устройство для раздельной эксплуатации двух пластов одной скважины

Формула изобретения

Устройство для раздельной эксплуатации двух пластов одной скважины, включающее корпус и подвижный патрубок, образующие между собой кольцевую камеру, ряды радиальных каналов, пружину, фигурный паз, взаимодействующий с фиксирующим штифтом, обратный клапан и пакер, отличающееся тем, что корпус снабжен глухой перегородкой, перекрывающей центральный канал, а подвижный патрубок установлен с наружной стороны корпуса, ряды радиальных каналов расположены в корпусе, причем один из них находится ниже глухой перегородки, а два других - выше, пружина установлена с наружной стороны расточки подвижного патрубка между его кольцевым уступом и верхним торцом цилиндра, соединенного с нижней частью корпуса, на наружной поверхности которого расположен фигурный паз.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для раздельной эксплуатации двух пластов одной скважины.

Известна перепускная муфта для раздельной эксплуатации двух пластов, включающая корпус с каналами, сообщающими прием насоса с внутритрубным и затрубным пространством, в верхней части которых установлены седла под запорный орган. Корпус снабжен ограничителем хода запорного органа, размещенным в верхней части муфты (а.с. №863839, МПК Е 21 В 43/14, 1981).

Недостатки устройства:

- в случае если пластовые давления сильно отличаются, работать будет только один пласт;

- невозможность провести раздельные гидродинамические исследования пластов;

- в случае, если в пластах одинаковые давления, невозможно обеспечить раздельную эксплуатацию пластов, т.к. они будут работать оба.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для одновременно раздельной эксплуатации двух пластов одной скважины, включающее корпус и подвижный патрубок, образующие между собой кольцевую камеру, ряды радиальных каналов, пружину, фигурный паз, взаимодействующий с фиксирующим штифтом, обратный клапан и пакер (а.с. №330242, МПК Е 21 В 43/14, 1972).

Существенными недостатками устройства являются:

- сложность конструкции, обусловленная наличием большого количества узлов и деталей, а отсюда большая металлоемкость;

- несоосность уплотняемых поверхностей будет создавать большие сопротивления подвижной части, что приведет к низкой работоспособности и надежности;

- ограниченные силовые и энергетические возможности пружины: она не сможет создавать большие нагрузки, чтобы сдвинуть подвижные элементы;

- полость, где находится пружина, замкнута, что приведет к ее забиванию загрязнениями и выводу пружины из строя.

Задачей изобретения является создание устройства, обладающего упрощенной конструкцией и повышенной работоспособностью и надежностью в эксплуатации.

Указанная задача решается предлагаемым устройством для раздельной эксплуатации двух пластов одной скважины, включающим корпус и подвижный патрубок, образующие между собой кольцевую камеру, ряды радиальных каналов, пружину, фигурный паз, взаимодействующий с фиксирующим штифтом, обратный клапан и пакер.

Новым является то, что корпус снабжен глухой перегородкой, перекрывающей центральный канал, а подвижный патрубок установлен с наружной стороны корпуса, ряды радиальных каналов расположены в корпусе, причем один из них находится ниже глухой перегородки, а два других - выше, пружина установлена с наружной стороны расточки подвижного патрубка между его кольцевым уступом и верхним торцом цилиндра, соединенного с нижней частью корпуса, на наружной поверхности которого расположен фигурный паз.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство в продольном разрезе, спущенное в скважину.

На фиг.2 - развертка фигурного паза.

Устройство состоит из корпуса 1 (фиг.1), снабженного глухой перегородкой 2 и тремя рядами радиальных каналов, один из которых 3 находится ниже глухой перегородки, а два других 4 и 5 - выше. В нижней части корпуса 1 на наружной поверхности выполнен фигурный паз 6 (фиг.2). На корпус 1 телескопически надет подвижный патрубок 7 с кольцевой выборкой 8, образующей с корпусом кольцевую камеру и имеющий в нижней части цилиндрическую расточку 9 с кольцевым уступом 10. Фиксирующий штифт 11 одним концом жестко соединен с подвижным патрубком 7, а другим - взаимодействует с фигурным пазом 6. Подвижный патрубок 7 частично входит в ступенчатый цилиндр 12, который соединен с корпусом 1. В цилиндрической расточке 9 между торцом 10 и верхним торцом цилиндра 12 расположена пружина 13. Нижний конец цилиндра 12 входит внутрь корпуса пакера 14. В верхней части корпуса установлен центратор 15. Сопрягаемые поверхности деталей снабжены уплотнительными кольцами 16. В центральном канале корпуса 1 между рядами 4 и 5 радиальных каналов находится обратный клапан 17.

Работает устройство следующим образом.

Его спускают в скважину на насосно-компрессорных трубах (НКТ) 18 вместе с пакером или пакер спускают заблаговременно и устанавливают выше нижнего продуктивного пласта 19 и тем самым отсекают его затрубное пространство от верхнего продуктивного пласта 20.

При спуске устройства и установке его в скважине штифт 11 находится в положении “а” (фиг.2), т.е. радиальные каналы 4 и 5 располагаются выше торца 21 подвижного патрубка 7 (положение I), а верхний продуктивный пласт 20 сообщается с внутренним пространством НКТ через каналы 4 и 5. В НКТ спускают насос, осваивают этот пласт и проводят необходимые гидродинамические исследования, а затем эксплуатируют, например, до подхода воды. Затем эксплуатацию прекращают и переводят подвижный патрубок 7 в положение II. Для этого в затрубном пространстве создают избыточное давление, под воздействием которого подвижный патрубок 7, сжимая пружину 13 перемещается вниз, при этом штифт 11 также опускается вниз и займет положение “а’” (фиг.2). Давление сбрасывают, подвижный патрубок 7 под воздействием пружины 13 поднимается вверх и займет положение II, при котором ряды каналов 1 и 2 через посредство выборки 8 соединяются, а подпакерное пространство, т.е. зона нижнего продуктивного пласта 19 сообщается с пространством выше устройства. Штифт 11 перейдет при этом в положение “б”. Проводят необходимые гидродинамические исследования с целью установления параметров нижнего продуктивного пласта.

Затем верхний продуктивный пласт 20 отсекают. Для этого в затрубном пространстве снова создают избыточное давление, подвижный патрубок 7 перемещается вниз, штифт 11 переходит из положения “б” в положение “б” (фиг.2), давление сбрасывают, подвижный патрубок 7 под воздействием пружины 13 поднимается вверх и перекрывает ряд 3 радиальных каналов 9 (положение III). Штифт 11 перейдет при этом в положение “в” (фиг.2). Подпакерное пространство, т.е. зона нижнего продуктивного пласта, соединяется с внутренним пространством НКТ. Снова включают насос и теперь уже эксплуатируют нижний продуктивный пласт 19.

При необходимости перейти к эксплуатации верхнего продуктивного пласта нижний продуктивный пласт отключают путем перевода подвижного патрубка 7 из положения III в положение I путем проведения вышеперечисленных операций.

Предлагаемое устройство, по сравнению с известным, значительно проще по конструкции, узлы и детали его отличаются высокой работоспособностью и надежностью в эксплуатации.