RU63432U1

RU63432U1 - VALVE FOR TESTING AND CEMENTING OF AN EXTRA CASING

Info

Publication number: RU63432U1
Application number: RU2006143620/22U
Authority: RU
Inventors: Ринат Анварович Габдрахманов; Расых Нурмухамедович Садыков; Ильгизар Хасимович Махмутов; Радик Зяузятович Зиятдинов; Альфия Хасимовна Махмутова; Артур Илмасович Мингазов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина
Priority date: 2006-12-08
Filing date: 2006-12-08
Publication date: 2007-05-27

Abstract

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к ремонту скважин и предназначено для опрессовки и цементирования дополнительных обсадных колонн в скважине. Клапан для опрессовки и цементирования дополнительной обсадной колонны содержит корпус с центральным и периферийным осевыми каналами, подвижно установленную с возможностью осевого перемещения в центральном канале корпуса втулку с радиальными каналами в нижней части. Радиальные каналы подвижной втулки совмещены с периферийными каналами корпуса в его верхнем положении. Также клапан содержит дополнительную втулку, установленную коаксиально с подвижной втулкой. Дополнительная втулка на срезных элементах установлена в центральном канале корпуса над его периферийными каналами. На нижнем торце корпуса выполнено седло под запорный элемент, выполненный на нижнем конце подвижной втулки. На подвижной втулке выше дополнительной втулки установлено кольцо, зафиксированное относительно подвижной втулки срезными винтами, оттарироваными на расчетное давление, при котором происходит их разрушение. Предлагаемый клапан для опрессовки и цементирования дополнительной обсадной колонны надежен в работе, так как позволяет гарантированно произвести опрессовку дополнительной обсадной колонны на необходимое давление благодаря простоте и точности тарирования срезного элемента. Кроме того, он дешев и прост в изготовлении, что позволяет сэкономить материальные и финансовые средства. 1 ил. на 1 л.The proposal relates to the oil and gas industry, namely to repair wells and is intended for crimping and cementing additional casing strings in the well. The valve for crimping and cementing the additional casing string comprises a body with central and peripheral axial channels, a sleeve with radial channels in the lower part that is movably mounted with the possibility of axial movement in the central channel of the body. The radial channels of the movable sleeve are aligned with the peripheral channels of the housing in its upper position. The valve also contains an additional sleeve mounted coaxially with the movable sleeve. An additional sleeve on shear elements is installed in the central channel of the housing above its peripheral channels. At the lower end of the housing there is a saddle for a locking element made at the lower end of the movable sleeve. A ring is mounted on the movable sleeve above the additional sleeve, fixed relative to the movable sleeve with shear screws calibrated at the design pressure at which they are destroyed. The proposed valve for crimping and cementing an additional casing string is reliable in operation, since it allows guaranteed testing of an additional casing string for the required pressure due to the simplicity and accuracy of calibration of the shear element. In addition, it is cheap and easy to manufacture, which saves material and financial resources. 1 ill. for 1 liter

Description

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к ремонту скважин и предназначено для опрессовки и цементирования дополнительных обсадных колонн в скважине.The proposal relates to the oil and gas industry, namely to repair wells and is intended for crimping and cementing additional casing strings in the well.

Известно устройство для опрессовки обсадных колонн (авторское свидетельство SU №1010256, Е21В 34/10 опубл. в БИ №13 от 07.04.1983 г.), содержащее корпус, самоуплотняющуюся манжету, полую подпружиненную гильзу с радиальными отверстиями и соединенный с гильзой распорный конус с пазами на боковой поверхности, взаимодействующий с манжетой, при этом устройство снабжено установленным в верхней части гильзы дифференциальным поршнем со струйным насосом в нижней части, причем поршень в верхней части имеет боковые отверстия для связи полостей устройства над и под поршнем, а приемная камера струйного насоса связана с подпоршневой полостью.A device for crimping casing strings (copyright certificate SU No. 1010256, ЕВВ 34/10 published in BI No. 13 of 04/07/1983), comprising a housing, a self-sealing sleeve, a hollow spring-loaded sleeve with radial holes and a spacer cone connected to the sleeve with grooves on the side surface, interacting with the cuff, while the device is equipped with a differential piston installed in the upper part of the sleeve with a jet pump in the lower part, the piston in the upper part having side openings for connecting the device cavities above and under the piston, and the receiving chamber of the jet pump is connected to the piston cavity.

