RU2561133C1 - Garipov(s hydraulic regulator and method of its use - Google Patents
Garipov(s hydraulic regulator and method of its use Download PDFInfo
- Publication number
- RU2561133C1 RU2561133C1 RU2014126748/03A RU2014126748A RU2561133C1 RU 2561133 C1 RU2561133 C1 RU 2561133C1 RU 2014126748/03 A RU2014126748/03 A RU 2014126748/03A RU 2014126748 A RU2014126748 A RU 2014126748A RU 2561133 C1 RU2561133 C1 RU 2561133C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chamber
- movable element
- bypass
- hydraulic
- pressure
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области добычи углеводородов, а именно нефти, газа, конденсата и т.д., и может быть использовано при эксплуатации скважинных установок с пакерами, а именно, при закачке рабочего агента или добычи пластового флюида, в нефтяных, газоконденсатных и газовых скважинах, в том числе с низким скважинным давлением, в скважинах с малыми диаметрами и при одновременно-раздельной эксплуатации нескольких пластов.The invention relates to the field of hydrocarbon production, namely oil, gas, condensate, etc., and can be used in the operation of well installations with packers, namely, when pumping a working agent or production of formation fluid, in oil, gas condensate and gas wells , including with low borehole pressure, in wells with small diameters and with simultaneous and separate operation of several layers.
Известен регулятор, содержащий гидравлический канал, один или несколько подвижных элементов, герметизирующие элементы, корпус, выполненный с одной или несколькими камерами, по меньшей мере, с одним перепускным отверстием и с впускным отверстием, при этом одно или несколько перепускных отверстий выполнены с возможностью гидравлического сообщения внутритрубного пространства с затрубным, подвижный элемент выполнен с возможностью перекрытия одного или нескольких перепускных отверстий и взаимодействующий с камерой, гидравлический канал гидравлически связан со впускным отверстием (Патент РФ №2415255, Ε21В 43/14, 34/06, опубл. 27.03.2011 г.).Known regulator containing a hydraulic channel, one or more moving elements, sealing elements, a housing made with one or more chambers, at least one bypass hole and with an inlet, while one or more bypass holes are made with the possibility of hydraulic communication annular space with annular, movable element is configured to overlap one or more bypass holes and interacting with the camera, the hydraulic channel hydraulically connected to the inlet (RF Patent No. 2415255, Ε21В 43/14, 34/06, publ. 03/27/2011).
Недостатком вышеуказанного регулятора является ограничение в применении в скважинах с пониженным давлением, вследствие невозможности регулирования давления рабочего агента в гидравлическом канале ниже гидростатического, в том числе при давлении столба рабочего агента во впускном отверстии больше давления скважинной жидкости.The disadvantage of the above regulator is the restriction in use in wells with reduced pressure, due to the inability to control the pressure of the working agent in the hydraulic channel below the hydrostatic, including when the pressure of the working agent in the inlet is greater than the pressure of the well fluid.
Известен гидравлический регулятор, содержащий гидравлический канал, подвижный элемент, герметизирующие элементы, корпус, выполненный с камерой, по меньшей мере, с одним перепускным отверстием и с впускным отверстием, при этом герметизирующие элементы расположены внутри корпуса, подвижный элемент расположен внутри корпуса с возможностью перекрытия перепускных отверстий и с возможностью взаимодействия с камерой, перепускные отверстия выполнены с возможностью гидравлического сообщения внутритрубного пространства с затрубным, гидравлический канал герметично закреплен во впускном отверстии, выполненным с возможностью гидравлического сообщения с камерой (Патент РФ №2474673, Е21В 34/10, опубл. 10.02.2013 г., прототип).Known hydraulic regulator containing a hydraulic channel, a movable element, sealing elements, a housing made with a camera, at least one bypass hole and with an inlet, the sealing elements are located inside the housing, the movable element is located inside the housing with the possibility of overlapping bypass holes and with the possibility of interaction with the camera, the bypass holes are made with the possibility of hydraulic communication of the in-pipe space with the annular, hydraulic the channel is hermetically fixed in the inlet, made with the possibility of hydraulic communication with the camera (RF Patent No. 2474673, ЕВВ 34/10, publ. 02/10/2013, prototype).
Недостатком вышеуказанного гидравлического регулятора является ограничение применения в скважинах с малыми диаметрами, обусловленное большими габаритными размерами гидравлического регулятора с двухтрубным корпусом, в особенности это касается эксплуатационных колонн с диметрами 139, 114 и 100 мм и другие. Кроме того, перемещение подвижного элемента внутри корпуса сопряжено повышенным износом герметизирующих элементов вследствие большой площади взаимодействия трущихся поверхностей. Преждевременная потеря герметичности в наклонных и горизонтальных скважинах при расположении гидравлического регулятора на одном боку, что способствует максимальному износу герметизирующих элементов снизу и нарушению центровки подвижного элемента.The disadvantage of the above hydraulic regulator is the restriction of use in wells with small diameters, due to the large overall dimensions of the hydraulic regulator with a two-pipe body, in particular this concerns production casing with 139, 114 and 100 mm dimeters and others. In addition, the movement of the movable element inside the housing is associated with increased wear of the sealing elements due to the large area of interaction of the rubbing surfaces. Premature loss of tightness in deviated and horizontal wells when the hydraulic regulator is located on one side, which contributes to the maximum wear of the sealing elements from the bottom and the misalignment of the movable element.
Известен способ эксплуатации гидравлического регулятора, включающий спуск в скважину колонны труб с гидравлическим регулятором, состоящим из гидравлического канала, одного или нескольких подвижных элементов, герметизирующих элементов, корпуса с одной или несколькими камерами, по меньшей мере, с одним перепускным отверстием и с впускным отверстием, возвратно-поступательное перемещение подвижного элемента, перепуск скважинной жидкости из затрубного пространства скважины во внутритрубное через перепускные отверстия (Патент РФ №2415255, Ε21В 43/14, 34/06, опубл. 27.03.2011 г.).A known method of operating a hydraulic regulator, including the descent into the well of a pipe string with a hydraulic regulator consisting of a hydraulic channel, one or more moving elements, sealing elements, a housing with one or more chambers, at least one bypass hole and with an inlet, reciprocating movement of the movable element, bypassing the borehole fluid from the annulus of the well into the in-pipe through the bypass holes (RF Patent No. 2415255, 21B 43/14, 34/06, publ. 27.03.2011 city).
Недостатком вышеуказанного способа является невозможность его использования в скважинах с пониженным скважинным давлением, при давлении столба рабочего агента, заполняющего гидравлический канал, и, соответственно, во впускном отверстии, больше давления скважинного флюида. В этом случае гидравлический регулятор всегда находится в одном положение и перевести его в другое положение невозможно, из-за невозможности снижения уровня рабочего агента и давления столба рабочего агента в гидравлическом канале.The disadvantage of the above method is the impossibility of its use in wells with reduced borehole pressure, with a pressure of the working agent column filling the hydraulic channel, and, accordingly, in the inlet, is greater than the pressure of the borehole fluid. In this case, the hydraulic controller is always in one position and it is impossible to transfer it to another position, due to the impossibility of lowering the level of the working agent and the pressure of the working agent column in the hydraulic channel.
Наиболее близким техническим решением является способ эксплуатации гидравлического регулятора, включающий спуск в скважину колонны труб с гидравлическим устройством, состоящим из гидравлического канала, подвижного элемента, герметизирующих элементов, корпуса с камерой, по меньшей мере, с одним перепускным отверстием и с впускным отверстием, возвратно-поступательное перемещение подвижного элемента, перепуск скважинной жидкости из затрубного пространства скважины во внутритрубное через перепускные отверстия (Патент РФ №2474673, Е21В 34/06, опубл. 10.02.2013 г., прототип).The closest technical solution is a method of operating a hydraulic regulator, including lowering a pipe string into a well with a hydraulic device consisting of a hydraulic channel, a movable element, sealing elements, a housing with a chamber, at least one bypass hole and with an inlet, a return translational movement of the movable element, bypassing of the borehole fluid from the annulus of the well into the in-annulus through the bypass openings (RF Patent No. 2474673, ЕВВ 34/06, publ. 02/10/2013, prototype).
Недостатком вышеуказанного способа является то, что данный способ не обеспечивает возможность настройки на открытие или закрытие заданных перепускных отверстий, низкая надежность работы устройства в скважинах при большом количестве механических примесей в скважинном флюиде из-за присыпания ими перепускных отверстий и зоны перемещения подвижного элемента, а также невозможность по давлению в гидравлическом канале определить количество открытых или закрытых перепускных отверстий.The disadvantage of the above method is that this method does not provide the ability to configure to open or close predetermined bypass holes, the low reliability of the device in wells with a large amount of mechanical impurities in the well fluid due to sprinkling of bypass holes and the area of movement of the movable element, and the inability to determine the number of open or closed bypass openings by the pressure in the hydraulic channel.
