RU2068942C1

RU2068942C1 - Bridge plug

Info

Publication number: RU2068942C1
Authority: RU
Inventors: Анатолий Андреевич Цыбин; Марат Мухтарович Фасхутдинов; Владимир Васильевич Торопынин
Original assignee: Анатолий Андреевич Цыбин; Марат Мухтарович Фасхутдинов; Владимир Васильевич Торопынин
Priority date: 1992-07-17
Filing date: 1992-07-17
Publication date: 1996-11-10

Abstract

FIELD: well drilling. SUBSTANCE: device has a casing. The casing is made in the form of a cylinder with radial channel. The device has return valve, sealing member and switching device with radial channel. The device has a suspension in the form of pipes. Stepped piston is placed inside the switching device. The switching device shapes the form of the piston. Stepped piston and pipe form annular space between. The switching device has additional radial channel. It is provided for opening outer space to the annular cavity. The switching device is secured by smaller step in the casing. Stepped piston and the casing and smaller step of the pipe form a space under the piston. This space is filled with packaging liquid. EFFECT: high efficiency. 4 dwg

Description

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для разобщения пластов при консервации, эксплуатации и капитальном ремонте скважин. The invention relates to the field of oil and gas industry, and in particular to devices for separating layers during the conservation, operation and overhaul of wells.

Известно устройство, устанавливаемое в скважине на трубах, включающее корпус с радиальным каналом, обратный клапан, уплотнительный элемент, переводник с осевым и радиальным каналами и обратным клапаном, установленным в осевом канале и соединенный с переводником перепускной клапан с радиальными каналами и фиксирующим элементом (I). A device is known that is installed in a well in pipes, including a housing with a radial channel, a check valve, a sealing element, a sub with axial and radial channels and a check valve installed in the axial channel and connected to the sub bypass valve with radial channels and a fixing element (I) .

Недостаток устройства сложность конструкции и, как следствие этого, относительно невысокая эксплуатационная надежность. Кроме того, при использовании в конструкции устройства металлического уплотнительного элемента, например из разбуриваемых высокопластичных металлических пластов, для повышения эксплуатационной надежности устройства требуется иметь высокопрочные трубы, на которых устройство устанавливают в скважине, и мощный насосный агрегат для создания больших давлений пакеровки уплотнительного элемента. The disadvantage of this device is the complexity of the design and, as a consequence, the relatively low operational reliability. In addition, when using a metal sealing element in the device design, for example, from drilled highly plastic metal layers, to increase the operational reliability of the device, it is necessary to have high-strength pipes on which the device is installed in the well, and a powerful pump unit to create high packer packing pressures.

Известно также устройство, включающее корпус в виде стакана с радиальным каналом, обратный клапан, уплотнительный элемент, переводник с радиальным каналом, связанный с корпусом, и подвеску в виде труб (II). Данное устройство при использовании в конструкции металлического уплотнительного элемента для повышения эксплуатационной надежности, при разобщении пластов в скважине можно установить в обсадной колонне при избыточных давлениях запакеровки уплотнительного элемента не менее 40-50 МПа, что требует иметь в наличии высокопрочные трубы (насосно-компрессорные), на которых устройство устанавливается в скважине, и мощные насосные агрегаты для создания таких высоких избыточных давлений. A device is also known that includes a housing in the form of a cup with a radial channel, a check valve, a sealing element, a sub with a radial channel connected to the housing, and a suspension in the form of pipes (II). This device, when used in the design of a metal sealing element to increase operational reliability, when uncoupling the layers in the well, can be installed in the casing at excessive packing sealing pressure of at least 40-50 MPa, which requires the availability of high-strength pipes (tubing), on which the device is installed in the well, and powerful pumping units to create such high excess pressures.

Необходимый технический результат достигается тем, что мостовая пробка, включающая корпус в виде стакана с радиальным каналом, обратный клапан, уплотнительный элемент, переводник с радиальным каналом, связанный с корпусом, и подвеску в виде труб, снабжена ступенчатым поршнем, размещенным в переводнике, и ограничителем верхнего перемещения поршня, а переводник выполнен в виде ступенчатого патрубка под ступенчатый поршень, образующего с последним кольцевую полость, имеет дополнительный радиальный канал, сообщающий внешнее пространство с кольцевой полостью, и зафиксирован меньшей ступенью в корпусе, при этом ступенчатый поршень образует с корпусом и меньшей ступенью патрубка подпоршневую полость, которая заполнена пакерующей жидкостью. The necessary technical result is achieved by the fact that the bridge plug, comprising a housing in the form of a cup with a radial channel, a check valve, a sealing element, a sub with a radial channel connected to the housing, and a suspension in the form of pipes, is equipped with a step piston located in the sub and a limiter the upper displacement of the piston, and the sub is made in the form of a stepped nozzle for a stepped piston, which forms an annular cavity with the latter, has an additional radial channel communicating the external space an annular cavity and is fixed at a step in the housing, wherein the stepped piston forms the housing and at step subpiston nozzle cavity which is filled packer fluid.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности. The aim of the invention is to increase operational reliability.

Конструкция пробки мостовой поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид устройства перед его спуском в скважину; на фиг. 2 то же при спуске в скважину; на фиг. 3 то же при установке пробки мостовой в скважине; на фиг. 4 то же при извлечении узла установки пробки мостовой из скважины. The construction of the bridge plug is illustrated in the drawings, where in FIG. 1 shows a General view of the device before it is lowered into the well; in FIG. 2 the same when descending into the well; in FIG. 3 the same when installing the bridge plug in the well; in FIG. 4 the same when removing the pavement plug installation unit from the well.

