапаном установлен сливной клапан.

Снабжение верхнего и нижнего чашечных пакеров двумя манжетами повышает надежность проведения селективной обработки пластов.

На фиг. 1 приведена схема оборудования для проведения селективной обработки пластов в первоначальном положении, до спуска в обрабатываемый интервал скважины.

На фиг. 2 приведена схема циркуляционного клапана.

На фиг. 3 приведена схема оборудования для проведения селективной обработки пластов после спуска в обрабатываемый интервал скважины и установки сбрасываемой вставки.

На фиг. 4 приведена схема оборудования для проведения селективной обработки пластов после спуска в обрабатываемый интервал скважины и установки сбрасываемой вставки, в момент закачки рабочей жидкости.

Оборудование для проведения селективной обработки пластов (фиг. 1)состоит из сливного клапана 1, циркуляционного клапана 2, переходника 3, наружной трубы 4, внутренней трубы 5, центраторов 6, верхнего 7 и нижнего 8 чашечных пакеров, манжеты которых закреплены расширяющимися частями навстречу друг другу. Верхний 7 и нижний 8 чашечные пакеры снабжены в данном случае двумя манжетами – верхними, соответственно, 9 и 10, и нижними, соответственно, 11 и 12. Внутренняя труба 5 расположена во внутренней полости наружной трубы 4, при этом образуются два внутренних канала – кольцевой проходной канал 13 между внутренней поверхностью наружной трубы 4 и наружной поверхностью внутренней трубы 5 и центральный проходной канал 14 (внутреннее пространство трубы 5). Внутренняя труба 5 установлена в переходнике 3, снабженном поперечными каналами 15, связывающими центральный проходной канал 14 внутренней трубы 5 с кольцевым пространством над верхним чашечным пакером 7, и вертикальными отверстиями 16, связывающими кольцевой проходной канал 13 с внутренней полостью 17 колонны НКТ 18. Кольцевой проходной канал 13 посредством радиальных отверстий 19 наружной трубы 4 связан с наружным пространством 20 между чашечными пакерами 7 и 8. Центральный проходной канал 14 сообщается с внутренней полостью 21 обсадной колонны 22 под оборудованием. Кольцевой проходной канал 13 ниже радиальных отверстий 19 загерметизирован при помощи уплотняющего устройства 23, установленного на нижней части внутренней трубы 5.

Центраторы 6 обеспечивают улучшенное центрирование в трубе и уменьшают износ манжет.

Циркуляционный клапан 2 (фиг. 2) имеет радиальные каналы 24 в корпусе 25, перекрытые втулкой 26, установленной на корпус 25 клапана с помощью срезных штифтов 27, а также внутренний выступ 28 для установки сбрасываемой вставки.

Оборудование для проведения селективной обработки пластов работает следующим образом.

Оборудование (фиг. 1) спускают в скважину на колонне НКТ 18. При спуске часть скважинной жидкости из зоны ниже оборудования проходит через центральный проходной канал 14, далее через поперечные каналы 15 переходника 3 выходит в кольцевое пространство между колонной НКТ 18 и обсадной колонной 22 над верхним чашечным пакером 7. Другая часть жидкости проходит между манжетами нижнего чашечного пакера 8 и обсадной колонной 22, далее через радиальные отверстия 19 попадает в кольцевой проходной канал 13, затем через вертикальные отверстия 16 переходника 3 выходит во внутреннюю полость 17 колонны НКТ 18.

Наличие внутренних каналов дает возможность свободного перемещения скважинной жидкости внутри оборудования при проведении спускоподъемных работ, что предотвращает эффект поршневания манжет чашечных пакеров внутри обсадной колонны.

Перед спуском в зону обработки производят опрессовку оборудования по НКТ в неперфорированной части обсадной колонны 22. Далее увеличивают давление для открытия радиальных каналов 24 в корпусе 25 циркуляционного клапана 2, в результате чего срезаются срезные штифты 27, и втулка 26 перемещается вниз. Устанавливают оборудование в обрабатываемый интервал скважины (фиг. 3). Сбрасывают в колонну НКТ 18 вставку 29 с пробкой 30 в нижней части, закрепленной с помощью срезных элементов 31, и на циркуляции через клапан 2 закачивают рабочую жидкость. Далее вставка 29, дойдя до циркуляционного клапана 2, устанавливается на внутреннем выступе 28 (фиг. 2) корпуса 25 циркуляционного клапана 2 и перекрывает радиальные каналы 24 (фиг. 3). При превышении давления срезаются срезные элементы 31, и пробка 30 падает вниз в глухое отверстие в верхней части переходника 3 (фиг. 4). Открывается канал для закачки рабочей жидкости через внутреннюю полость вставки 29, циркуляционного клапана 2, вертикальные отверстия 16 переходника 3, кольцевой проходной канал 13 и радиальные отверстия 19 в наружное пространство 20 между чашечными пакерами 7 и 8, и далее в обрабатываемый интервал. В результате создания давления между верхним 7 и нижним 8 чашечными пакерами, происходит увеличение усилия прижатия манжет 9, 11 и 10, 12 к стенкам обсадной колонны 22. Рабочая жидкость поступает в заданный интервал перфорации.

При необходимости обработки нескольких интервалов за одну спуско-подъемную операцию, начинают обработку с верхнего интервала, переходя на нижний.

После окончания работ производят сброс шара (на фиг. не показан) в НКТ 18, который садится на седло 32 сливного клапана 1. При создании повышенного давления в колонне, срезаются штифты 33, и седло 32 перемещается вниз, открывая отверстия 34, сообщающие внутреннюю полость 17 НКТ 18 с кольцевым пространством между колонной НКТ 18 и обсадной колонной 22. Происходит освобождение колонны НКТ 18 от жидкости при подъеме оборудования для предотвращения эффекта поршневания.

Таким образом, изобретение позволяет проводить селективную обработку пластов, обеспечивая при этом возможность доведения рабочей жидкости до обрабатываемого интервала на циркуляции, повышает надежность оборудования для проведения селективной обработки пластов.