RU2425954C1

RU2425954C1 - Well bed isolation device

Info

Publication number: RU2425954C1
Application number: RU2010111852/03A
Authority: RU
Inventors: Сергей Владимирович Терентьев (RU); Сергей Владимирович Терентьев; Владимир Иванович Ванифатьев (RU); Владимир Иванович Ванифатьев; Владимир Васильевич Торопынин (RU); Владимир Васильевич Торопынин; Александр Филиппович Стрыхарь (RU); Александр Филиппович Стрыхарь; Юрий Михайлович Елуферьев (RU); Юрий Михайлович Елуферьев
Original assignee: Сергей Владимирович Терентьев; Владимир Иванович Ванифатьев; Владимир Васильевич Торопынин; Александр Филиппович Стрыхарь; Юрий Михайлович Елуферьев
Priority date: 2010-03-30
Filing date: 2010-03-30
Publication date: 2011-08-10

Abstract

FIELD: oil and gas industry. ^ SUBSTANCE: device includes stepped housing made in the form of its upper part at least with one filling hole; and lower part with at least one radial hole; sleeve with at least one radial hole which is placed in the housing and covers the radial hole of lower part of the housing. There is casing forming together with outer lower part of housing an annular chamber where isolating sleeve with inner annular bore is placed; mounting seat with fixture of locking member for the whole operating period of the device, which is attached to lower part of sleeve; intermediate sleeve placed in upper part of housing opposite its filling hole and made in lower part with limit stop of axial movement of sleeve; shutoff sleeve with mounting seat, which is placed in housing above intermediate sleeve, and hydraulic packer on lower part of housing. At that, device has the possibility of providing the hydraulic connection of inner cavity of sleeve to cavity of hydraulic packer through radial holes of sleeve, radial holes of lower housing part and inner annular bore of isolating sleeve when packer is set to working position and disconnection of the above connection when isolating sleeve moves to its extreme position when the specified packer pressure is achieved. ^ EFFECT: higher operating reliability of device in wells with various curvature of their shafts and horizontal shafts. ^ 2 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства и эксплуатации нефтяных и газовых скважин и, в частности, к изоляции пластов в скважине при ее креплении.The invention relates to the field of construction and operation of oil and gas wells and, in particular, to the isolation of formations in the well when it is attached.

Известно устройство для изоляции пластов в скважине, включающее корпус с выполненной в его стенке цилиндрической полостью и двумя отверстиями для сообщения полости корпуса с полостью уплотнительного элемента, подпружиненный золотник с ограничителем его перемещения, установленный в полости между отверстиями с возможностью их сообщения между собой при осевом перемещении золотника (см., например, RU 2096583, 08.05.1996).A device for isolating formations in a well is known, including a housing with a cylindrical cavity made in its wall and two holes for communicating the housing cavity with a cavity of the sealing element, a spring-loaded spool with a limiter for its movement, mounted in the cavity between the holes with the possibility of their communication with each other during axial movement spool (see, for example, RU 2096583, 05/08/1996).

Недостатком известного устройства является низкая надежность его работы и низкая герметизирующая способность особенно в наклонных и горизонтальных скважинах.A disadvantage of the known device is the low reliability of its operation and low sealing ability especially in deviated and horizontal wells.

Техническим результатом изобретения является упрощение устройства и повышение надежности его работы в скважинах с различной кривизной их ствола и горизонтальных стволах.The technical result of the invention is to simplify the device and increase the reliability of its work in wells with different curvature of their trunk and horizontal trunks.