Пробка мостовая состоит (см. фиг. 1) из узла уплотнения и узла доставки последнего в скважину, которые включают корпус 1 с радиальным каналом 2 и обратным клапаном 3, уплотнительный элемент 4 со шлипсами 5 и уплотнительными резиновыми кольцами 6, переводник 7 в форме ступенчатого патрубка с радиальными каналами 8 и 9, срезной штифт 10, поршень 11, полость 12, заполненную пакерующей жидкостью. Перед спуском устройства в скважину к переводнику 7 подсоединяется переводник 13 с радиальными каналами 14 и 15, снабженный уравнительным клапаном 16 и сбивным клапаном 17, закрепленным на переводнике на срезной шпильке 18. The bridge plug (see Fig. 1) consists of a seal assembly and a delivery unit for the latter into the well, which include a housing 1 with a radial channel 2 and a check valve 3, a sealing element 4 with slips 5 and sealing rubber rings 6, an adapter 7 in the form of a step a nozzle with radial channels 8 and 9, a shear pin 10, a piston 11, a cavity 12 filled with a packing liquid. Before the device is lowered into the well, a sub 13 is connected to the sub 7 with radial channels 14 and 15, equipped with a balancing valve 16 and a relief valve 17 mounted on the sub on the shear pin 18.

Уплотнительные кольца, обеспечивающие герметизацию поверхностей сопряженных деталей пробки мостовой, на чертежах не показаны для удобства чтения графических материалов. O-rings for sealing surfaces of mating parts of the bridge plug are not shown in the drawings for the convenience of reading graphic materials.

Пробка мостовая устанавливается в скважине на трубах 19. The bridge plug is installed in the well on pipes 19.

Пробка мостовая работает следующим образом (см. фиг. 1-4). При спуске пробки мостовой в обсадную колонну 2 трубы 19 заполняются жидкостью из скважины через радиальный канал 15 при открытом уравнительном клапане 16. После спуска пробки мостовой на заданную глубину с устья скважины в трубах 19 создают избыточное давление Р₁, которое передается в ступенчатом патрубке 7 с помощью поршня 11 на пакерующую жидкость 12. Величина давления Р₂ в полости 12 во столько раз больше давления Р₁, действующего сверху на поршень 11, во сколько раз площадь сечения проходного канала меньшей ступени патрубка 7 меньше площади сечения большей ступени патрубка.Bridge plug works as follows (see Fig. 1-4). When the bridge plug is lowered into the casing 2, the pipes 19 are filled with liquid from the well through the radial channel 15 with the equalizing valve open 16. After the bridge plug has been lowered to a predetermined depth from the wellhead, overpressure P _{1 is} created in the pipes 19, which is transmitted in the stepped pipe for 7 s using the piston 11 on the packing liquid 12. The pressure P ₂ in the cavity 12 is so many times greater than the pressure P ₁ acting on top of the piston 11, how many times the cross-sectional area of the passage channel of the lower stage of the pipe 7 is less than the area with section of the greater stage of the pipe.

Пакерующая жидкость из полости 12 под давлением Р₂ поступает в полость уплотнительного элемента 4 через радиальные каналы 8, 2 и обратный клапан 3. При расчетном по величине давлении Р₂ уплотнительный элемент надежно запакеровывается в обсадной колонне 20. После сброса избыточного давления Р₁ в трубах 19 клапан 3 закрывается и в полости уплотнительного элемента 4, заполненного пакерующей жидкостью, действует избыточное давление Р₂.Packing fluid from the cavity 12 under pressure P ₂ enters the cavity of the sealing element 4 through the radial channels 8, 2 and the check valve 3. When the pressure is calculated according to the magnitude of the pressure P _{2, the} sealing element is securely sealed in the casing 20. After the overpressure P _{1 is released} in the pipes 19, the valve 3 closes and an excess pressure P ₂ acts in the cavity of the sealing element 4 filled with the packing liquid.

Узел доставки пробки мостовой извлекается из скважины после предварительного пуска в трубы 19 штока 21, который при падении на сбивной клапан 17 срезает шпильку 18, в результате чего открывается радиальный канал 14, обеспечивающий излив жидкости из труб 19 в скважину. Натяжением труб 19 на расчетную осевую нагрузку О срезают штифты 10 и извлекают узел установки пробки мостовой из скважины. Разобщение пластов в скважине обеспечивается уплотнительным узлом пробки мостовой за счет прижатия уплотнительным элементом 4 шлипсов 5 и резиновых колец 6 к внутренней поверхности обсадной колонны 20. ЫЫЫ1 ЫЫЫ2 ЫЫЫ3 The bridge plug delivery unit is removed from the well after preliminary start-up of the rod 21 into the pipes 19, which cuts the pin 18 when it falls onto the knockdown valve 17, as a result of which the radial channel 14 opens, which allows fluid to flow out of the pipes 19 into the well. Pulling the tubes 19 to the estimated axial load O, the pins 10 are cut off and the assembly of the bridge plug installation from the well is removed. The separation of the layers in the well is ensured by the sealing unit of the bridge plug by pressing the sealing element 4 of the slips 5 and rubber rings 6 to the inner surface of the casing string 20. НЫЫ1ЫЫЫ2ЫЫЫ3

Claims

A bridge plug including a housing in the form of a cup with a radial channel, a check valve, a sealing element, a sub with a radial channel connected to the housing, and a suspension in the form of pipes, characterized in that it is equipped with a step piston located in the sub and a limiter for the upper displacement a piston, and the sub is made in the form of a stepped nozzle for a stepped piston, forming an annular cavity with the latter, has an additional radial channel communicating the external space with the annular cavity, and is fixed It is equipped with a smaller step in the housing, while the step piston forms a piston cavity with the housing and the lower stage of the nozzle, which is filled with a packing liquid.