RU105662U1

RU105662U1 - DEVICE FOR INSULATION OF LAYERS IN A WELL

Info

Publication number: RU105662U1
Application number: RU2011104035/03U
Authority: RU
Inventors: Сергей Анатольевич Цыбин; Алексей Васильевич Пантелеев; Александр Александрович Соломаткин
Original assignee: Общество С Ограниченной Ответственностью "Вниибт-Буровой Инструмент"
Priority date: 2011-02-04
Filing date: 2011-02-04
Publication date: 2011-06-20

Abstract

Устройство для изоляции пластов в скважине, включающее полый корпус с радиальным отверстием, перекрытым полым срезным штифтом, гидравлический пакер, кожух, установленный на полом корпусе и образующий с ним кольцевую полость, подпружиненную рабочую втулку, переключатель положений устройства в виде кольцевой втулки с фигурным пазом по ее образующей и палец, жестко связанный с полым корпусом и размещенный в фигурном пазе с возможностью перемещения с поворотом относительно пальца переключателя положений устройства в соответствии с кодом его фигурного паза при повышении и сбросе давления в полом корпусе, при этом рабочая втулка имеет возможность возвратно-поступательного перемещения, отличающееся тем, что оно снабжено, по меньшей мере, одной ступенчатой втулкой, поджатой дополнительной пружиной и взаимодействующей с рабочей втулкой, переключатель положений устройства размещен в кольцевой проточке ступенчатой втулки, а пружина, взаимодействующая с рабочей втулкой, уперта в стопор, закрепленный в кожухе, при этом пружина и дополнительная пружина выполнены из проволоки прямоугольного сечения. A device for isolating formations in a well, including a hollow body with a radial hole covered by a hollow shear pin, a hydraulic packer, a casing mounted on the hollow body and forming an annular cavity with it, a spring-loaded working sleeve, a device switch position in the form of an annular sleeve with a figured groove in its generatrix and a finger rigidly connected to the hollow body and placed in a figured groove with the ability to move with rotation relative to the finger of the device position switch in accordance with the code the figured groove when increasing and depressurizing the hollow body, while the working sleeve has the possibility of reciprocating movement, characterized in that it is equipped with at least one step sleeve, preloaded by an additional spring and interacting with the working sleeve, the device position switch placed in the annular groove of the stepped sleeve, and the spring interacting with the working sleeve rested against a stopper fixed in the casing, while the spring and the additional spring are made of wire angular cross section.

Description

Полезная модель относится к области строительства скважин, преимущественно нефтяных и газовых, и может быть использована при изоляции пластов в скважинах при их креплении, в т.ч. с применением заколонных гидравлических пакеров.The utility model relates to the field of well construction, mainly oil and gas, and can be used to isolate formations in wells during their fastening, including using annular hydraulic packers.

Известно устройство для изоляции пластов в скважине, включающее полый корпус с радиальным отверстием, по меньшей мере, одним, перекрытым полым срезным штифтом, пакер гидравлического действия, втулку, установленную на корпусе и образующую с ним кольцевую полость против радиального отверстия корпуса, и средство для разрушения полого срезного штифта (Авторское свидетельство №1395809, МПК Е21В 33/14, 1988 г.)A device for isolating formations in a well is known, including a hollow body with a radial hole, at least one, blocked by a hollow shear pin, a hydraulic packer, a sleeve mounted on the body and forming an annular cavity with it against the radial hole of the body, and means for breaking hollow shear pin (Author's certificate No. 1395809, IPC ЕВВ 33/14, 1988)