Предлагаемые технические решения устраняют вышеперечисленные недостатки, повышают надежность работы устройства в скважинах с малыми диаметрами, с переменным или низким давлением скважинного флюида, в том числе и за счет изменения давления в буферной и внешней камерах, гидравлически изолированных друг от друга и от перепускных отверстий, при этом Гидравлическое устройство гидравлический канал высокого давления, подвижный элемент, герметизирующие элементы и корпус, выполненный с камерой, с впускным отверстием, выполненным с возможностью гидравлического сообщения с камерой, и, по меньшей мере, с одним перепускным отверстием, выполненным с возможностью гидравлического сообщения внутритрубного пространства с затрубным пространством, герметизирующие элементы расположены внутри корпуса и подвижный элемент расположен внутри корпуса с возможностью перекрытия перепускных отверстий и с возможностью взаимодействия с камерой, гидравлический канал высокого давления герметично закреплен во впускном отверстии, камера представляет собой, по меньшей мере, одну буферную камеру, устройство дополнительно снабжено, по меньшей мере, одной внешней камерой с функцией пружины, расположенной в корпусе с возможностью зарядки ее рабочим агентом и с возможностью ее сжатия или разжатия, при этом буферная камера расположена в корпусе с возможностью гидравлической изоляции от перепускного отверстия или отверстий и от внешней камеры или камер, герметизирующие элементы расположены между буферной и внешней камерами и между буферной камерой и перепускным отверстием или отверстиями, подвижный элемент, по меньшей мере, один, расположен с возможностью герметичного возвратно - поступательного перемещения и выполнен с разными размерами поперечных сечений, при этом размер поперечного сечения подвижного элемента со стороны перепускных отверстий или отверстия меньше, чем размер поперечного сечения подвижного элемента со стороны внешней камеры, корпус выполнен монолитным или сборным, герметизирующий элемент представляет собой герметизирующую поверхность или герметизирующий уплотнитель в виде кольца или втулки, перепускные отверстия выполнены с разными размерами пропускных сечений, подвижный элемент выполнен сборным или монолитным в виде штока переменного сечения или стержня переменного сечения, или цилиндра переменного сечения, или поршня переменного сечения, устройство снабжено дополнительным пружинным элементом, закрепленным во внешней камере с возможностью взаимодействия с подвижным элементом, перепускной камерой, гидравлически связанной с перепускными отверстиями или отверстием, по меньшей мере, одним соединительным элементом, по меньшей мере, одним перекрывающим элементом, закрепленным на подвижном элементе в зоне перепускных отверстий и выполненным в виде шара или сферы, или конуса, или цилиндра, или резино-металлической насадки, одним или несколькими дополнительными гидравлическими каналами, герметично соединенными с внешней камерой или камерами, штуцером, расположенным в перепускном отверстии, одним или несколькими контрольно-измерительными скважинными приборами.The proposed technical solutions eliminate the above disadvantages, increase the reliability of the device in wells with small diameters, with variable or low pressure of the wellbore fluid, including by changing the pressure in the buffer and external chambers, hydraulically isolated from each other and from the overflow holes, This hydraulic device is a hydraulic channel of high pressure, a movable element, sealing elements and a housing made with a chamber, with an inlet made with the possibility of water hydraulic communication with the camera, and at least one bypass hole, configured to hydraulically communicate the in-pipe space with the annulus, the sealing elements are located inside the housing and the movable element is located inside the housing with the possibility of overlapping the bypass holes and with the possibility of interaction with the camera , the hydraulic channel of the high pressure is hermetically fixed in the inlet, the chamber is at least one buffer chamber , the device is additionally equipped with at least one external chamber with a spring function located in the housing with the possibility of charging it with a working agent and with the possibility of its compression or expansion, while the buffer chamber is located in the housing with the possibility of hydraulic isolation from the bypass hole or holes and from the external chamber or chambers, the sealing elements are located between the buffer and external chambers and between the buffer chamber and the bypass hole or holes, the movable element is at least one, p it is arranged with the possibility of hermetic reciprocating movement and is made with different sizes of cross-sections, while the cross-sectional size of the movable element on the side of the bypass holes or openings is less than the cross-sectional size of the movable element on the side of the external chamber, the housing is made monolithic or prefabricated, the sealing element represents a sealing surface or a sealing seal in the form of a ring or a sleeve, the bypass holes are made with different sizes cross-sections, the movable element is prefabricated or monolithic in the form of a rod of variable cross-section or a rod of variable cross-section, or a cylinder of variable cross-section, or a piston of variable cross-section, the device is equipped with an additional spring element fixed in an external chamber with the possibility of interaction with a movable element, a bypass chamber, hydraulically connected to the bypass holes or hole, at least one connecting element, at least one overlapping element, secured located on a movable element in the area of the bypass holes and made in the form of a ball or sphere, or cone, or cylinder, or rubber-metal nozzle, one or more additional hydraulic channels, tightly connected to the external chamber or cameras, a fitting located in the bypass hole, one or more instrumentation downhole tools.
Способ эксплуатации гидравлического устройства включает в себя спуск в скважину колонны труб с гидравлическим устройством, состоящим из гидравлического канала высокого давления, корпуса с камерой, впускным и перепускными отверстиями, подвижного элемента, герметизирующих элементов, изменение давления в камере посредством изменения давления рабочего агента в гидравлическом канале высокого давления, герметичное возвратно-поступательное перемещение подвижного элемента, перепуск скважинной жидкости через перепускные отверстия из затрубного пространства скважины во внутритрубное пространство, при этом гидравлическое устройство дополнительно снабжают, по меньшей мере, одной внешней камерой с функцией пружины и заряжают внешнюю камеру рабочим агентом с заданным давлением, при этом камеру, представляющую собой одну или несколько буферных камер, гидравлически изолируют от перепускных отверстий или отверстия и от внешней камеры посредством герметизирующих элементов и подвижного элемента, возвратно - поступательное перемещение подвижного элемента или элементов осуществляют посредством изменения давления рабочего агента в буферной камере или камерах выше или ниже давления зарядки рабочего агента во внешней камере или камерах, перепуск скважинной жидкости осуществляют посредством удержания подвижного элемента или элементов в заданном положении, давление зарядки рабочего агента во внешней камере или камерах задают выше давления в буферной камере или камерах, подвижный элемент или элементы удерживают в заданном положении, внешнюю камеру заряжают рабочим агентом в скважине посредством дополнительного гидравлического канала или на устье, поступательное перемещение подвижных элементов осуществляют одновременно или поочередно, внешнюю камеру заряжают рабочим агентом в виде скважинного флюида, герметичное перемещение подвижного элемента осуществляют в герметизирующем элементе и с герметизирующим элементом или в герметизирующих элементах, или с герметизирующими элементами, давление в буферной камере или камерах изменяют с возможностью перемещения подвижного элемента в положение перепускного отверстия частично открыто или частично закрыто, минимальное давление зарядки рабочим агентом во внешней камеры определяют посредством выполнения условий:A method of operating a hydraulic device includes lowering a pipe string into a well with a hydraulic device consisting of a high pressure hydraulic channel, a housing with a chamber, inlet and bypass holes, a movable element, sealing elements, a change in pressure in the chamber by changing the pressure of the working agent in the hydraulic channel high pressure, hermetic reciprocating movement of the movable element, bypass of the well fluid through the bypass holes from the bottom of the well into the in-pipe space, while the hydraulic device is additionally provided with at least one external chamber with a spring function and the external chamber is charged with a working agent with a given pressure, while the chamber, which is one or more buffer chambers, is hydraulically isolated from the bypass holes or holes to and from the external chamber by means of sealing elements and a movable element, the reciprocating movement of the movable element or elements is carried out by changing the pressure of the working agent in the buffer chamber or chambers above or below the charging pressure of the working agent in the external chamber or chambers, bypass the well fluid by holding the movable element or elements in a predetermined position, the charging pressure of the working agent in the external chamber or chambers is set higher than the pressure in the buffer chamber or chambers, the movable element or elements are held in a predetermined position, the external chamber is charged with a working agent in the well by means of an additional of the hydraulic channel or at the mouth, the translational movement of the movable elements is carried out simultaneously or alternately, the external chamber is charged with a working agent in the form of a well fluid, the movable element is sealed in the sealing element and with the sealing element or in the sealing elements, or with sealing elements, the pressure in the buffer chamber or chambers are changed to move the movable element to the position of the bypass hole partially open or hour closed, the minimum charge pressure by the working agent in the external chamber is determined by fulfilling the conditions:
при Sпер*Pпер+Pб*(Sвн-Sпер)*Sпер>Pвн*Sвн подвижный элемент 4 переместится в сторону внешней камеры 2,when Sper * Pper + Pb * (Svn-Sper) * Sper> Pvn * Svn, the
при Sпер*Pпер+Рб*(Sвн-Sпер)*Sпер<Pвн*Sвн подвижный элемент 4 переместится в сторону перепускных отверстий 8,when Sper * Pper + Rb * (Sbn-Sper) * Sper <Pbn * Sbn, the
где Sпер - площадь поперечного сечения подвижного элемента 4 в зоне герметизирующих элементов со стороны перепускных отверстий 8;where Sper is the cross-sectional area of the