Недостатками данного устройства являются:The disadvantages of this device are:

- во-первых, сложность конструкции, обусловленная большим количеством узлов и деталей;- firstly, the complexity of the design, due to the large number of nodes and parts;

- во-вторых, сложность изготовления, обусловленная большим количеством технически сложных деталей, что ведет к удорожанию конструкции в целом и как следствие высокой ее стоимости.- secondly, the complexity of manufacturing, due to the large number of technically complex parts, which leads to an increase in the cost of the structure as a whole and as a result of its high cost.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является клапан для обсадных колонн (авторское свидетельство SU №1120093, Е21В 34/10 опубл. в БИ №39 от 23.10.1984 г.), содержащий корпус с центральным и периферийными осевыми каналами, подвижно установленную с возможностью осевого перемещения в центральном канале корпуса втулку с опрессовочной диафрагмой и радиальными каналами в верхней части и запорный элемент, а также дополнительную втулку, установленную коаксиально подвижно на срезных элементах в центральном канале корпуса над его периферийными каналами, при этом запорный элемент выполнен в виде поплавка и жестко связан с нижней частью подвижной втулки, причем последняя имеет дополнительные радиальные каналы, совмещаемые с периферийными каналами корпуса при ее верхнем положении.The closest in technical essence to the proposed one is a valve for casing strings (copyright certificate SU No. 1120093, ЕВВ 34/10 published in BI No. 39 of 10.23.1984), comprising a housing with central and peripheral axial channels, movably mounted with the possibility of axial movement in the central channel of the housing, a sleeve with a crimping diaphragm and radial channels in the upper part and a locking element, as well as an additional sleeve mounted coaxially movably on shear elements in the central channel of the housing above its periphery iynymi channels, wherein the locking element is designed as a float and is rigidly connected to the lower portion of the movable sleeve, the latter has additional radial channels mating with peripheral channels at its upper housing position.

Недостатком данной конструкции клапана является:The disadvantage of this valve design is:

- во-первых, низкая надежность опрессовочной диафрагмы, связанная с тем, что последняя может повредиться в процессе спуска клапана в скважину. Кроме того, - firstly, the low reliability of the crimping diaphragm, due to the fact that the latter can be damaged during the descent of the valve into the well. Besides,

технически сложно оттарировать диафрагму на необходимое давление опрессовки и тем самым гарантировать ее разрыв при расчетном давлении;it is technically difficult to calibrate the diaphragm to the required pressure of the crimping and thereby guarantee its rupture at the design pressure;

- во-вторых, сложность изготовления, обусловленная наличием поплавка и дополнительных радиальных каналов во втулке, что ведет к удорожанию конструкции в целом и как следствие высокой ее стоимости.- secondly, the complexity of manufacturing, due to the presence of a float and additional radial channels in the sleeve, which leads to an increase in the cost of the structure as a whole and as a result of its high cost.

Технической задачей полезной модели является повышение надежности работы клапана и снижение стоимости конструкции.The technical task of the utility model is to increase the reliability of the valve and reduce the cost of the structure.

Поставленная техническая задача решается клапаном для опрессовки и цементирования дополнительной обсадной колонны, содержащим корпус с центральным и периферийным осевыми каналами, подвижно установленную с возможностью осевого перемещения в центральном канале корпуса втулку с радиальными каналами в нижней части, причем радиальные каналы подвижной втулки совмещены с периферийными каналами корпуса в его верхнем положении, дополнительную втулку, установленную коаксиально с подвижной втулкой на срезных элементах в центральном канале корпуса над его периферийными каналами, седло на нижнем торце корпуса под запорный элемент, выполненный на нижнем конце подвижной втулки.The stated technical problem is solved by a valve for crimping and cementing an additional casing string, comprising a housing with central and peripheral axial channels, a sleeve movably mounted with axial movement in the central channel of the housing with radial channels in the lower part, the radial channels of the movable sleeve being aligned with the peripheral channels of the housing in its upper position, an additional sleeve mounted coaxially with the movable sleeve on shear elements in the central channel orpusa over its peripheral channels seat at the lower end of the body under the locking element arranged at the lower end of the movable sleeve.

Новым является то, что на подвижной втулке выше дополнительной втулки установлено кольцо, зафиксированное относительно подвижной втулки срезными винтами, имеющими возможность разрушения в рабочем положении.New is that on the movable sleeve above the additional sleeve there is a ring fixed relative to the movable sleeve with shear screws, which can be destroyed in the working position.

На фигуре изображен предлагаемый клапан для опрессовки и цементирования дополнительной обсадной колонны в продольном разрезе.The figure shows the proposed valve for crimping and cementing an additional casing string in longitudinal section.