Недостатком устройства является его низкая надежность и сложность изготовления.The disadvantage of this device is its low reliability and manufacturing complexity.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является устройство для изоляции пластов в скважине, включающее полый корпус с радиальным отверстием, перекрытым полым срезным штифтом, гидравлический пакер, кожух, установленный на корпусе и образующий с ним кольцевую полость, подпружиненную рабочую втулку, переключатель положений устройства с фигурным пазом и палец (Патент RU 2182957, МПК Е21В 33/13, 2001 г.)The closest technical solution adopted for the prototype is a device for isolating formations in a well, including a hollow body with a radial hole covered by a hollow shear pin, a hydraulic packer, a casing mounted on the body and forming an annular cavity with it, a spring-loaded working sleeve, a position switch devices with a figured groove and a finger (Patent RU 2182957, IPC ЕВВ 33/13, 2001)

Недостатком данного устройства является его невысокая надежность, в особенности для пакеров малых размеров, связанная с невозможностью размещения пружины с необходимыми параметрами (а именно, диаметром прутка) для возврата рабочей втулки в первоначальное положение из-за крайне ограниченных диаметральных размеров устройств, что приводит к распакеровке полностью или частично уплотнительного элемента при сбросе давления в колонне, и в результате не обеспечивается изоляция пластов.The disadvantage of this device is its low reliability, especially for small packers, due to the inability to place the spring with the necessary parameters (namely, the diameter of the bar) to return the working sleeve to its original position due to the extremely limited diametrical dimensions of the devices, which leads to unpacking fully or partially of the sealing element during depressurization in the column, and as a result, the formation is not insulated.

Задача заключается в повышении надежности работы устройства за счет передачи дополнительных усилий для возврата рабочей втулки в первоначальное положение.The task is to increase the reliability of the device due to the transfer of additional efforts to return the working sleeve to its original position.

Технический результат достигается за счет того, что устройство для изоляции пластов в скважине, включающее полый корпус с радиальным отверстием, перекрытым полым срезным штифтом, гидравлический пакер, кожух, установленный на полом корпусе и образующий с ним кольцевую полость, подпружиненную рабочую втулку, переключатель положений устройства в виде кольцевой втулки с фигурным пазом по ее образующей и палец, жестко связанный с полым корпусом и размещенный в фигурном пазе с возможностью перемещения с поворотом относительно пальца переключателя положений устройства в соответствии с кодом его фигурного паза при повышении и сбросе давления в полом корпусе, при этом рабочая втулка имеет возможность возвратно-поступательного перемещения, согласно полезной модели, снабжено, по меньшей мере, одной ступенчатой втулкой, поджатой дополнительной пружиной и взаимодействующей с рабочей втулкой, переключатель положений устройства размещен в кольцевой проточке ступенчатой втулки, а пружина, взаимодействующая с рабочей втулкой, уперта в стопор, закрепленный в кожухе, при этом пружин и дополнительная пружина выполнены из проволоки прямоугольного сечения.The technical result is achieved due to the fact that the device for isolating the formations in the well, including a hollow body with a radial hole covered by a hollow shear pin, a hydraulic packer, a casing mounted on the hollow body and forming an annular cavity with it, a spring-loaded working sleeve, a device position switch in the form of an annular sleeve with a figured groove along its generatrix and a finger rigidly connected to the hollow body and placed in the figured groove with the ability to move with rotation relative to the finger switch the position sensor of the device in accordance with the code of its figured groove when increasing and depressurizing the hollow body, while the working sleeve has the ability to reciprocate, according to the utility model, is equipped with at least one stepped sleeve, preloaded by an additional spring and interacting with the working sleeve, the switch position of the device is placed in the annular groove of the stepped sleeve, and the spring interacting with the working sleeve is rested against a stopper fixed in the casing, while the springs and the additional spring is made of rectangular wire.

Преимуществом предлагаемой конструкции является введение, по меньшей мере, одной ступенчатой втулки, поджатой дополнительной пружиной и взаимодействующей с рабочей втулкой, благодаря чему создается возможность дополнительно воздействовать на рабочую втулку еще, по меньшей мере, одной пружиной, для улучшения возврата рабочей втулки в первоначальное положение, что повышает надежность работы устройства.An advantage of the proposed design is the introduction of at least one step sleeve, preloaded by an additional spring and interacting with the working sleeve, which makes it possible to additionally act on the working sleeve with at least one spring to improve the return of the working sleeve to its original position, which increases the reliability of the device.