Sвн - площадь поперечного сечения подвижного элемента 4 в зоне герметизирующих элементов со стороны внешней камеры 2;Sbn is the cross-sectional area of the
Рпер - давление в зоне перепускных отверстий 8;Rper - pressure in the zone of the
Рб - давление в буферной камере 3;RB is the pressure in the
Рвн - давление в внешней камере 2.Rvn - pressure in the
На фиг. 1 изображено гидравлическое устройство, включающее гидравлический канал высокого давления, корпус с внешней камерой и буферной камерой, подвижный элемент, выполненный составным и снабженный дополнительным перекрывающим элементом в виде шара, корпус и внешняя камера выполнены в виде составной муфты; на фиг. 2 изображено гидравлическое устройство, включающее корпус с перепускной камерой, с двумя буферными камерами и с двумя внешними камерами, при этом одна внешняя камера снабжена заглушкой и дополнительным пружинным элементом в виде заряженного сильфона, вторая внешняя камера выполнена открытой для гидравлического сообщения с внутрискважинной жидкостью, корпус и внешние камеры выполнены в виде монолитной муфты с резьбой; на фиг. 3 изображено гидравлическое устройство, включающее корпус с перепускной камерой, с буферной камерой, с двумя внешними камерами, снабженные заглушками, подвижный элемент, снабженный дополнительным перекрывающим элементом в виде шара, корпус и внешние камеры выполнены раздельно; на фиг. 4 изображено гидравлическое устройство, включающее корпус с двумя буферными камерами и с двумя внешними камерами, при этом одна внешняя камера снабжена заглушкой и дополнительным пружинным элементом, вторая внешняя камера снабжена дополнительным гидравлическим каналом, корпус и внешние камеры выполнены в виде монолитной муфты с резьбой; на фиг. 5 изображено гидравлическое устройство, включающее корпус с перепускной камерой, с двумя буферными камерами и с двумя внешними камерами, снабженными заглушками, внешние камеры и корпус выполнены монолитно.In FIG. 1 shows a hydraulic device comprising a high pressure hydraulic channel, a housing with an external chamber and a buffer chamber, a movable element made integral and provided with an additional blocking element in the form of a ball, the housing and the external chamber are made in the form of a composite coupling; in FIG. 2 shows a hydraulic device comprising a housing with a bypass chamber, with two buffer chambers and with two external chambers, while one external chamber is equipped with a plug and an additional spring element in the form of a charged bellows, the second external chamber is made open for hydraulic communication with the downhole fluid, the housing and external chambers are made in the form of a threaded monolithic coupling; in FIG. 3 shows a hydraulic device comprising a housing with a bypass chamber, with a buffer chamber, with two external chambers equipped with plugs, a movable element provided with an additional blocking element in the form of a ball, the housing and external chambers are made separately; in FIG. 4 shows a hydraulic device including a housing with two buffer chambers and with two external chambers, with one external chamber provided with a plug and an additional spring element, the second external chamber provided with an additional hydraulic channel, the housing and external chambers are made in the form of a monolithic threaded sleeve; in FIG. 5 shows a hydraulic device including a housing with a bypass chamber, with two buffer chambers and with two external chambers equipped with plugs, the external chambers and the casing are made in one piece.
Гидравлическое устройство состоит из корпуса 1 с одной или несколькими внешними камерами 2 и с одной или несколькими буферными камерами 3, из одного или нескольких подвижных элементов 4, из гидравлического канала высокого давления 5 и герметизирующих элементов 6.The hydraulic device consists of a housing 1 with one or more
Корпус 1 выполнен с впускным отверстием 7 и с одним или несколькими перепускными отверстиями 8. Одна или несколько внешних камерам 2 расположены в корпусе 1 с возможностью зарядки заданным давлением на устье или в скважине и с возможностью обеспечения функции пружины.The housing 1 is made with an
Корпус 1 с одной или несколькими внешними камерами 2 с функцией пружины выполнены монолитно или составными, в случае составного выполнения части: корпус 1 и внешняя камера 2 или корпус 1 и внешние камеры 2 герметично соединены между собой посредством разъемного или неразъемного соединения. Разъемное соединение представляет собой, например, резьбовое соединение, неразъемное соединение представляет собой, например, соединение посредством пайки или сварки.The housing 1 with one or more
Корпус 1 выполнен, например, в виде муфты составной или монолитной.The housing 1 is made, for example, in the form of a composite or integral coupling.
Впускное отверстие 7 выполнено в корпусе 1 с возможностью гидравлического сообщения с одной или несколькими буферными камерами 3.The
Одно или несколько перепускных отверстий 8 выполнены в корпусе 1 с возможностью гидравлического сообщения затрубного пространства с внутритрубным пространством и выполненными с заданными разными или одинаковыми размерами пропускных сечений. Размер пропускного сечения перепускного отверстия 8 задают от условий регулирования объемом перетока жидкости или газа.One or
Внешняя камера 2 с функцией пружины представляет собой пространство закрытое или открытое, при этом открытое пространство гидравлически сообщено со скважинным флюидом. Внешняя камера 2 с функцией пружины предварительно заряжено рабочим агентом с заданным давлением на устье или в скважине с возможностью сжатия или разжатия пространства внешней камеры 2.The
Буферная камера или камеры 3 расположены в корпусе 1 между герметизирующими элементами 6. Буферные камеры 3 расположены в корпусе 1 с возможностью гидравлического сообщения между собой и со впускным отверстием 7, при этом буферная камера 3 представляет собой пространство между герметизирующими элементами 6.The buffer chamber or
Герметизирующие элементы 6 и подвижный элемент или элементы 4 расположены в корпусе 1 с возможностью гидравлического разобщения - изоляции буферной камеры 3 от перепускного отверстия или отверстий 8 и от внешней камеры или камер 2.The
Например, герметизирующие элементы 6 установлены на подвижном элементе 4 в зоне внешней камеры 2 между буферной 3 и внешней 2 камерами и в зоне перепускного отверстия 8 между буферной камерой 3 и перепускным отверстием 8, гидравлически изолируя буферную камеру 3 от перепускного отверстия 8 и от внешней камеры 2.For example, the
Одна или несколько буферных камер 3 посредством впускного отверстия 7 гидравлически сообщены с гидравлическим каналом высокого давления 5 с возможностью изменения давления в одной или нескольких буферных камер 3.One or
Один или несколько подвижных элементов 4 расположены в корпусе 1 с возможностью герметичного возвратно-поступательного перемещения в корпусе 1, закрывая или открывая или частично закрывая или частично открывая перепускные отверстия или отверстие 8.One or more moving
Подвижный элемент 4 выполнен составным или монолитным и с разными размерами поперечного сечения, например, в виде штока переменного сечения, стержня переменного сечения, цилиндра переменного сечения, поршня переменного сечения, при этом размер поперечного сечения подвижного элемента 4 со стороны перепускных отверстий или отверстия 8 меньше, чем размер поперечного сечения подвижного элемента 4 со стороны внешней камеры 2, что обеспечивает возвратно - поступательное перемещение подвижного элемента 4 в сторону большего или меньшего размера поперечного сечения при изменении давления в буферной камере 3, то есть перемещение подвижного элемента 4 в сторону внешней камеры 2 или в сторону перепускных отверстий или отверстия 8.The
Например, в зоне перепускного отверстия 8 размер поперечного сечения подвижного элемента 4 меньше, чем размер поперечного сечения подвижного элемента 4 в зоне внешней камеры.For example, in the zone of the
Гидравлический канал высокого давления 5 герметично закреплен во впускном отверстии 7, например, посредством резьбового соединения, и гидравлически сообщен с ним.The hydraulic channel of the
Герметизирующий элемент 6 представляет собой, например, по меньшей мере, одну герметизирующую втулку, по меньшей мере, один герметизирующий уплотнитель в виде кольца, по меньшей мере, одну герметизирующую поверхность.The sealing
Например, герметизирующий уплотнитель 6 в виде кольца расположен на подвижном элементе 4 в зоне перепускных отверстий 8 и в зоне внешней камеры 2; герметизирующая поверхность 6 закреплена на подвижном элементе 4 в зоне перепускных отверстий 8 и в зоне внешней камеры 2; герметизирующая поверхность 6 закреплена на внутренней поверхности корпуса 1 в зоне перепускных отверстий 8 и в зоне внешней камеры 2.For example, a
Гидравлическое устройство дополнительно снабжено, по меньшей мере, одним пружинным элементом 9, по меньшей мере, одной перепускной камерой 10, одним или несколькими дополнительными гидравлическими каналами 11, по меньшей мере, одной заглушкой 12, по меньшей мере, одним соединительным элементом 13, одним или несколькими штуцерами и одним или несколькими перекрывающими элементами 14, одним или несколькими контрольно-измерительными скважинными приборами.The hydraulic device is further provided with at least one
Пружинный элемент 9 обеспечивает дополнительную пружинную функцию внешней камеры 2, расположен во внешней камере 2 и герметично закреплен на подвижном элементе 4 и во внешней камере 2 посредством разъемного или неразъемного соединения. Пружинный элемент 9 представляет собой, например, сильфонную камеру, пружину.The
Перепускная камера 10 гидравлически связана с перепускными отверстиями или отверстием 8.The
Дополнительный гидравлический канал 11 герметично соединен с внешней камерой 2 с возможностью зарядки ее на заданное давление в скважине.The additional
Заглушка 12 герметично расположена во внешней камере 2.The plug 12 is hermetically located in the
Соединительный элемент 13 герметично соединяет между собой, например, гидравлический канал высокого давления 5 и впускные отверстия 7, гидравлический канал 11 и внешнюю камеру 2.The connecting
Соединительный элемент 13 представляет собой, например, втулку с герметизирующим элементом, муфту с герметизирующим элементом.The connecting
Штуцер расположен в перепускном отверстии 8.The fitting is located in the
Перекрывающий элемент 14 закреплен на подвижном элементе 4 в зоне перепускных отверстий - со стороны перепускного отверстия 8 и выполнен, например, в виде шара или в виде сферы, или в виде конуса, или в виде цилиндра, или в виде резино-металлической насадки.The overlapping
Контрольно-измерительный скважинный прибор служит для замера давлений зарядки во внешней камере 2, давлений в буферной 3 и перепускной 10 камер и давлений в скважине.The control and measuring downhole tool is used to measure charging pressures in the
Способ осуществляет работу устройства следующим образом.The method performs the operation of the device as follows.