Клапан для опрессовки и цементирования дополнительной обсадной колонны содержит корпус 1 с центральным 2 и периферийным 3 осевыми каналами, подвижно установленную с возможностью осевого перемещения в центральном канале 2 корпуса 1 втулку 4 с радиальными каналами 5 в нижней части.The valve for crimping and cementing the additional casing string comprises a housing 1 with a central 2 and peripheral 3 axial channels, movably mounted with the possibility of axial movement in the central channel 2 of the housing 1, a sleeve 4 with radial channels 5 in the lower part.

Радиальные каналы 5 подвижной втулки 4 совмещены с периферийными каналами 3 корпуса 1 в его верхнем положении. Также клапан содержит дополнительную втулку 6, установленную коаксиально с подвижной втулкой 4. Дополнительная втулка 6 на срезных элементах 7 установлена в центральном канале 2 корпуса 1 над его периферийными каналами 3. На нижнем торце корпуса 1 выполнено седло 8 под запорный элемент 9, выполненный на нижнем конце подвижной втулки 4.The radial channels 5 of the movable sleeve 4 are aligned with the peripheral channels 3 of the housing 1 in its upper position. The valve also contains an additional sleeve 6 mounted coaxially with the movable sleeve 4. An additional sleeve 6 on the shear elements 7 is installed in the central channel 2 of the housing 1 above its peripheral channels 3. At the lower end of the housing 1 there is a seat 8 for the locking element 9, made on the lower end of movable sleeve 4.

На подвижной втулке 4 выше дополнительной втулки 6 установлено кольцо 10, зафиксированное относительно подвижной втулки 4 срезными винтами 11, оттарироваными на расчетное давление, при котором происходит их разрушение (например 12,0 МПа).A ring 10 is mounted on the movable sleeve 4 above the additional sleeve 6, fixed relative to the movable sleeve 4 with shear screws 11, calibrated at the design pressure at which they are destroyed (for example, 12.0 MPa).

Несанкционированные перетоки жидкости исключаются уплотнительными элементами 12, 13, 14, 15.Unauthorized fluid flows are excluded by sealing elements 12, 13, 14, 15.

Клапан для опрессовки и цементирования дополнительной обсадной колонны работает следующим образом.The valve for crimping and cementing additional casing works as follows.

Клапан для опрессовки и цементирования дополнительной обсадной колонны в сборе, как показано на фигуре, в составе дополнительной обсадной колонны (ДОК) 16 спускают в скважину (на фиг. не показано).The valve for crimping and cementing the additional casing string assembly, as shown in the figure, as part of the additional casing string (DOK) 16 is lowered into the well (not shown in FIG.).

При спуске ДОК 16 в скважину под действием перепада давления внутри ДОК 16 и в ее заколонном пространстве (на фиг. не показано) подвижная втулка 4 поднимается вверх, в результате чего подклапанное и надклапанное пространства сообщаются посредством периферийных каналов 3 корпуса 1 и радиальных каналов 5 подвижной втулки 4, а также центрального канала 17 подвижной втулки 4, при этом скважинная жидкость заполняет внутреннее пространство ДОК 16.When the DOK 16 is lowered into the well under the influence of a pressure drop inside the DOK 16 and in its annular space (not shown in Fig.), The movable sleeve 4 rises up, as a result of which the subvalve and supravalve spaces communicate through the peripheral channels 3 of the housing 1 and the radial channels 5 of the movable sleeve 4, as well as the Central channel 17 of the movable sleeve 4, while the borehole fluid fills the inner space of the DOK 16.

После спуска ДОК 16 на заданную глубину ее верхний конец крепят на опорном фланце устья скважины (на фиг. не показано).After lowering the DOK 16 to a predetermined depth, its upper end is mounted on the support flange of the wellhead (not shown in Fig.).

Производят обвязку ДОК 16 с насосным агрегатом и доливают ее технологической жидкостью, при этом при повышении давления закачки технологической жидкости насосным агрегатом в следствии перепада давлений в центральном канале 17 и радиальных каналах 5 подвижной втулки 4, последняя смещается вниз до взаимодействия нижнего торца кольца с верхним торцом дополнительной втулки 6, при этом радиальные каналы 5 подвижной втулки 4 перекрываются герметично в корпусе 1 посредством уплотнительного элемента 12.The DOK 16 is strapped with the pump unit and refilled with process fluid, while increasing the pumping pressure of the process fluid by the pump unit due to the pressure difference in the central channel 17 and radial channels 5 of the movable sleeve 4, the latter is shifted down to the interaction of the lower end of the ring with the upper end additional sleeve 6, while the radial channels 5 of the movable sleeve 4 overlap hermetically in the housing 1 by means of a sealing element 12.

