устройство для изоляции межтрубного пространства в скважине

Формула изобретения

Устройство для изоляции межтрубного пространства в скважине, включающее полый корпус с рядом радиальных отверстий, манжету, втулку-толкатель, размещенную на корпусе с возможностью взаимодействия с манжетой, конус, установленный на корпусе, цилиндр, соединенный с конусом, плашки с плашкодержателем, установленные на корпусе с возможностью выдвижения плашек в радиальном направлении при взаимодействии с конусом, седло и срезные винты, отличающееся тем, что в плашкодержателе выполнены дополнительные сквозные радиальные отверстия, в которых установлены шлипсы с возможностью выдвижения в радиальном направлении, внутренняя полость плашкодержателя сообщена с внутренней полостью корпуса рядом радиальных отверстий, во втулке-толкателе выполнены сквозные радиальные отверстия, в которых установлены шлипсы с возможностью выдвижения в радиальном направлении, причем втулка-толкатель жестко закреплена на корпусе, а ее внутренняя полость сообщена с межтрубным пространством под манжетой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей отрасли, а именно к устройствам для изоляции межтрубного пространства в скважинах при проведении гидравлического разрыва пластов, закачке жидкости, газа или изоляционных растворов под давлением для повышения нефтеотдачи пластов и при ремонтно-изоляционных работах.

Известно устройство, включающее полый корпус с радиальным отверстием, манжету, втулку-толкатель, размещенную на корпусе с возможностью взаимодействия с манжетой, конус, установленный на корпусе с возможностью осевого перемещения, цилиндр, соединенный с конусом, плашки с плашкодержателем, установленные на корпусе с возможностью выдвижения плашек в радиальном направлении при взаимодействии с конусом, храповик для фиксации втулки-толкателя относительно конуса и плашек с плашкодержателем, упорную гильзу, соединенную с корпусом над манжетой, и седло с шаром, помещенное в корпусе [1].

Недостатком известного устройства является сложность в изготовлении, высокая себестоимость, а главное недостаточно высокая надежность в работе из-за частого отказа основного узла устройства - храповика, не обеспечивающего 100% жесткой фиксации втулки-толкателя относительно корпуса при установке устройства в скважине. Кроме того, устройство необходимо комплектовать гидравлическим якорем сверху для предотвращения перемещения устройства вверх при закачке жидкости, газа или изоляционного раствора под давлением в скважину.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, включающее полый корпус с кольцевой канавкой и рядом радиальных отверстий, втулку-толкатель с радиальными отверстиями, манжеты, цилиндр, кольцевой конус, упорную гильзу с отверстием в стенке, образующую с корпусом кольцевую полость, храповик, стопорное кольцо, плашки, плашкодержатель, муфту, седло с шаром, кулачки, срезные штифты [2].

Недостатком известного устройства являются также относительно невысокая надежность в работе из-за частого отказа храповика, не обеспечивающего 100% жесткой фиксации втулки-толкателя относительно корпуса при установке устройства в скважине. Кроме того, устройство сложно в изготовлении, имеет высокую стоимость и необходимость комплектования гидравлическим якорем сверху для предотвращения перемещения устройства вверх при закачке жидкости, газа или изоляционного раствора под давлением в скважину.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности и долговечности устройства, упрощение устройства конструктивно и снижение его себестоимости, а также увеличение производительности добывающих скважин за счет исключения простоя нагнетательных скважин и снижение материальных затрат за счет повторных, многократных установок новых или отремонтированных устройств.

Необходимый технический результат достигается тем, что устройство для изоляции межтрубного пространства в скважине включает полый корпус с рядом радиальных отверстий, манжету, втулку-толкатель, размещенную на корпусе с возможностью взаимодействия с манжетой, конус, установленный на корпусе, цилиндр, соединенный с конусом, плашки с плашкодержателем, установленные на корпусе с возможностью выдвижения плашек в радиальном направлении при взаимодействии с конусом, седло и срезные винты, согласно изобретению в плашкодержателе выполнены дополнительные сквозные отверстия, в которых установлены шлипсы с возможностью выдвижения в радиальном направлении, внутренняя полость плашкодержателя сообщена с внутренней полостью корпуса рядом радиальных отверстий, во втулке-толкателе выполнены сквозные радиальные отверстия, в которых установлены шлипсы с возможностью выдвижения в радиальном направлении, причем втулка-толкатель жестко закреплена на корпусе, а ее внутренняя полость сообщена с межтрубным пространством под манжетой.

На фиг.1 изображен общий вид устройства перед установкой в скважине; на фиг.2 - то же, в процессе установки в скважине перед срезом винтов, удерживающих седло; на фиг.3 - то же, в рабочем положении после установки в скважине.

Устройство состоит (фиг.1) из полого корпуса 1 с рядом радиальных отверстий А, одной или нескольких манжет 2, втулки-толкателя 3 со шлипсами 4, конуса 5, цилиндра 6, проставочного кольца 7, плашкодержателя 8 с плашками 9, шлипсами 10 и срезными винтами 11, упора-центратора 12 и седла 13 со срезными винтами 14.

Герметизация контактных поверхностей между деталями устройства обеспечивается резиновыми уплотнительными кольцами, изображенными на фиг.1-3.

Устройство работает следующим образом (фиг.2 и 3). После спуска устройства на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) 15 в обсадную колонну 16, с устья скважины в НКТ 15 бросают шар 17 на седло 13 и создают избыточное давление во внутренней полости устройства, которое через ряд радиальных отверстий А корпуса 1 передается на шлипсы 10, выдвигая их до упора в обсадную колонну 16. Величина создаваемого избыточного давления достаточна для заякоревания плашкодержателя 8 шлипсами 10 в обсадной колонне 16 и заведомо меньше давления среза винтов 14, удерживающих седло 13 с шаром 17. Не сбрасывая избыточного давления в НКТ 15 разгружают часть их веса на плашкодержатель 8, предварительно срезав винты 11. Конус 5 раздвигает плашки 9 и прижимает их к обсадной колонне 16, на которую фактически передается вся величина разгруженной части веса НКТ 15. Повышают избыточное давление в НКТ до среза винтов 14, при этом седло 13 с шаром 17 подают на забой скважины.

Устройство установлено и может быть использовано по своему назначению для изоляции межтрубного пространства между НКТ 15 и обсадной колонной 16 при проведении различных технологических операций в скважине по повышению нефтеотдачи пластов.

Использование предлагаемого изобретения позволит повысить надежность и долговечность устройства, существенно упростить устройство конструктивно, уменьшить его себестоимость и, как следствие этого, увеличить производительность добычи нефти за счет исключения простоя скважин и снизить материальные затраты, связанные с ремонтом и простоем скважин при промышленном внедрении данных устройств на нефтяных и газовых месторождениях.

Источники информации

1. Каталог оборудования для эксплуатации газовых скважин. М. ЦИНТИХимнефтемаш, 1982, с.24-25.

2. Патент Российской Федерации №2068074, 1994 г.