разбуриваемый башмак-клапан для установки расширяемой колонны в скважине

Формула изобретения

Разбуриваемый башмак-клапан для установки расширяемой колонны в скважине, включающий герметично вставленный и зафиксированный в нижнем конце расширяемой колонны, выполненной в виде металлического патрубка, корпус с центральным проходным каналом, оборудованным полой цилиндрической вставкой с негерметичной заглушкой сверху, внутри которой с возможностью осевого перемещения расположен шаровой клапан, причем металлический патрубок выполнен с возможностью жесткого соединения, например, сваркой с расширяемой колонной, отличающийся тем, что заглушка вставлена в полую цилиндрическую вставку, верхняя часть которой расположена выше корпуса, а нижняя часть, расположенная в корпусе, оснащена снаружи кольцевыми проточками, при этом сверху корпуса установлена цилиндрическая площадка, герметизирующая пространство между металлическим патрубком и верхней частью цилиндрической вставки, причем наружная поверхность корпуса, контактирующая с внешней средой, покрыта герметиком.

Описание изобретения к патенту

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к области бурения скважин, в частности к расширяемым колоннам для изоляции ими зон осложнений при бурении.

Известен «Профильный перекрыватель» (патент ПМ № 64262, МПК E21B 29/10, опубл. Бюл. № 18 от 27.06.2006 г.), включающий профильную трубу с цилиндрическими концевыми участками, в головном из которых размещен якорный узел, а в хвостовом - башмак, установленный выше завальцовки концевого участка и выполненный в виде вкладыша с уплотнением по периметру и конусной поверхностью внизу, выполненной с возможностью взаимодействия с завальцовкой хвостовика профильной трубы, причем башмак снизу оборудован съемным фиксатором, взаимодействующим с нижним торцем хвостовика профильной трубы.

Недостатками этого устройства являются:

- низкая работоспособность устройства при применении цемента для корпуса башмака, связанная с насыщением цемента водой и последующим его разрушением из-за отсутствия герметизатора цемента от внешней среды;

- сложность конструкции из-за применения закладного элемента для крепления фиксатора;

- отсутствие клапана для заполнения профильного перекрывателя при его спуске в скважину.

Известно устройство «Башмак для установки профильного перекрывателя в скважине» (патент ПМ № 56454, МПК E21B 29/10, опубл. Бюл. № 25 от 10.09.2006 г.), включающее корпус, выполненный с возможностью соединения с перекрывателем, с центральным проходным каналом, седло и шаровой клапан, при этом на наружной поверхности корпуса выполнены кольцевая выборка и расположенные выше кольцевые выступы, соответственно, для соединения с перекрывателем и для герметизации этого соединения, а центральный канал выше седла, жестко соединенного с корпусом, оборудован полой цилиндрической вставкой с внутренними продольными каналами, внутри которой с возможностью осевого перемещения расположен шаровой клапан, причем корпус изготовлен из легкоразбуриваемого материала.

Недостатками данного устройства являются:

- низкая работоспособность устройства при применении цемента для корпуса башмака, связанная с насыщением цемента водой и последующим его разрушением из-за отсутствия герметизатора цемента от внешней среды;

- после разрушения корпуса башмака необходимо применять инструмент для разрушения или удаления седла и шарового клапана, выполненных из металла.

Технической задачей изобретения является создание надежного в работе разбуриваемого башмака-клапана, выдерживающего высокие давления при применении расширяемых колонн, простой в изготовлении и применении конструкции, позволяющий исключить дополнительные материальные затраты на изготовление и дополнительные спускоподъемные операции для его разрушения.

Техническая задача решается разбуриваемым башмаком-клапаном для установки расширяемой колонны в скважине, включающим герметично вставленный и зафиксированный в нижнем конце расширяемой колонны, выполненной в виде металлического патрубка, корпус с центральным проходным каналом, оборудованным полой цилиндрической вставкой с негерметичной заглушкой сверху, внутри которой с возможностью осевого перемещения расположен шаровой клапан, причем металлический патрубок выполнен с возможностью жесткого соединения, например, сваркой с расширяемой колонной.

Новым является то, что заглушка вставлена в полую цилиндрическую вставку, верхняя часть которой расположена выше корпуса, а нижняя часть, расположенная в корпусе, оснащена снаружи кольцевыми проточками, при этом сверху корпуса установлена цилиндрическая площадка, герметизирующая пространство между металлическим патрубком и верхней частью цилиндрической вставки, причем наружная поверхность корпуса, контактирующая с внешней средой, покрыта герметиком.

На чертеже показан разбуриваемый башмак-клапан для установки расширяемой колонны с осевым продольным разрезом.

Разбуриваемый башмак-клапан для установки расширяемой колонны в скважине включает герметично вставленный и зафиксированный в нижнем конце расширяемой колонны, выполненной в виде металлического патрубка 1, корпус 2 с центральным проходным каналом 3, оборудованный полой цилиндрической вставкой 4 с негерметичной заглушкой 5 сверху, внутри которой с возможностью осевого перемещения расположен шаровой клапан 6. Металлический патрубок 1 выполнен с возможностью жесткого соединения, например, сваркой 7 с расширяемой колонной. Заглушка 5 вставлена в полую цилиндрическую вставку 4, верхняя часть которой расположена выше корпуса 2, а нижняя часть, расположенная в корпусе 2, оснащена снаружи кольцевыми проточками 8. Сверху корпуса 2 установлена цилиндрическая площадка 9, герметизирующая пространство 10 между металлическим патрубком 1 и верхней частью цилиндрической вставки 4 манжетой 11. Наружная поверхность 12 корпуса 2, контактирующая с внешней средой (на чертеже не показана), покрыта герметиком.

Устройство работает следующим образом.

Устройство в сборе приваривают к нижней части расширяемой колонны 1 сваркой 7 и спускают в скважину, при этом при помощи клапана 6 в цилиндрической вставке 4 происходит заполнение башмака и расширяемой колонны 1. Далее колонну расширяют гидравлическим давлением, при этом клапан 6 садится в седло 13 цилиндрической вставки 4. Благодаря тому, что корпус 2 снабжен герметизирующей площадкой 9, жидкость не контактирует с материалом корпуса, например цементом, и не разрушает его. А также за счет площадки 9 нагрузка от гидравлического давления жидкости распределяется равномерно по верхней части корпуса 2. Благодаря тому, что наружная поверхность 12 корпуса 2, контактирующая с внешней средой, покрыта герметиком, исключен контакт материала корпуса 2 с внешней средой, и, как следствие, исключено его разрушение. После установки расширяемой колонны ее развальцовывают развальцевателем с фрезерующей головкой (на чертеже не показаны). При достижении башмака развальцеватель, снабженный снизу фрезерующей головкой, разрушает башмак и все его детали, которые изготавливаются из легко разрушаемого материала, например из текстолита.

Предлагаемый разбуриваемый башмак-клапан является надежным в работе, выдерживающим высокие давления при применении расширяемых колонн и простым в изготовлении и применении, позволяющим исключить дополнительные материальные затраты на изготовление и дополнительные спускоподъемные операции для его разрушения.