В скважину спускают колонну труб НКТ с гидравлическим устройством, состоящим из одного или нескольких подвижных элементов 4, гидравлического канала высокого давления 5, герметизирующих элементов 6, из корпуса 1 с одной или несколькими буферными камерами 3, с одной или несколькими внешними камерами 2 с функцией пружины, с впускным отверстием 7 и с одним или несколькими перепускными отверстиями 8.A string of tubing pipes is lowered into the well with a hydraulic device consisting of one or more
Внешнюю камеру или камеры 2 с функциями пружины на момент начала работы гидравлического устройства заряжают рабочим агентом с заданным давлением один раз перед монтажом и спуском в скважину на устье или в скважине, при этом давление зарядки в статичном состоянии во внешней камере или камерах 2 всегда больше статичного давления в гидравлическом канале высокого давления 5 и, соответственно, давления в буферной камере 3.An external chamber or
Рабочий агент представляет собой жидкость или газ, например, азот, скважинный флюид.The working agent is a liquid or gas, for example, nitrogen, well fluid.
Буферную камеру или камеры 3 гидравлически изолируют от одного или нескольких перепускных отверстий 8 и от внешней камеры или камер 2 посредством герметизирующих элементов 6 и подвижного элемента или элементов 4. При этом подвижный элемент или элементы 4 располагают в буферной камере или камерах 3 и во внешней камере или камерах 2 с возможностью герметичного возвратно-поступательного перемещения в корпусе 1 в герметизирующих элементах 6 и/или с герметизирующими элементами 6, обеспечивая гидравлическую изоляцию разобщение буферной камеры или камер 3 от перепускного отверстия или отверстий 8 и от внешней камеры или камер 2.The buffer chamber or
Например, при наличии перепускной камеры 10 подвижный элемент 4 располагают в перепускной камере 10, в буферной камере 3, во внешней камере 2 и в герметизирующих элементах 6 с возможностью герметичного его перемещения и обеспечения гидравлической изоляции буферной камеры 3 от перепускного отверстия или отверстий 8 и от внешней камеры 2.For example, if there is a
С устья скважины в гидравлический канал высокого давления 5 подают рабочий агент с давлением, превышающим давление рабочего агента во внешней камере или камерах 2, который поступает во впускное отверстие 7, а затем в буферную камеру или камеры 3. После чего осуществляют перемещение подвижного элемента или элементов 4 путем изменения давления в гидравлическом канале высокого давления 5 и, соответственно, изменения давления в буферной камере или камерах 3, повышая или понижая его относительно давления зарядки рабочего во внешней камере или камер 2.From the wellhead, a high pressure
Изменение давления в буферной камере или камерах 3 влечет за собой перемещение подвижного элемента или элементов 4 в сторону внешней камеры или камер 2, изменяя давление во внешней камере или камерах 2 путем сжатия пространства, или в сторону перепускных отверстий или отверстия 8, закрывая или открывая их.Changing the pressure in the buffer chamber or
За счет подачи в буферную камеру или камеры 3 рабочего агента с давлением выше давления зарядки рабочего агента во внешней камере или камерах 2 и при передавливании рабочего агента внутри внешней камере или камерах 2 осуществляют перемещение подвижного элемента или элементов 4.Due to the supply of a working agent to the buffer chamber or
Перемещение подвижного элемента или элементов 4 осуществляют возвратно-поступательно и герметично.The movement of the movable element or
Возвратно-поступательное перемещение подвижного элемента или элементов 4 осуществляют посредством сжатия или разжатия пространства внешней камеры 2, изменяя давления в буферной камере 3, повышая или понижая его относительно давления зарядки во внешней камере или камерах 2.The reciprocating movement of the movable element or
Герметичное перемещение подвижного элемента 4 осуществляют в герметизирующем элементе бис герметизирующим элементом 6, в герметизирующих элементах 6 или с герметизирующими элементами 6.Hermetic movement of the
В процессе герметичного возвратно-поступательного перемещения подвижного элемента 4 открывают или закрывают одно или несколько перепускных отверстий 8.In the process of hermetic reciprocating movement of the
В процессе герметичного возвратно-поступательного перемещения подвижных элементов 4 открывают и/или закрывают одно или несколько перепускных отверстий 8.In the process of hermetic reciprocating movement of the
После открытия или закрытия одного или нескольких перепускных отверстий 8, подвижный элемент или элементы 4 удерживают в заданном положении заданный период времени.After opening or closing one or
При открытых перепускных отверстиях или отверстия 8 осуществляют перепуск скважинной жидкости из затрубного пространства скважины во внутритрубное пространство и обратно, регулируя, тем самым переток скважинного флюида.With open bypass holes or
Регулирование давления зарядки рабочего агента во внешней камере 2 позволяет подбирать давление необходимое для определения заданного исходного транспортного положения подвижного элемента 4 соответствующего, например, состоянию гидравлического регулятора в положении «открыто» или «закрыто», в том числе при спуске его в скважину или при нахождении его в скважине.The regulation of the charging pressure of the working agent in the
Регулирование давления в буферной камере 3 путем изменения давления относительно давления во внешней камере 2, позволяет перемещать подвижный элемент 4 из исходного состояния в заданное положение и удерживать его в этом состоянии.The regulation of the pressure in the
В зависимости от поставленной задачи гидравлическое устройство настраивают на определенный заданный режим работы в скважине, например, режим выравнивания давления затрубного пространства скважины с давлением внутритрубным.Depending on the task, the hydraulic device is tuned to a specific predetermined mode of operation in the well, for example, the mode of balancing the pressure of the annular space of the well with the pressure in-pipe.