Необходимый технический результат достигается тем, что устройство для изоляции пластов в скважине включает ступенчатый корпус в виде верхней его части с заливочным отверстием, по меньшей мере одним, и нижней части с радиальным отверстием, по меньшей мере одним, втулку с радиальным отверстием, по меньшей мере одним, помещенную в корпусе и перекрывающую радиальное отверстие нижней части корпуса, кожух, образующий с наружной нижней частью корпуса кольцевую камеру, где помещена втулка-отсекатель с внутренней кольцевой расточкой, посадочное седло с фиксатором запорного элемента на весь период работы устройства, связанное с нижней частью втулки, промежуточную втулку, помещенную в верхней части корпуса против его заливочного отверстия и выполненную в нижней части с ограничителем осевого перемещения втулки, запорную втулку с посадочным седлом, помещенную в корпусе над промежуточной втулкой, и гидравлический пакер на нижней части корпуса, при этом устройство имеет возможность обеспечения гидравлической связи внутренней полости втулки с полостью гидравлического пакера через радиальные отверстия втулки, радиальные отверстия нижней части корпуса и внутреннюю кольцевую расточку втулки-отсекателя при приведении пакера в рабочее положение и отключения этой связи перемещением втулки-отсекателя в ее крайнее верхнее положение при достижении заданного давления пакерования.The required technical result is achieved in that the device for isolating the formations in the well includes a step housing in the form of an upper part with a filling hole, at least one, and a lower part with a radial hole, at least one, a sleeve with a radial hole, at least one, placed in the housing and overlapping the radial hole of the lower part of the housing, a casing forming an annular chamber with the outer lower part of the housing, where a baffle-cutter with an internal annular bore is placed, a saddle with a lock of the locking element for the entire period of operation of the device associated with the lower part of the sleeve, an intermediate sleeve placed in the upper part of the housing against its filling hole and made in the lower part with a limiter of axial movement of the sleeve, a locking sleeve with a seating saddle placed in the housing above intermediate sleeve, and a hydraulic packer on the lower part of the housing, while the device has the ability to provide hydraulic communication of the inner cavity of the sleeve with the cavity of the hydraulic packer through radial holes of the sleeve, radial holes of the lower part of the housing and the inner annular bore of the shut-off sleeve when the packer is brought into working position and this connection is turned off by moving the shut-off sleeve to its highest position when the specified packing pressure is reached.

На фиг.1 изображено устройство в транспортном положении;Figure 1 shows the device in the transport position;

на фиг.2 - узел А фиг.1.figure 2 - node a of figure 1.

Устройство для изоляции пластов в скважине включает ступенчатый корпус в виде верхней его части 1 с заливочным отверстием 2, по меньшей мере одним, и нижней части корпуса 3 с радиальным отверстием 4, по меньшей мере одним, втулку 5 с радиальным отверстием 6, по меньшей мере одним, помещенную в ступенчатом корпусе 1, 3 и перекрывающую радиальное отверстие 4 нижней части корпуса 3, кожух 7, образующий с наружной нижней частью корпуса 3 кольцевую камеру 8. В этой камере помещена втулка-отсекатель 9 с внутренней кольцевой расточкой 10. Имеется посадочное седло 11 с фиксатором 12 запорного элемента (запорный элемент условно не показан). Посадочное седло 11 связано с нижней частью втулки 5. В верхней части корпуса 1 против его заливочного отверстия 2 помещена промежуточная втулка 13. Эта втулка выполнена в нижней части с ограничителем осевого перемещения 14 втулки 5. Над промежуточной втулкой 13 в верхней части корпуса 1 помещена запорная втулка 15 с посадочным седлом 16. На нижней части корпуса 3 помещен гидравлический пакер (условно не показан). Для удобства монтажа устройство может иметь проставочную втулку 17 с наружной резьбой 18 для соединения с верхней частью корпуса 1 и внутренней резьбой 19 для соединения с нижней частью