отсекатель скважины

Формула изобретения

Отсекатель скважины, включающий корпус и поршень, клапан с седлом, связанный с поршнем шток, гидравлический канал и пакер, отличающийся тем, что он снабжен расположенным в корпусе фиксатором, поршень выполнен с кольцевой канавкой со скосами для взаимодействия с ответной торцевой поверхностью фиксатора, гидравлический канал размещен в корпусе и сообщает полость под поршнем с полостью под клапаном, полость под поршнем гидравлически сообщена с подпакерной зоной скважины, а полость под клапаном гидравлически сообщена с надпакерной зоной скважины, при этом полости над поршнем и под клапаном сообщены с внутритрубным пространством.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при подземном ремонте скважин.

Известно устройство для перекрытия скважины, содержащее корпус, внутри которого установлено седло с размещенным под ним запорным элементом (патент RU N 2049225, E 21 B 34/06, БИ N 33, 1995 г.) [1].

Недостатком этого устройства является сложность конструкции и низкая эксплуатационная надежность.

Наиболее близким к предлагаемой конструкции является устройство для перекрытия скважины, содержащее корпус и поршни, образующие полость, клапан, имеющий седло, и связанный с поршнем шток с затвором и выполненным в нем гидравлическим каналом, сообщающим затрубное пространство под клапаном с полостью между поршнями (авт. св. СССР N 1143829, E 21 B 34/06, БИ N 9, 1985 г.). [2].

Недостатком этого устройства является сложность конструкции, низкая надежность, необходимость выравнивания давления над и под запорным элементом для его открытия.

Нечеткое позиционирование затвора при плавном изменении перепада давления на затворе приводит к его возвратно-поступательному движению и требует создания дополнительного гидравлического импульса для его закрытия.

Задачей предлагаемого устройства является упрощение конструкции и увеличение надежности путем достижения одномоментного открытия и последовательного четкого позиционирования клапана в открытом положении, соответствующее заданному перепаду давления между подпакерной и надпакерной зонами.

Поставленная задача достигается тем, что в известном устройстве, включающем корпус и поршень, клапан с седлом и связанный с поршнем шток с гидравлическим каналом, сообщающим затрубное пространство с полостью под поршнем, поршень выполнен с кольцевой канавкой со скосами для взаимодействия с фиксатором с ответной торцевой поверхностью, размещенным в корпусе, а гидравлический канал расположен в корпусе и сообщает полости под поршнем и над клапаном.

Выполнение поршня с кольцевой канавкой со скосами для взаимодействия с фиксатором с ответной торцевой поверхностью, размещенным в корпусе, увеличивает надежность позиционирования поршня как в открытом, так и в закрытом положениях, дает возможность одномоментного открытия клапана при достижении заданной величины перепада затрубного и внутритрубного давления.

Гидравлический канал, расположенный в корпусе и сообщающий полости под поршнем и над клапаном, сообщение полостей над поршнем и под клапаном с внутритрубным пространством дает возможность выполнения клапана самозакрывающимся под действием собственного веса, что упрощает конструкцию.

На чертеже приведен общий вид отсекателя.

Отсекатель включает корпус 1 с размещенным в нем фиксатором 2, поршень 3 с кольцевой канавкой 4 со скосами для взаимодействия с фиксатором 2. Кольцевая канавка 4 выполнена со скосами определенного профиля. Поршень 3 соединен со штоком 5, взаимодействующим с клапаном 6. В корпусе 1 расположен гидравлический канал 7. Внутреннее пространство корпуса делится на две полости А и Б. Полость А расположена под поршнем 3 и гидравлически сообщена с подпакерной зоной скважины. Полость Б расположена под клапаном 6 и гидравлически сообщена с надпакерной зоной скважины.

Отсекатель работает следующим образом.

Отсекатель с пакером 8 известной конструкции устанавливается в скважине над интервалом перфорации. Подпакерная зона скважины гидравлически соединена с продуктивным пластом, а надпакерная - с устьем скважины.

При спуске и установке отсекателя в скважине клапан 6 закрыт и надпакерная зона скважины герметизирована от подпакерной зоны. При отборе жидкости давление в надпакерной зоне уменьшается, в то время как в подпакерной зоне сохраняется пластовое давление. Вследствие этого на поршне 3 с кольцевой канавкой 4 со скосами возникает перепад давления и на него начинает действовать осевая сила, направленная от полости А к полости Б. Эта сила до определенной величины компенсируется фиксатором 2, размещенным в корпусе 1 и весом поршня 3 (в жидкости). Таким образом сохраняется герметизация надпакерной зоны от подпакерной. При достижении осевой силы от перепада давления заданной величины, которая устанавливается заданием усилия пружины фиксатора 2 перед спуском отсекателя в скважину, поршень 3 освобождается от фиксатора 2 и, перемещаясь внутри корпуса 1, через шток 5 открывает клапан 6. Жидкость из подпакерной зоны, имеющей относительно высокое давление, через гидравлический канал 7 в корпусе устремляется в надпакерную зону. При прекращении отбора жидкости из надпакерной зоны возрастает ее уровень и прекращается приток жидкости из пласта в скважину. При этом исчезает перепад давления на поршне, который под собственным весом так же, как и клапан, возвращается в исходное положение.

Отсекатель предельно прост по конструкции. Применение его повышает надежность перекрытия скважины, увеличивает межремонтный период работы скважин, снижает затраты, а также улучшает безопасность проведения работ при подземном ремонте скважин без их глушения.

Источники информации

1. Патент N 2049225, кл. E 21 B 34/06, 1995.

2. А.с. N 1143829, кл. E 21 B 34/06, 1985.