При наличии нескольких подвижных элементов 4 их перемещение осуществляют одновременно или поочередно.In the presence of several
Например, при установке в гидравлическом устройстве двух подвижных элементов 4 в противофазе, первый подвижный элемент 4 открывает перепускные отверстия 8 с размером пропускного сечения соответствующего первому подвижному элементу 4, а второй подвижный элемент 4 закрывает перепускные отверстия 8 с размером пропускного сечения соответствующего второму подвижному элементу 4, при этом оба подвижных элемента 4, перемещаясь одновременно, открывают и закрывают каждый свои перепускные отверстия 8, осуществляя перепуск и закрытие перепуска скважинной жидкости из затрубного пространства скважины во внутритрубное пространство, в зависимости от заданного давления рабочего агента, соответствующего давлению зарядки внешней камеры 2, размеру поперечного сечения подвижного элемента 4 и размеру пропускного сечения перепускных отверстий 8.For example, when installing two
Таким образом, одновременное или поочередное перекрывание заданных перепускных отверстий 8 обеспечивают разным давлением зарядки внешних камер 2 и/или разным размером пропускного сечения перепускных отверстий 8, и/или выполнением подвижных элементов 4 с разным размером поперечных сечений в зоне перепускных отверстий 8 и в зоне внешних камер 2.Thus, the simultaneous or alternate overlapping of the bypass holes 8 provided by different charging pressures of the
В исходном транспортном состоянии режим «закрыто» или «открыто» давление зарядки скважинного флюида во внешней камере 2 с функциями пружины превышает давление столба рабочего агента, заполняющего гидравлический канал высокого давления 5.In the initial transport state, the "closed" or "open" pressure of the borehole fluid charging pressure in the
Давление рабочего агента в буферной камере 3 в зависимости от поставленной задачи периодически изменяют, а именно, создают выше или ниже, чем давление рабочего агента во внешней камере или камерах 2, обеспечивая тем самым возвратно - поступательное перемещение подвижного элемента или элементов 4. Чем выше давление во внешней камере 2, тем выше давление создают в буферной камере 3.The pressure of the working agent in the
Предлагаемое гидравлическое устройство также используют при одновременной или раздельной добыче или закачки рабочего агента для чего в скважине устанавливают дополнительное оборудование, которое герметично отсекает пласт или пласты, например, пакер или пакера, и затем осуществляют работу гидравлического устройства, перепуская скважинный флюида через перепускные отверстия или отверстие 8. Для чего изменяют давление в гидравлическом канале высокого давления 5 и, соответственно, в буферной камере или камерах 3 посредством нагнетания рабочего агента с заданным давлением из гидравлического канала высокого давления 5 через впускное отверстие 7, перемещая при этом подвижный элемент или элементы 4. При превышении давления в буферной камере 3 над давлением во внешней камере 2 происходит перемещение подвижного элемента 4 в сторону внешней камеры 2 и сжатие ее, а при снижении давления в буферной камере 3 происходит разжатие внешней камеры 2 и возвратное перемещение подвижного элемента 4 в исходное положение, то есть в сторону перепускных отверстий или отверстия 8.The proposed hydraulic device is also used for simultaneous or separate production or injection of a working agent, for which additional equipment is installed in the well that seals off the formation or layers, for example, a packer or packer, and then the hydraulic device is operated by passing the well fluid through the bypass holes or
Пример 1. На устье перед монтажом и спуском в скважину в корпусе 1 располагают буферную камеру 3, гидравлически изолируют от внешней камеры 2 и гидравлически изолируют от перепускных отверстий 8. Внешнюю камеру 2 заряжают азотом с заданным давлением, обеспечивающим функцию пружины.Example 1. At the wellhead before mounting and launching into the well in the housing 1, a
Давление в буферной камере 3 задают исходя из планируемого открытия или закрытия перепускных отверстий 8 и объема перетока скважинной жидкости через перепускные отверстия 8. Внешняя камера 2 и корпус 1 выполнены составными, герметично соединены между собой для удобства обслуживания и установлены на внешней стороне НКТ. (Фиг. 1).The pressure in the
Спускают в скважину НКТ с двумя пакерами и гидравлическим устройством, состоящим из гидравлического канала высокого давления 5, из подвижного элемента 4, выполненного составным с расширенной частью в виде поршня и с дополнительным перекрывающим элементом 14 в виде шара, герметизирующих элементов 6, из корпуса 1 с внешней камерой 2, с впускным 7 и перепускными отверстиями 8 и с буферной камерой 3.A tubing is lowered into the well with two packers and a hydraulic device consisting of a high pressure
Гидравлическое устройство находится в состоянии «открыто» и внутритрубное пространство с затрубным пространством сообщаются через перепускные отверстия 8.The hydraulic device is in the "open" state and the in-pipe space with the annular space communicate through the bypass holes 8.
По гидравлическому каналу высокого давления 5 во впускное отверстие 7 и в буферную камеру 3 подают гидравлическую жидкость с давлением, превышающим давление рабочего агента во внешней камере 2.A hydraulic fluid with a pressure exceeding the pressure of the working agent in the
Поскольку подвижный элемент 4 со стороны внешней камеры 2 имеет поперечное сечение больше, чем со стороны перепускных отверстий 8, то повышенное давление в буферной камере 3 воздействует на расширенный участок подвижного элемента 4, поступательно перемещая его в сторону внешней камеры 2. При этом перекрывающий элемент 14 подвижного элемента 4 закрывает перепускные отверстия 8 и гидравлическое устройство переходит в состояние «закрыто» и внутритрубное пространство с затрубным пространством не сообщаются.Since the
После закрытия перепускных отверстий 8 подвижный элемент 4 удерживают в заданном положении расчетный период времени, обеспечивая удержание заданного пластового давления.After closing the bypass holes 8, the
Затем осуществляют процесс открытия перепускных отверстий 8, для чего подвижный элемент 4 возвратно-поступательно перемещают в сторону перепускных отверстий 8, понижая давление гидравлической жидкости в гидравлическом канале высокого давления 5 и, соответственно, в буферной камере 3.Then, the process of opening the bypass holes 8 is carried out, for which the
Открыв перепускные отверстия 8, подвижный элемент 4 удерживают в этом положении заданный период времени, осуществляя перепуск скважинной жидкости из затрубного пространства скважины во внутритрубное пространство через перепускные отверстия 8.By opening the bypass holes 8, the
Пример 2.Example 2
На устье перед монтажом и спуском в скважину гидравлического устройства в корпусе 1 располагают две перепускные камеры 10, две буферные камеры 3, два подвижных элемента 4, две внешних камеры 2 и гидравлически изолируют буферные камеры 3 от перепускных отверстий 8 и внешних камер 2 посредством герметизирующих элементов 6 и подвижных элементов 4. В одну внешнюю камеру 2 дополнительно устанавливают сильфон 9 и заряжают его азотом с давлением, превышающим давление скважинного флюида. Сильфон 9 усиливает функцию пружины внешней камеры (Фиг. 2).At the mouth, before mounting and lowering the hydraulic device into the well, in the housing 1, there are two
Вторая внешняя камера 2 открыта, взаимодействует со скважинным флюидом в скважине и заряжена им.The second
Внешние камеры 2 и корпус 1 выполнены в виде монолитной муфты.
Спускают в скважину НКТ с одним пакером и гидравлическим устройством, состоящим из гидравлического канала высокого давления 5, двух подвижных элементов 4, выполненных с расширенной частью в виде цилиндрического поршня, герметизирующих элементов 6, из корпуса 1 с впускным 7 и перепускными отверстиями 8, с двумя буферными камерами 3, гидравлически соединенными между собой и со впускным отверстием 7, с двумя внешними камерами 2, при этом одна внешняя камера 2 в открытом исполнении, а вторая внешняя камера 2 с сильфоном 9 в закрытом исполнении.The tubing is lowered into the well with one packer and a hydraulic device consisting of a high pressure
Давление в буферных камерах 3 изменяют с устья путем подачи гидравлической жидкости с заданным давлением по гидравлическому каналу высокого давления 5 исходя из возможности перемещения каждого подвижного элемента 4. Задавая давление в буферных камерах 3 ниже давления соответствующей ей внешней камере 2, перемещают подвижный элемент 4, соответствующий своему давлению, в сторону перепускных отверстий 8, закрывая при этом перепускные отверстия 8.The pressure in the
Создавая в буферных камерах 3 давление, превышающее давление зарядки азота во внешней камере 2 с сильфоном 9 и давление зарядки скважинного флюида во второй внешней камере 2, перемещают подвижные элементы 4, в сторону внешних камер 2, открывая при этом перепускные отверстия 8.By creating a pressure in the
Поскольку каждый подвижный элемент 4 во внешней камере 2 имеет размер поперечного сечения больше, чем со стороны перепускных отверстий 8, то повышенное давление в соответствующей буферной камере 3 воздействует на расширенный участок соответствующего подвижного элемента 4, перемещая его в сторону соответствующей внешней камеры 2 с открытием соответствующих перепускных отверстий 8.Since each
Открыв перепускные отверстия 8, подвижный элемент 4 удерживают в этом положении заданный период времени, осуществляя перепуск скважинной жидкости из затрубного пространства скважины во внутритрубное пространство через перепускные отверстия 8.By opening the bypass holes 8, the
Сжатый азот в сильфоне 9 в первой внешней камере 2 обеспечивает функцию дополнительной пружины и возвращает подвижный элемент 4 в исходное транспортное положение «закрыто» при снижении давления в гидравлическом канале высокого давления 5 и, соответственно, при снижении давления в буферной камере 3.Compressed nitrogen in the
Скважинный флюид во второй внешней камере 2 обеспечивает функцию пружины, которая обеспечивает возврат подвижного элемента 4 в исходное транспортное положение «закрыто» при снижении давления в гидравлическом канале высокого давления 5 и, соответственно, при снижении давления в буферной камере 3 - перепускные отверстия 8 закрыты.The downhole fluid in the second
После закрытия перепускных отверстий 8, подвижный элемент 4 удерживают в заданном положении расчетный период времени, перекрыв перепуск скважинной жидкости из затрубного пространства скважины во внутритрубное пространство.After closing the bypass holes 8, the
Пример 3.Example 3
На устье скважины перед монтажом и спуском в скважину в корпусе 1 располагают две внешние камеры 2, две перепускные камеры 10 и одну общую буферную камеру 3, два подвижных элемента 4, герметизирующие элементы 6 и гидравлически изолируют буферную камеру 3 от перепускных отверстий 8 и от внешних камер 2.At the wellhead, before mounting and launching into the well, two
Каждую внешнюю камеру 2 заряжают азотом с давлением, превышающим статичное давление в гидравлическом канале высокого давления 5 и, соответственно, давление в буферной камере 3, при этом внешние камеры 2 заряжены разным заданным давлением.Each
Давление гидравлической жидкости в буферной камере 3 задают исходя из выбранного положения «открыто» или «закрыто» соответствующего подвижного элемента 4. В одной внешней камере 2 располагают дополнительный элемент в виде болта, зафиксированного к стенке внешней камеры 2, который обеспечивает дополнительное ограничение хода подвижного элемента 4 (Фиг. 3).The pressure of the hydraulic fluid in the
Внешние камеры 2 для удобства обслуживания выполнены составными с корпусом 1, герметично соединены с ним и прикручены к НКТ.