корпуса 3. Посадочное седло 11 связано со втулкой 5 резьбой 20. Втулка 5 имеет в верхней части упорное кольцо 21 для взаимодействия с ограничителем осевого перемещения 14. Этот ограничитель может быть выполнен, например, в виде упорной гайки. Упорное кольцо 21 связано с упомянутой втулкой 5 резьбой 22. Ограничитель осевого перемещения 14 связан с промежуточной втулкой резьбой 23. Посадочное седло 16 связано с запорной втулкой 15 резьбой 24. Запорная втулка имеет фиксатор конечного положения 25. Под этот фиксатор верхняя часть корпуса 1 выполнена с кольцевым карманом 26 на внутренней боковой поверхности. Для обеспечения возможности перемещения втулки-отсекателя 9 в крайнее верхнее положение кожух 7 выполнен с разгрузочными радиальными отверстиями 27. Втулка 5 и проставочная втулка 17 выполнены напротив друг друга с радиальными отверстиями 28, соответственно с несквозным и сквозным, куда помещен срезной винт 29. Аналогично выполнены втулка-толкатель 9 и кожух 7 с радиальными отверстиями 30, куда помещен срезной винт 31. По этой же схеме выполнены промежуточная втулка 13 и верхняя часть корпуса 1 с радиальными отверстиями 32, куда помещен срезной винт 33, а также и запорная втулка 16 и верхняя часть корпуса 1 с радиальными отверстиями 34, куда помещен срезной винт 35. Кроме того, втулка 5 выполнена с продольным пазом 36. Проставочная втулка 17 выполнена с радиальным отверстием 37, куда помещен упорный винт 38.A device for isolating formations in a well includes a step housing in the form of its upper part 1 with a filling hole 2, at least one, and the lower part of the housing 3 with a radial hole 4, at least one sleeve 5 with a radial hole 6, at least one placed in a stepped housing 1, 3 and overlapping the radial hole 4 of the lower part of the housing 3, the casing 7, forming with the outer lower part of the housing 3 an annular chamber 8. In this chamber there is a sleeve-cutter 9 with an inner annular bore 10. There is a landing a saddle 11 with a clamp 12 of the locking element (the locking element is not conventionally shown). The seat saddle 11 is connected with the lower part of the sleeve 5. An intermediate sleeve 13 is placed in the upper part of the housing 1 against its filling hole 2. This sleeve is made in the lower part with an axial movement limiter 14 of the sleeve 5. A shut-off valve is placed over the intermediate sleeve 13 in the upper part of the housing 1 a sleeve 15 with a seat saddle 16. A hydraulic packer (not shown conditionally) is placed on the lower part of the housing 3. For ease of installation, the device may have a spacer sleeve 17 with an external thread 18 for connection with the upper part of the housing 1 and an internal thread 19 for connection with the lower part of the housing 3. The seat saddle 11 is connected to the sleeve 5 by a thread 20. The sleeve 5 has a thrust ring in the upper part 21 to interact with the axial displacement stop 14. This stop can be made, for example, in the form of a thrust nut. The thrust ring 21 is connected with the mentioned sleeve 5 by a thread 22. The axial movement limiter 14 is connected with the intermediate sleeve by a thread 23. The seat ring 16 is connected with the locking sleeve 15 by a thread 24. The locking sleeve has an end position lock 25. Under this lock, the upper part of the housing 1 is made with an annular pocket 26 on the inner side surface. To ensure that the sleeve-cutter 9 can be moved to its highest position, the casing 7 is made with unloading radial holes 27. The sleeve 5 and the spacer sleeve 17 are made opposite each other with radial holes 28, respectively, through and through, where the shear screw 29 is placed. Similarly made a pusher sleeve 9 and a casing 7 with radial holes 30, where the shear screw 31 is placed. According to the same scheme, an intermediate sleeve 13 and the upper part of the housing 1 with radial holes 32 are placed where the shear wines are placed 33, as well as locking sleeve 16 and the upper casing 1 with radial holes 34 which encloses Shear screw 35. Furthermore, the sleeve 5 is provided with a longitudinal slot 36. Spacer sleeve 17 is provided with a radial opening 37 which encloses the stop screw 38.