Выполнение пружины и дополнительной пружины из проволоки прямоугольного сечения повышает жесткость, следовательно, повышается надежность работы устройства.The implementation of the spring and the additional spring from a wire of rectangular cross section increases rigidity, therefore, increases the reliability of the device.

Такое конструктивное решение устройства обеспечивает надежность возврата рабочей втулки в первоначальное положение и перекрытие уплотнительного элемента после заполнения его полости жидкостью. При необходимости, в устройстве можно последовательно установить несколько подпружиненных ступенчатых втулок.Such a constructive solution of the device ensures the reliability of the return of the working sleeve to its original position and the overlap of the sealing element after filling its cavity with liquid. If necessary, several spring-loaded stepped bushings can be sequentially installed in the device.

Помимо этого, повреждение одной из пружин не приведет к прекращению работы механизма в целом, что также повышает надежность работы устройства.In addition, damage to one of the springs will not lead to the cessation of the mechanism as a whole, which also increases the reliability of the device.

Выполнение полезной модели таким образом, что переключатель положений устройства размещен в кольцевой проточке ступенчатой втулки, а пружина, взаимодействующая с рабочей втулкой, уперта в стопор, закрепленный в кожухе, продиктовано особенностью конструкции заявляемого устройства и обеспечивает повышение надежности работы.The implementation of the utility model in such a way that the position switch of the device is placed in the annular groove of the stepped sleeve, and the spring interacting with the working sleeve is rested against the stopper fixed in the casing, is dictated by the design feature of the claimed device and provides increased reliability.

На Фиг.1 изображен общий вид устройства в транспортном положении; на Фиг.2 - то же в открытом положении при заполнении полости уплотнительного элемента пакера жидкостью.Figure 1 shows a General view of the device in the transport position; figure 2 is the same in the open position when filling the cavity of the sealing element of the packer with liquid.

Устройство состоит (Фиг.1) из полого корпуса 1 с радиальным отверстием А, перекрытым полым срезным штифтом 2, кожуха 3, образующего с полым корпусом 1 кольцевую полость Б, подпружиненной рабочей втулки 4, пружины 5, упирающейся в стопор 6, закрепленный в кожухе 3, подпружиненной ступенчатой втулки 7 с гайкой 8, дополнительной пружины 9, переключателя положений устройства 10 в виде кольцевой втулки с фигурным пазом Д по ее образующей, размещенного в кольцевой проточке Г ступенчатой втулки 7 и обеспечивающего перемещение устройства из транспортного положения в рабочее, а затем в закрытое, пальца 11, установленного в полом корпусе 1, который находится в зацеплении с фигурным пазом Д переключателя положений устройства 10.The device consists (Fig. 1) of a hollow body 1 with a radial hole A blocked by a hollow shear pin 2, a casing 3, forming an annular cavity B with a hollow body 1, a spring-loaded working sleeve 4, a spring 5, abutting against a stopper 6, fixed in the casing 3, a spring-loaded step sleeve 7 with a nut 8, an additional spring 9, the position switch of the device 10 in the form of an annular sleeve with a figured groove D along its generatrix, located in the annular groove G of the step sleeve 7 and providing movement of the device from the transport vehicle position in the working, and then in the closed, finger 11, mounted in a hollow housing 1, which is engaged with the figured groove D of the position switch of the device 10.

Устройство имеет пакер гидравлического действия (на чертеже условно не показан).The device has a hydraulic action packer (not conventionally shown in the drawing).

Герметизация контактных поверхностей деталей устройства обеспечивается уплотнительными кольцами 12 и 13.The sealing of the contact surfaces of the parts of the device is provided by the sealing rings 12 and 13.

Устройство работает следующим образом (Фиг.1-2).The device operates as follows (Fig.1-2).

