устройство для циркуляции жидкости в скважине

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦИРКУЛЯЦИИ ЖИДКОСТИ В СКВАЖИНЕ, включающее полый корпус с радиальными каналами, установленный в нем дифференциальный полый поршень с размещенными в его верхней части двуплечими рычагами, гибкий тяговый элемент, и опускаемый с поверхности полый стержень, выполненный с возможностью взаимодействия с двуплечими рычагами, отличающееся тем, что, с целью упрощения управления работой устройства при проведении прямой промывки скважины с одновременным упрощением его конструкции, на наружной поверхности полого поршня выполнена фигурная канавка для образования совместно с внутренней поверхностью корпуса лабиринтного канала, а на каждом плече двуплечих рычагов выполнены наружные выступы для взаимодействия с выполненными внутри корпуса кольцевыми выступом и проточкой при перемещении поршня относительно корпуса, при этом опускаемый с поверхности полый стержень прикреплен к гибкому тяговому элементу.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к оборудованию для испытания нефтегазоразведочных скважин.

Известен циркуляционный клапан, состоящий из корпуса с радиальными каналами и подпружиненной ступенчатой втулки, концентрично расположенной относительно корпуса и образующей с ним камеру высокого давления и дополнительную камеру, которая в рабочем положении сообщается с камерой высокого давления, причем дополнительная камера в транспортном положении связана с внутритрубным пространством через обратный клапан [1].

Недостатком клапана является то, что он обеспечивает проведение только прямой циркуляции жидкости.

Известно также устройство для циркуляции жидкости в скважине, состоящее из полого корпуса, установленных в нем также полых поршня и ступенчатого штока, поддерживаемых в верхнем положении посредством пружины, причем в верхней части штока установлены двуплечие рычаги, а в поршне - защелки, с которыми взаимодействует спускаемый сверху на кабеле толкатель [2]. Устройство обеспечивает проведение прямой и обратной циркуляции жидкости.

Недостатком устройства является необходимость спуска в скважину толкателя на кабеле как при прямой, так и при обратной циркуляции жидкости, что усложняет управление работой устройства и не позволяет работать с геофизическими приборами на кабеле в зоне фильтра скважины.

Цель изобретения - упрощение управления работой устройства при проведении прямой промывки скважины с одновременным упрощением его конструкции. Применение изобретения позволит упростить управление его работой при проведении прямой промывки скважины за счет исключения операции по спуску специального элемента, что приведет к значительной экономии времени и материальных средств, а также к расширению технологических возможностей за счет обеспечения возможности снижения уровня жидкости в трубах компрессором при спущенном на кабеле в зону фильтра скважины геофизическом приборе.

Достигается это тем, что в устройстве, включающем полый корпус с радиальными каналами, установленный внутри него дифференциальный полый поршень с размещенными в его верхней части двуплечими рычагами и опускаемый с поверхности полый стержень, выполненный с возможностью взаимодействия с двуплечими рычагами, на наружной поверхности поршня выполнена фигурная канавка для образования совместно с внутренней поверхностью корпуса лабиринтного канала, а на каждом плече двуплечих рычагов выполнены наружные выступы для взаимодействия с выполненными внутри корпуса кольцевыми выступом и проточкой при перемещении поршня относительно корпуса, при этом опускаемый с поверхности полый стержень прикреплен к гибкому тяговому элементу.

На фиг. 1 изображено устройство для циркуляции жидкости в скважине в транспортном положении при наличии избыточного наружного давления на устройство; на фиг. 2 - то же, в момент проведения прямой промывки путем снижения уровня жидкости в трубах за счет ее вытеснения воздухом в затрубное пространство; на фиг. 3 - то же, в момент проведения обратной промывки при опущенном на кабеле (тросе) блокирующем полом стержне; на фиг. 4 - то же, в момент проведения гидроразрыва пласта путем создания в трубах избыточного давления при опущенном на кабеле (тросе) блокирующем полом стержне.

Устройство состоит из полого корпуса 1 с радиальными каналами 2, установленного внутри него дифференциального полого поршня 3 с выполненной на его наружной поверхности фигурной канавкой для образования совместно с внутренней поверхностью корпуса лабиринтного канала 4, радиальным каналом 5 и установленными в его верхней части на осях 6 двуплечими рычагами 7, на каждом плече которых выполнены наружные выступы 8 и 9. Внутри корпуса 1 выполнены кольцевые выступ 10 и проточка 11 для взаимодействия с наружными выступами 8 и 9 поршня при перемещении последнего относительно корпуса. Для проведения обратной промывки или гидроразрыва пласта на кабеле (тросе) 12 опускается прикрепленный к нему полый стержень 13 (фиг. 3 и 4).

Устройство работает следующим образом.

В скважину на трубах опускается пакер с фильтром (на фигурах не показаны) и устройство для циркуляции жидкости. После установки пакера на необходимой глубине и обвязки устья скважины, в трубы компрессором закачивают воздух. При этом под действием избыточного внутреннего давления поршень 3 движется относительно корпуса 1 вниз, выступы 8 рычагов 7 попадают в кольцевую проточку 11 корпуса 1, в результате чего рычаги 7 поворачиваются относительно осей 6, а их выступы 9 беспрепятственно проходят выступ 10 корпуса 1. В конце хода поршня выступы 8 рычагов 7 выходят из проточки 11 корпуса 1 и рычаги 7 возвращаются в свое первоначальное положение (фиг. 2). В этом положении устройства проводят прямую промывку скважины путем вытеснения воздухом требуемого объема жидкости из труб.

Далее, открывая устье, стравливают воздух из труб, в результате чего жидкость, находящаяся в затрубье, через каналы 2 давит на поршень 3, и за счет гидравлических сопротивлений в лабиринтном канале 4 поршень 3 возвращается в исходное положение (фиг. 1).

Для проведения обратной промывки, при вымыве из труб пластового флюида, по окончании работ по испытанию пласта устройство переводят в положение, показанное на фиг. 2. Затем в трубы на кабеле (тросе) 12 опускается полый стержень 13 с утолщенной верхней частью, который устанавливается в осевом канале корпуса устройства и при помощи которого производится фиксация поршня 3 в его нижнем положении (фиг. 3). В результате чего каналы 2 и 5 через лабиринтный канал 4 имеют сообщение с каналом, выполненным в стержне 13. Снятие стержня 13 по окончании операции производится путем создания кратковременной прямой циркуляции и натяжением кабеля (троса) 12, после чего устройство готово к повторной операции по снижению уровня жидкости в трубах.

При необходимости устройство обеспечивает возможность проведения гидроразрыва пласта путем создания значительного избыточного давления только в трубах. Для этого сначала создается избыточное наружное давление на устройство, в результате чего оно переводится в положение, показанное на фиг. 1, а затем в этом положении устройство блокируется опускаемым на кабеле (тросе) 12 стержнем 13, так как при этом выступы 9 рычагов 7 будут препятствовать смещению поршня 3 вниз относительно корпуса 1 (фиг. 4). Снятие стержня 13 по окончании операции производится путем создания избыточного наружного давления на устройство, после чего оно готово к обеспечению возможности снижения уровня жидкости в трубах компрессором с целью вызова притока из пласта.