Спускают в скважину НКТ с двумя пакерами и гидравлическим устройством, состоящим из гидравлического канала высокого давления 5, двух подвижных элементов 4, выполненных с разными поперечными сечениями, герметизирующих элементов 6, корпуса 1 с впускным 7 и с перепускными отверстиями 8, одной буферной камерой 3 и двух внешних камер 2.The tubing is lowered into the well with two packers and a hydraulic device consisting of a high pressure
Гидравлическое устройство осуществляет работу при отсеченных пакерами пластах для чего из транспортного положения «закрыто» переводят в положение «открыто» путем создания давления гидравлической жидкости в гидравлическом канале высокого давления 5 выше, чем давление азота во внешних камерах 2, гидравлическая жидкость с заданным давлением из гидравлического канала высокого давления 5 поступает во впускное отверстие 7 и затем в буферную камеру 3.The hydraulic device performs work when the seams cut off by the packers, for which the “closed” position is transferred to the “open” position by creating a hydraulic fluid pressure in the high pressure
Изменяя давление гидравлической жидкости в буферной камере 3, поочередно перемещают два подвижных элемента 4 и открывают и закрывают соответствующие им перепускные отверстия 8.Changing the pressure of the hydraulic fluid in the
При повышении давления гидравлической жидкости в буферной камере 3 над давлением зарядки газа во внешних камерах 2, происходит перемещение двух подвижных элементов 4 поочередно в сторону соответствующих им внешних камер 2. При снижении давления гидравлической жидкости в буферной камере 3 каждый подвижный элемент 4 возвращают в исходное положение в состояние «закрыто». Зарядка внешних камер 2 газом на заданное давление обеспечивает возврат подвижных элементов 4 в транспортное исходное состояние под действием пружинной функции газа внешних камерах 2.With an increase in the pressure of the hydraulic fluid in the
Поскольку каждый подвижный элемент 4 во внешней камере 2 имеет размер поперечного сечения больше, чем со стороны перепускных отверстий 8, то повышенное давление гидравлической жидкости в буферной камере 3 воздействует на расширенный участок каждого подвижного элемента 4, поступательно перемещает его в сторону внешних камер 2 сжимая их и открывая при этом перепускные отверстия 8. После чего, подвижные элементы 4 удерживают в этом положении заданный период времени и осуществляют заданный объем перепуска скважинной жидкости из затрубного пространства скважины во внутритрубное пространство.Since each
Сжатый азот в каждой внешней камере 2 выполняет функцию пружины в сжатом состоянии для возврата каждого подвижного элемента 4 в исходное положение.Compressed nitrogen in each
При снижении давления гидравлической жидкости в буферной камере 3 ниже давления, чем давление азота во внешних камерах 3, один подвижный элемент 4 перекрывает соответствующие ему перепускное отверстие 8 запирающим элементом 14 в виде шара, а другой подвижный элемент 4 закрывает соответствующие этому подвижному элементу 4 перепускное отверстие 8.When the hydraulic fluid pressure in the
Подвижные элементы 4 удерживают в этом положении заданный период времени, закрыв перепуск скважинной жидкости из затрубного пространства скважины во внутритрубное пространство.The
При превышении давления в буферной камере 3 над давлением во внешних камерах 2 происходит перемещение каждого подвижного элемента 4 в сторону внешней камеры 2 и открытие соответствующих перепускных отверстий 8, при этом за счет герметизирующих элементов 6 возвратно-поступательное перемещение подвижного элемента 4 осуществляют герметично.When the pressure in the
Подвижные элементы 4 удерживают в этом положении заданный период времени, открыв перепуск скважинной жидкости из затрубного пространства скважины во внутритрубное пространство.The
Пример 4.Example 4
На устье перед монтажом и спуском в скважину в корпусе располагают две внешние камеры 3, две буферных камеры 3, два подвижных элемента 4, герметизирующие элементы 6 и гидравлически изолируют буферные камеры 3 от перепускных отверстий 8 и от внешних камер 3 (Фиг. 4).At the mouth, before installation and launching into the well, two
В одной внешней камере 2 располагают дополнительный пружинный элемент 9 в виде пружины, зафиксированный к расширенной части подвижного элемента 4 и к стенкам внешней камеры 2. Внешние камеры 2 заряжают азотом с заданным давлением, одну внешнюю камеру 2 заряжают на устье, а другую внешнюю камеру 2 заряжают в скважине посредством дополнительного гидравлического канала 11. Давление газа в буферной камере 3 создают исходя из положения подвижных элементов «открыто» или «закрыто».In one
По дополнительному гидравлическому каналу 11 подают рабочий агент под заданным давлением.An additional
Внешние камеры 2 заряжены одинаковым заданным давлением, исходя из этого, изменяя давление газа в буферных камерах 3, одновременно перемещают два подвижных элемента 4 открывая или закрывая перепускные отверстия 8.
Корпус 1 и внешние камеры 2 выполнены в виде монолитной муфты с резьбой, которая прикручивается к НКТ.The housing 1 and the
Спускают в скважину НКТ с одним или несколькими пакерами в зависимости технических условий скважины, с гидравлическим устройством, состоящим из гидравлического канала высокого давления 5, двух подвижных элементов 4, герметизирующих элементов 6, корпуса 1 с впускным 7, перепускными отверстиями 8, с двумя внешними камерами 2, с двумя буферными камерами 3, гидравлически соединенными между собой и с впускным отверстием 8. Корпус 1 и внешние камеры 2 выполнены в виде монолитной муфты с резьбой, которая прикручивается к НКТ.A tubing is lowered into the well with one or more packers depending on the technical conditions of the well, with a hydraulic device consisting of a high pressure
Буферные камеры 3 соединены с гидравлическим каналом высокого давления 5 посредством впускного отверстия 7, обеспечивая за счет созданного давления в них одновременно воздействовать на несколько подвижных элементов 4, увеличивая универсальность гидравлического устройства.The
Гидравлическое устройство осуществляет работу путем перевода из транспортного положения «закрыто» в положение «открыто» за счет создания давления газа в гидравлическом канале высокого давления 5 выше, чем давление жидкости во внешней камере 2 с пружиной 9 и во внешней камере 2 с дополнительным гидравлическим каналом 11. Газ с повышенным давлением из гидравлического канала высокого давления 5 поступает во впускное отверстие 7 и затем в буферные камеры 3.The hydraulic device operates by moving from the transport position “closed” to the “open” position by creating a gas pressure in the high pressure
За счет созданного давления газа в буферных камерах 3 выше давления зарядки жидкости во внешних камерах 2 осуществляют одновременное поступательное перемещение двух подвижных элементов 4 в сторону внешних камер 2. Поскольку подвижный элемент 4 во внешней камере 2 имеет размер поперечного сечения больше, чем со стороны перепускных отверстий 8, то повышенное давление в буферной камере 3 воздействует на расширенный участок подвижного элемента 4, поступательно перемещая его в сторону внешних камер 2, сжимая газ и пружину 9 в ней с открытием соответствующих ему перепускных отверстий 8.Due to the created gas pressure in the
Подвижные элементы 4 удерживают в положении «открыто» заданный период времени, осуществляя перепуск скважинной жидкости из затрубного пространства скважины во внутритрубное пространство.The
За счет снижения давления газа в буферных камерах 3 относительно давление зарядки жидкости во внешних камерах 2 и дополнительной силы действия пружины 9 в одной из внешних камер 2 осуществляют возвратно - поступательное перемещение двух подвижных элементов 4 в сторону перепускных отверстий 8, закрывая их.By reducing the gas pressure in the
Подвижные элементы 4 удерживают в положении «закрыто» заданный период времени, закрыв перепуск скважинной жидкости из затрубного пространства скважины во внутритрубное пространство.The
Пример 5.Example 5
В глубокую скважину спускают на НКТ два пакера и гидравлическое устройство, состоящее из гидравлического канала высокого давления 5, двух подвижных элементов 4, герметизирующих элементов и 6, корпуса 1 с отверстиями впускным 7 и перепускными отверстиями 8, с двумя внешними камерами 2, с двумя перепускными камерами 10 и с двумя буферными камерами 3.Two packers and a hydraulic device consisting of a hydraulic channel of
Буферные камеры 3 изолируют от перепускных отверстий 8 и от внешних камер 2 посредством подвижных элементов 4 и герметизирующих элементов 6 (Фиг. 5).