После спуска колонны труб с данным устройством в скважину, производят закачку расчетного объема тампонажного раствора и пускают цементировочную пробку (не показана), которая при прохождении по колонне срезает полый срезной штифт 2, тем самым происходит соединение кольцевой полости Б устройства с внутренней полостью полого корпуса 1.After the pipe string with this device is lowered into the well, the calculated volume of the cement slurry is injected and a cement plug (not shown) is inserted, which cuts the hollow shear pin 2 when passing through the column, thereby connecting the annular cavity B of the device with the internal cavity of the hollow body 1 .

Далее в процессе выполнения технологических операций при креплении скважины и для приведения устройства в действие, последовательно создают и сбрасывают давление во внутренней полости полого корпуса 1, при этом под действием избыточного давления происходит смещение рабочей втулки 4 вниз на определенную величину, ограниченную длиной соответствующей прорези фигурного паза Д переключателя положений устройства 10, с которой в данный момент взаимодействует палец 11, причем переключатель положений устройства 10 имеет возможность перемещаться с поворотом относительно пальца 11 в соответствии с кодом его фигурного паза Д при повышении и сбросе давления в полом корпусе 1, открывая или нет доступ жидкости из внутренней полости полого корпуса 1 в пакер (не показан).Further, in the process of carrying out technological operations during the mounting of the well and for putting the device into operation, the pressure in the internal cavity of the hollow body 1 is successively created and released, while under the influence of overpressure the working sleeve 4 is shifted down by a certain amount, limited by the length of the corresponding slot in the figured groove D, the position switch of the device 10, which is currently interacting with the finger 11, and the position switch of the device 10 is able to move I rotate relative to the finger 11 in accordance with the code of its figured groove D when increasing and depressurizing the hollow body 1, opening or not the access of fluid from the internal cavity of the hollow body 1 to the packer (not shown).

Смещаясь под действием избыточного давления, рабочая втулка 4, сжимает пружину 5 и смещает взаимодействующую с ней ступенчатую втулку 7, которая в свою очередь сжимает дополнительную пружину 9.Displaced under the action of excessive pressure, the working sleeve 4 compresses the spring 5 and biases the step sleeve 7 interacting with it, which in turn compresses the additional spring 9.

При сбросе давления во внутренней полости полого корпуса 1, рабочая втулка 4 под воздействием силы сжатой пружины 5 и дополнительной пружины 9, воздействующей на рабочую втулку 4 через ступенчатую втулку 7, возвращается в закрытое положение.When the pressure is released in the internal cavity of the hollow body 1, the working sleeve 4 under the influence of the force of the compressed spring 5 and the additional spring 9 acting on the working sleeve 4 through the stepped sleeve 7, returns to the closed position.

Таким образом, выполнение предлагаемой полезной модели с вышеуказанными отличительными признаками в совокупности с известными признаками позволяет получить устройство для изоляции пластов в скважине с повышенной надежностью работы.Thus, the implementation of the proposed utility model with the above distinctive features in combination with the known features allows to obtain a device for isolating the layers in the well with increased reliability.

Claims

A device for isolating formations in a well, including a hollow body with a radial hole covered by a hollow shear pin, a hydraulic packer, a casing mounted on the hollow body and forming an annular cavity with it, a spring-loaded working sleeve, a device switch position in the form of an annular sleeve with a figured groove in its generatrix and a finger rigidly connected to the hollow body and placed in a figured groove with the ability to move with rotation relative to the finger of the device position switch in accordance with the code the figured groove when increasing and depressurizing the hollow body, while the working sleeve has the possibility of reciprocating movement, characterized in that it is equipped with at least one step sleeve, preloaded by an additional spring and interacting with the working sleeve, the device position switch placed in the annular groove of the stepped sleeve, and the spring interacting with the working sleeve rested against a stopper fixed in the casing, while the spring and the additional spring are made of wire angular cross section.