Фиксатор 12 запорного элемента, например шара, обеспечивает постоянное положение этого элемента в посадочном седле независимо от степени кривизны ствола скважины и даже в горизонтальном стволе скважины. Это отличает данное устройство от известных устройств, в которых при высоком давлении в подпакерной зоне и негерметичности обратного клапана обратный поток жидкости в колонну выталкивает запорный элемент из посадочного седла 11. Создать повторно давление для повторной посадки запорного элемента - шара в посадочное седло, при отсутствии потока жидкости в корпусе, особенно в наклонных и горизонтальных скважинах, не представляется возможным.The latch 12 of the locking element, such as a ball, provides a constant position of this element in the landing seat, regardless of the degree of curvature of the wellbore and even in the horizontal wellbore. This distinguishes this device from known devices in which, at high pressure in the sub-packer zone and leakage of the non-return valve, the reverse fluid flow into the column pushes the shut-off element out of the seat saddle 11. Re-create pressure to re-fit the shut-off element - ball into the seat seat, in the absence of flow fluid in the body, especially in deviated and horizontal wells, is not possible.

Устройство работает следующим образом (фиг.2).The device operates as follows (figure 2).

После спуска устройства на обсадной колонне (не показана) в скважину, в процессе ее промывки, в обсадную колонну пускают запорный элемент, например шар, который садится в посадочное седло 11 и удерживается в нем фиксатором 12. При повышении давления в обсадной колонне срезается винт 29 и втулка 5 с упорным кольцом 21 перемещается до взаимодействия последнего с ограничителем осевого перемещения 14. При этом радиальные отверстия 6 втулки 5 совмещаются с радиальными отверстиями 4 нижней части корпуса 3. В этом состоянии устройства - его состоянии для приведения пакера в рабочее положение жидкость из полости обсадной колонны, полости втулки 5 через ее радиальные отверстия 6, радиальные отверстия 4 нижней части корпуса 3 и внутреннюю кольцевую расточку 10 втулки-отсекателя 9 поступает в полость уплотнительного элемента гидравлического пакера. При достижении расчетного давления пакерования срезается винт 31 и втулка-отсекатель 9, перемещаясь вверх - в ее крайнее верхнее положение, перекрывает доступ избыточного давления в уплотнительный элемент гидравлического пакера. При дальнейшем повышении давления в обсадной колонне до расчетного срезается винт 33 и промежуточная втулка 13 со втулкой 5 перемещаются вниз до упора упорного винта 38 в нижний край продольного паза 36 втулки 5. При этом открывается заливочное отверстие 2 верхней части корпуса 1. После закачки расчетного объема тампонажного раствора в колонну пускают разделительную пробку (не показана), которая садится на посадочное седло 16. При этом срезается винт 35 и посадочное седло 16 с запорной втулкой 15 и фиксатором ее конечного положения 25, перемещаясь вниз, герметично перекрывают заливочное отверстие 2 верхней части корпуса 1. Фиксатор конечного положения 25, попадая в кольцевой карман 26, надежно фиксирует запорную втулку 15 в нижнем положении, а избыточное давление в полости уплотнительного элемента гидравлического пакера надежно поджимает втулку-отсекатель 9, обеспечивая тем самым надежную работу устройства в целом. При этом запорный элемент - шар в посадочном седле 11 надежно зафиксирован кольцом 12 и независимо от степени кривизны ствола скважины и состояния обратного клапана в нижней части обсадной колонны обеспечивает возможность создания серии избыточного давления в обсадной колонне для приведения в действие узлов устройства.After the device is lowered on the casing (not shown) into the well, during its flushing, a shut-off element is launched into the casing, for example, a ball that sits in the seat saddle 11 and is held in it by the latch 12. When the pressure in the casing is increased, the screw 29 is cut off and the sleeve 5 with the stop ring 21 is moved until the latter interacts with the axial displacement 14. In this case, the radial holes 6 of the sleeve 5 are aligned with the radial holes 4 of the lower part of the housing 3. In this state of the device, its state for bringing the packer into working position, the fluid from the cavity of the casing string, the cavity of the sleeve 5 through its radial holes 6, radial holes 4 of the lower part of the housing 3 and the inner annular bore 10 of the sleeve-cutter 9 enters the cavity of the sealing element of the hydraulic packer. When the calculated packing pressure is reached, the screw 31 and the cut-off sleeve 9 are cut off, moving up to its highest position, it blocks the access of excess pressure to the sealing element of the hydraulic packer. With a further increase in pressure in the casing to the calculated one, the screw 33 is cut off and the intermediate sleeve 13 with the sleeve 5 moves down to the stop of the stop screw 38 into the lower edge of the longitudinal groove 36 of the sleeve 5. This opens the filling hole 2 of the upper part of the housing 1. After pumping the calculated volume grouting mortar into the column is launched a separation plug (not shown), which sits on the seat saddle 16. This cuts off the screw 35 and the seat saddle 16 with the locking sleeve 15 and the lock of its final position 25, moving inside from, tightly close the filling hole 2 of the upper part of the housing 1. The end position latch 25, falling into the annular pocket 26, reliably fixes the locking sleeve 15 in the lower position, and the excess pressure in the cavity of the sealing element of the hydraulic packer reliably compresses the shut-off sleeve 9, thereby the most reliable operation of the device as a whole. Moreover, the locking element - the ball in the seat saddle 11 is securely fixed by the ring 12 and regardless of the degree of curvature of the wellbore and the state of the check valve in the lower part of the casing string, it is possible to create a series of overpressure in the casing string to actuate the nodes of the device.

Claims

A device for isolating the seams in the well, including a stepped housing in the form of an upper part with a filling hole, at least one, and a lower part with a radial hole, at least one, a sleeve with a radial hole, at least one, placed in the housing and covering the radial hole of the lower part of the housing, the casing, forming an annular chamber with the outer lower part of the housing, where the bushing-cutter with the inner annular bore is placed, the seat saddle with the locking element retainer for the entire period the operation of the device associated with the lower part of the sleeve, an intermediate sleeve placed in the upper part of the housing against its filling hole and made in the lower part with a limiter of axial movement of the sleeve, a locking sleeve with a seat, placed in the housing above the intermediate sleeve, and a hydraulic packer on the lower parts of the housing, while the device has the ability to provide hydraulic communication of the inner cavity of the sleeve with the cavity of the hydraulic packer through the radial holes of the sleeve, the radial holes bo ttom body portion and an annular inner bore of the sleeve-slam-shut on actuation of the packer in the working position, and deactivate the communication shut-off movement of the sleeve in its uppermost position when the predetermined pressure pakerovaniya.