Перед монтажом и спуском в скважину каждую внешнюю камеру 2 заряжают азотом на одинаковое постоянное заданное давление, превышающее давление скважинного флюида.Before mounting and launching into the well, each
Подвижные элементы 4 выполнены с различными размерами поперечных сечений со стороны внешних камер. Каждый подвижный элемент 4 расположен во внешней камере 2, в буферной камере 3 и в перепускной камере 10 с возможностью герметичного перемещения его внутри камер 2, 3 и 10. Границы камер 2, 3, 10 маркируют и герметично разделяют герметизирующими элементами 6 и подвижными элементами 4.The
Корпус 1 и внешние камеры 2 выполнены в виде монолитной муфты с резьбой, которая прикручивается к НКТ.The housing 1 and the
Регулирование гидравлическим устройством осуществляют посредством изменения давления в буферных камерах 3, повышая его до заданного значения или снижая его до исходного значения за счет подачи или стравливания газа из гидравлического канала высокого давления 5.Regulation by a hydraulic device is carried out by changing the pressure in the
За счет разности размеров поперечных сечений двух подвижных элементов 4 при одинаковых давлениях зарядки азота во внешних камерах 2, определяют очередность их перемещений. Вначале перемещают подвижный элемент 4 с большим поперечным сечением со стороны внешней камеры 2 относительно другого подвижного элемента 4.Due to the difference in cross-sectional dimensions of the two
Разность размеров поперечных сечений подвижных элементов 4 внутри буферной камеры 3 обеспечивает определение исходного транспортного положения подвижных элементов 4, соответствующих состоянию положения «открыто» и/или «закрыто», при спуске гидравлического устройства в скважину или при нахождении его в скважине.The difference in the cross-sectional sizes of the
Определение давлений газа внутри буферной камеры 3 осуществляют в том числе и по технологическим данным.The determination of gas pressures inside the
Например, для периодического изменения давления газа в буферной камере 3, снижая или повышая его относительно давления азота во внешних камерах 2 и давления в зоне перепускных отверстий 8, выполняют следующие условия:For example, to periodically change the gas pressure in the
при Sпер*Pпер+Pб*(Sвн-Sпер)*Sпер>Pвн*Sвн подвижный элемент 4 переместится в сторону внешней камеры 2,when Sper * Pper + Pb * (Svn-Sper) * Sper> Pvn * Svn, the
при Sпер*Pпер+Р6*(Sвн-Sпер)*Sпер<Pвн*Sвн подвижный элемент 4 переместится в сторону перепускных отверстий 8,with Sper * Pper + P6 * (Svn-Sper) * Sper <Pvn * Svn, the
где Sпер - площадь поперечного сечения подвижного элемента 4 в зоне герметизирующих элементов со стороны перепускных отверстий 8;where Sper is the cross-sectional area of the
Sвн - площадь поперечного сечения подвижного элемента 4 в зоне герметизирующих элементов со стороны внешней камеры 2;Sbn is the cross-sectional area of the
Рпер - давление в зоне перепускных отверстий 8;Rper - pressure in the zone of the bypass holes 8;
Рб - давление в буферной камере 3;RB is the pressure in the
Рвн - давление в внешней камере 2.Rvn - pressure in the
Возвратно-поступательно перемещение подвижных элементов 4 осуществляют из исходного состояния в заданное положение или удержание их в этом состоянии при статичном удержании давления газа внутри буферных камерах 3. Давление газа в буферных камерах превышает давление азота во внешних камерах 2.The reciprocating movement of the
Размеры поперечных сечений подвижного элемента 4 в каждой буферной камере разные 3 и, при этом, меньший размер поперечного сечения каждого подвижного элемента 4 расположен со стороны перепускных отверстий 8, а больший размер поперечного сечения каждого подвижного элемента 4 расположен во внешней камере 2.The cross-sectional dimensions of the
Посредством подачи или стравливания газа через гидравлический канал высокого давления 5 регулируют давление газа в каждой буферной камере 3, изменяя давление в ней до заданных значений и перемещая соответствующий ей подвижный элемент 4.By supplying or venting gas through the high pressure
Давление газа в каждой буферной камере 3 изменяют периодически, увеличивая его или уменьшая относительно давления азота во внешней камере 2, обеспечивая тем самым возвратно - поступательное перемещение соответствующего ей подвижного элемента и открытие или закрытие соответствующих этому подвижному элементу 4 перепускных отверстий 8 или всех перепускных отверстий 8, в зависимости из планируемого объема перетока скважинной жидкости через перепускные отверстия 8.The gas pressure in each
После открытия или закрытия перепускных отверстий 8 подвижные элементы 4 удерживают в положении открыто или закрыто расчетный период времени, осуществляя перепуск или закрытие перепуска из затрубного пространства скважины во внутритрубное пространство.After opening or closing the bypass holes 8, the
Пример 6.Example 6
В неглубокую скважину спускают на НКТ два пакера и гидравлическое устройство, состоящее из гидравлического канала высокого давления 5 и дополнительного гидравлического канала 11, из четырех подвижных элементов 4, герметизирующих элементов 6, из корпуса 1, закрепленного на НКТ известными способами и средствами, например, как муфту на НКТ, при этом корпус 1 выполнен с отверстиями впускным 7 и перепускными отверстиями 8, с четырьмя внешними камерами 2, с тремя буферными камерами 3, изолированными от трех внешних камер 2 и от перепускных отверстий 8 герметизирующими элементами 6 и подвижными элементами 4.Two packers and a hydraulic device consisting of a high pressure
Гидравлический канал высокого давления 5 герметично закрепляют во впускном отверстии 7, дополнительный гидравлический канал 11 герметично закрепляют с одной из внешних камер 2 известными средствами.The high pressure
Гидравлическим устройством осуществляют работу при отсеченных пакерами пластах или интервалов негерметичности в целях одновременно-раздельной эксплуатации одной скважины с несколькими продуктивными пластами.The hydraulic device performs work with seams cut off by packers or leak intervals for the simultaneous and separate operation of one well with several productive formations.