Давление в ДОК 16 продолжают нагнетать, при этом при давлении (например 3,0-4,0 МПа) в следствии взаимодействия кольца 10 с дополнительной втулкой 6 происходит разрушение срезных элементов 7. В результате, дополнительная втулка 6 вместе с кольцом 10 и подвижной втулкой 4 смещаются вниз относительно корпуса 1 до упора дополнительной втулки в корпус 1, при этом дополнительная втулка 6 герметично посредством уплотнительных элементов 13 и 14 перекрывает периферийные каналы 3 корпуса 1.The pressure in the DOK 16 continues to be pumped, while at a pressure (for example, 3.0-4.0 MPa) as a result of the interaction of the ring 10 with the additional sleeve 6, the shear elements 7 are destroyed. As a result, the additional sleeve 6 together with the ring 10 and the movable sleeve 4 are shifted downward relative to the housing 1 to the stop of the additional sleeve in the housing 1, while the additional sleeve 6 is hermetically sealed by means of sealing elements 13 and 14 overlapping the peripheral channels 3 of the housing 1.

В дальнейшем увеличивают давление насосным агрегатом до давления опрессовки ДОК 16 (например 10,0 МПа), при этом кольцо 10 нижним торцом вступает во взаимодействие с верхним торцом корпуса 1.Subsequently, the pressure is increased by the pumping unit to the pressure of the DOK 16 pressure test (for example, 10.0 MPa), while the ring 10, with its lower end, interacts with the upper end of the housing 1.

После выдержки ДОК 16 на определенное давление опрессовки незначительным повышением давления (до 12,0 МПа, отмеченного выше) разрушают срезные элементы 11, при этом подвижная втулка 4 перемещается относительно корпуса 1 в крайнее нижнее After holding the DOK 16 at a certain pressure, a slight increase in pressure (up to 12.0 MPa, noted above) destroys the shear elements 11, while the movable sleeve 4 moves relative to the housing 1 to the lowermost

положение, в котором посредством своих радиальных каналов 5 и центрального канала 17 сообщает над и под клапанные пространства.a position in which, through its radial channels 5 and the central channel 17, communicates above and below the valve spaces.

В результате восстанавливается прямая циркуляция технологической жидкости через клапан. После подготовки скважины к цементированию в колонну труб закачивают заданный объем цементного растворам любым известным способом (например, по колонне насосно-компрессорных труб) и задавливают его в заколонное пространство ДОК 16 и снимают давление с насосных агрегатов. При этом в следствии перепада давлений внутри ДОК 16 и в ее заколонном пространстве подвижная втулка 4 перемещается вверх, а ее запорный элемент плотно садится на седло. Проходное сечение ДОК 16 перекрывается и скважина оставляется на ожидание затвердевания цемента (ОЗЦ).As a result, direct circulation of the process fluid through the valve is restored. After preparing the well for cementing, a predetermined volume of cement mortar is pumped into the pipe string by any known method (for example, through a string of tubing) and crushed into the annular space of the DOK 16 and relieve pressure from the pump units. In this case, due to the pressure drop inside the DOK 16 and in its annular space, the movable sleeve 4 moves up, and its locking element fits tightly on the saddle. The cross section of the DOK 16 is blocked and the well is left waiting for the cement to harden (OZZ).

Все детали клапана изготовлены из легко разбуриваемых материалов и по окончании ОЗЦ могут быть разбурены.All valve parts are made of easily drilled materials and can be drilled at the end of the WZ.

Предлагаемый клапан для опрессовки и цементирования дополнительной обсадной колонны надежен в работе, так как позволяет гарантированно произвести опрессовку дополнительной обсадной колонны на необходимое давление благодаря простоте и точности тарирования срезного элемента. Кроме того, он дешев и прост в изготовлении, что позволяет сэкономить материальные и финансовые средства.The proposed valve for crimping and cementing an additional casing string is reliable in operation, since it allows guaranteed testing of an additional casing string for the required pressure due to the simplicity and accuracy of calibration of the shear element. In addition, it is cheap and easy to manufacture, which saves material and financial resources.

Claims

Valve for crimping and cementing an additional casing string, comprising a housing with central and peripheral axial channels, movably mounted with axial movement in the central channel of the housing, a sleeve with radial channels in the lower part, the radial channels of the movable sleeve aligned with the peripheral channels of the housing in its upper position , an additional sleeve mounted coaxially with the movable sleeve on shear elements in the central channel of the housing above its peripheral channels, saddle at the lower end of the body under the locking element arranged at the lower end of the sliding sleeve, characterized in that on the sliding sleeve above the additional ring of the sleeve is set, fixed relative to the movable sleeve shear screws having a possibility of destruction in the operating position.