Одну внешнюю камеру по дополнительному гидравлическому каналу 11 заряжают в скважине азотом. Другие внешние камеры 2 заряжены на устье азотом с постоянным давлением, но разным по отношению друг к другу.One external chamber through an additional
Для того чтобы открыть конкретное перепускное отверстие 8 газ под заданным давлением, например, с газового баллона с высоким давлением, по гидравлическому каналу высокого давления 5 подают во впускное отверстие 7 и, соответственно, в буферные камеры 3.In order to open a
Газ с заданным давлением, попадая в буферные камеры 3, воздействует на соответствующий подвижный элемент 4, перемещая его поступательно, и, соответственно, переводя его в положение «открыто» или «закрыто». В результате поступательного перемещения подвижных элементов 4 открывают перепускные отверстия 8, открывая при этом гидравлическое сообщение и перепуск скважинной жидкости из затрубного пространства во внутритрубное пространство, после чего подвижные элементы удерживают в течение расчетного времени.Gas with a given pressure, falling into the
Перепуск скважинной жидкости из затрубного пространства во внутритрубное пространство регулируют, открывая одно перепускное отверстие 8 или два перепускных отверстия 8, или три перепускных отверстия 8.The bypass of the borehole fluid from the annulus into the annulus is regulated by opening one
При стравливании газа из гидравлического канала высокого давления 5 происходит снижение давления в нем и, соответственно, происходит снижение давления в буферной камере 3, при этом подвижные элементы 4 возвращают обратно в транспортное положение и удерживают их в этом положении в течение расчетного времени.When bleeding gas from the hydraulic channel of
Возвратно-поступательное перемещение подвижных элементов 4 осуществляют одновременно или последовательно. Каждый подвижный элемент 4 соответствует своему положению «открыто» или «закрыто» в зависимости от заданного давления во внешней камере 2, при этом давления во внешних камерах 2 разные.The reciprocating movement of the
Для того, чтобы закрыть конкретное выбранное перепускное отверстие 8 по дополнительному гидравлическому каналу 11 подают флюид с давлением в одну из внешних камер 2 выше давления в буферной камере 3, что влечет за собой перемещение подвижного элемента от этой внешней камеры 2 в сторону перепускного отверстия 8 с размером диаметра поперечного сечения соответствующим подвижному элементу и закрытие перепускного отверстия 8.In order to close a particular selected
Гидравлическая жидкость, поступающая по гидравлическому каналу высокого давления 5, с давлением, превышающем давление азота в каждой внешней камере 2, попадая в буферные камеры 3, действует на соответствующие подвижные элементы 4, которые поступательно перемещают в заданное положение.The hydraulic fluid entering the high pressure
За счет разных размеров поперечных сечений подвижных элементов 4, расположенных в зоне перепускных отверстий 8 и в зоне внешних камер 2, обеспечивают поочередное и/или одновременное их перемещение.Due to the different sizes of the cross sections of the
Периодически повышая или снижая давление в буферной камере 3, осуществляют периодически возвратно-поступательное перемещение подвижных элементов 4.Periodically increasing or decreasing the pressure in the
В процессе герметичного возвратно-поступательного перемещения подвижных элементов 4 осуществляют открытие или закрытие перепускных отверстий 8, удерживание подвижных элементов 4 заданный период времени, осуществляя перепуск или закрытие перепуска скважинной жидкости из затрубного пространства скважины во внутритрубное пространство через перепускные отверстия 8.In the process of hermetic reciprocating movement of the
При наличии устьевых и глубинных контрольно-измерительных скважинных приборов, устанавливаемых как на НКТ скважины, так и в самом гидравлическом устройстве, с помощью можно контролировать работу гидравлического устройства, в том числе, контролировать открытие или закрытие перепускных отверстий 8.In the presence of wellhead and in-depth control and measuring downhole tools installed both on the tubing of the well and in the hydraulic device itself, it is possible to control the operation of the hydraulic device, including controlling the opening or closing of the
Предлагаемые технические решения позволяют повысить надежность работы и, соответственно, эффективность эксплуатации, в т.ч. скважин с переменными давлениями, меняющимися во время их эксплуатации, и с низким скважинным давлением, расширяют возможности применения их в скважинах с малыми диаметрами, а конструкция заявленного гидравлического устройства обеспечивает с помощью одного гидравлического канала высокого давления дистанционно регулировать перепуск жидкости или газа из затрубного пространства скважины во внутритрубное пространство или наоборот в зависимости от назначения скважины.The proposed technical solutions can improve the reliability of the work and, accordingly, the efficiency of operation, including wells with variable pressures that change during their operation, and with low borehole pressure, expand the possibilities of their use in wells with small diameters, and the design of the claimed hydraulic device provides remote control of the liquid or gas bypass from the annulus of a well using one hydraulic channel into the annulus or vice versa depending on the purpose of the well.
Кроме того, предлагаемые технические решения при наличии нескольких подвижных элементов позволяют обеспечить одновременное или поочередное открытие перепускных отверстий, последовательно и позиционно открывая их, в том числе дистанционно, изменяя давление в гидравлическом канале высокого давления и, соответственно, изменяя давление буферной камере, а также обеспечить экономическую эффективность и при добыче углеводородного флюида и при поддержании пластового давления.In addition, the proposed technical solutions in the presence of several movable elements make it possible to simultaneously or alternately open the bypass holes, sequentially and positionally opening them, including remotely, changing the pressure in the high pressure hydraulic channel and, accordingly, changing the pressure of the buffer chamber, and also ensure economic efficiency in the production of hydrocarbon fluid and maintaining reservoir pressure.
Claims (25)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014126748/03A RU2561133C1 (en) | 2014-07-01 | 2014-07-01 | Garipov(s hydraulic regulator and method of its use |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014126748/03A RU2561133C1 (en) | 2014-07-01 | 2014-07-01 | Garipov(s hydraulic regulator and method of its use |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2561133C1 true RU2561133C1 (en) | 2015-08-20 |
Family
ID=53880969
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014126748/03A RU2561133C1 (en) | 2014-07-01 | 2014-07-01 | Garipov(s hydraulic regulator and method of its use |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2561133C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2194152C2 (en) * | 2001-01-24 | 2002-12-10 | Махир Зафар оглы Шарифов | Downhole plant for regulation and shutoff of medium flow |
| RU65563U1 (en) * | 2007-02-07 | 2007-08-10 | ОАО "Самаранефтегаз" | VALVE DEVICE FOR DEVELOPING A WELL |
| RU2465438C1 (en) * | 2011-05-13 | 2012-10-27 | Олег Сергеевич Николаев | Borehole gate |
| RU2474673C1 (en) * | 2011-07-29 | 2013-02-10 | Олег Марсович Гарипов | Garipov hydraulic control |
| RU2498048C1 (en) * | 2012-04-12 | 2013-11-10 | Открытое акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" | Oil-well unit and method of its installation |
-
2014
- 2014-07-01 RU RU2014126748/03A patent/RU2561133C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2194152C2 (en) * | 2001-01-24 | 2002-12-10 | Махир Зафар оглы Шарифов | Downhole plant for regulation and shutoff of medium flow |
| RU65563U1 (en) * | 2007-02-07 | 2007-08-10 | ОАО "Самаранефтегаз" | VALVE DEVICE FOR DEVELOPING A WELL |
| RU2465438C1 (en) * | 2011-05-13 | 2012-10-27 | Олег Сергеевич Николаев | Borehole gate |
| RU2474673C1 (en) * | 2011-07-29 | 2013-02-10 | Олег Марсович Гарипов | Garipov hydraulic control |
| RU2498048C1 (en) * | 2012-04-12 | 2013-11-10 | Открытое акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" | Oil-well unit and method of its installation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2657564C2 (en) | Dowhole pumping assembly and a downhole system | |
| US9988886B2 (en) | Gas lift valve with mixed bellows and floating constant volume fluid chamber | |
| US9631456B2 (en) | Multiple piston assembly for safety valve | |
| US20060027360A1 (en) | Tool for fluid filling and circulation during oilfield well tubing | |
| US3460618A (en) | Thru-tubing bridge plug | |
| RU2014102490A (en) | ANTI-EMISSION PREVENTOR FOR WORKING IN A WELL AND A TOOL FOR WORKING IN A WELL | |
| RU2720114C2 (en) | Insulating annular cutoff valve unit | |
| RU2561133C1 (en) | Garipov(s hydraulic regulator and method of its use | |
| RU151716U1 (en) | HYDRAULIC GARIPOV REGULATOR | |
| RU2513896C1 (en) | Method of dual operation of two strata with one well | |
| RU151717U1 (en) | HYDRAULIC GARIPOV REGULATOR | |
| RU2013152474A (en) | PACKER PLUG AND INSTALLATION TOOL FOR PLACING IT IN A WELL (OPTIONS) | |
| RU2521872C1 (en) | Garipov hydraulic control | |
| RU149623U1 (en) | HYDRAULIC GARIPOV REGULATOR | |
| RU2560035C1 (en) | Bypass valve | |
| RU2229586C1 (en) | Controller valve | |
| US8739889B2 (en) | Annular pressure regulating diaphragm and methods of using same | |
| RU2522837C1 (en) | Device for dual production of wellbore fluid and liquid injection | |
| US8978766B2 (en) | Temperature compensated accumulator | |
| CN104373108A (en) | Method and device for controlling on-off of underground detecting device | |
| RU2513608C1 (en) | Controlled bypass valve | |
| CN102828731B (en) | Oil field water injection well dual-pressure cavity anti-blowout operation technology | |
| RU2487231C1 (en) | Device for open hole division into separate sections | |
| RU2498048C1 (en) | Oil-well unit and method of its installation | |
| RU2370633C1 (en) | Adjustable pressure regulator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200702 |