Устройство для опрессовки обсадных колонн

ЗЯ 1) Е 21 В 34/10 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Я. Р пружиненную гильзу с радиальверстиями и соединенный с гираспорный конус с пазами.наповерхности, взаимодействующманжетой, о т л и ч а ю ш етем, что, с целью повышениятивности работы устройства зуменьшения времени на проведоперации по опрессовке, ононо установленным в верхней чгильзы дифференциальным поршструйным насосом,в нижней чапричем поршень в верхней часбоковые отверстия для связиустройства над и под поршнеемная камера струйного насосна с подпоршнеэой,полостью. ымиьэойоков е э ет ей(72) Б. В, Крых и Н. С. Сундугей .(71) Полтавское отделение Украинского научно-исследовательского г ологораэведочного института (53) 622.245. 1(088.8)(56) 1. Авторское свидетельство С В 810939, кл. Е 21 В 33/12, 1978.2, Авторское свидетельство ССС 9. 892773, кл. Е 21 В 34/10, 1978 (прототип).(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕССОВКИОБСАДНЫХ КОЛОНН, содержащее корпус,самоуплотняюшуюся манжету, полую подффека счет ение снабже асти нем со сти, ти име полост м, а пр а свяэИзобретение относится к бурению глубоких скважин и предназначено для опрессовки обсадных колонн.Известно устройство для опрессовки обсадных колонн, включающее корпус, уплотнительную манжету, распор ный конус и механизм,нагружения 1 ,Недостатком укаэанного устройства является то, что источником давления является гидравлическое сопротивление каналов корпуса над и под поршнем и кольцевого зазора между поршнем и корпусом для реальных промывочных жидкостей, которым присуще большое разнообразие реологических параметров (плотность, структурная вязкость и динамическое напряжение, сдвига), величина реально получаемого давления может оказаться недостаточной, чтобы распереть манжету. В этом случае при закрытом про- . тивовыбросовом оборудовании давление нагнетаемой жидкости будет передаваться на всю обсадную колонну и необсаженный ствол скважины и может вызвать тяжелые ослЬжнения (поглощения промывочной жидкости, гидроразрыв пород, заколонную циркуляцию), а основная цель - опрессовка колонны выме устройства не будет достигнута.Заведомое уменьшение сечения каналов и кольцевого зазора, с целью увеличения гидравлических сопротивлений, не эффективно, ибо потребует больших энергетических затрат, увеличения времени всей операции по опрес- З 5 совке и не обеспечит нормального вытекания промывочной жидкости из ко-, лонны опрессовочных труб при их подьеме из скважины. О Н ан более близ ким техническим решеесли эапорный элемент опускать в 65 нием к изобретению является устройство для опрессовки обсадных колонн, содержащее корпус, самоуплотняющуюся манжету, полую подпружиненную гильзу с радиальными отверстиями и 45 соединенный с гильзой распорный конус с пазами на боковой поверхности, взаимодействующий с манжетой 2 ).Недостатком известного устройстваявляется то, что для его распакеровки, с целью последующей опрессовки обсадной колонны, необходимо перекрывать проходной канал гильзы сбрасываемым в бурильную колонну шаром или другим каким-либо запорным устройством. В этом случае при подъеме бурильной колонны после опрессовки раствор, находящийся в трубах выше устройства, не будет попадать в скважину, а будет выливаться из бурильных труб пр мере их развинчивания 60 над ротором. При этом неизбежны потери растворов и загрязнение пола , буровой,. что ухудшает безопасность ведения работ. Э:.того можно избежать,трубы на проволоке или канате и извлекать его перед подъемом устрой-ства иэ скважины. Но в этом случаеувеличиваются затраты времени и труда на спуск и подъем запорного элемента, необходимо также иметь спускоподъемный механизм - лебедку. Всеэто усложняет ведение работ по опрессовке,Целью изобретения является повышение эффективности работы эа счетуменьшения времени на проведениеоперации по опрессовкеУкаэанная цель достигается тем,что устройство для опресоовки обсадных колонн, содержащее корпус, самоуплотняющуюся манжету, полую подпружиненную гильзу с радиальными отверстиями и соединенный с гильзой распорный конус с пазами на боковойповерхности, взаимодействующий сманжетой, снабжено установленнымв верхней части гильзы дифференциальным поршнем со струйным насосом внижней части, причем поршень в верх"ней части имеет боковые отверстиядпя связи полостей устройства нади под поршнем, а приемная камераструйного насоса связанас подпоршневой полостью.На фиг. 1 изображено предлагаемоеустройство, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1,Устройство состоит из корпуса 1с каналами 2, подпружиненной гильзы 3, скрепленной посредством кулачков 4 и болтов 5 через окна 6 в стенке корпуса с распорным конусом 7 и закрепленной на корпусе с помощью гайки 8самоуплотняющейся манжеты 9. Междугильзой и корпусом помещена возвратная пружина 10. В верхней части гильзы в цилиндрической расточке установлен ступенчатый поршень 11 с окнами 12, образующий с закрепленной вгильзе втулкой 13 герметичную полость14. Кольцевая площадь поршня 11, ог"раничивающая.герметичную камеру, выполнена больше площади верхнего торца и образует меньшую ступень. В результате этого при наличии гидростатического давления жидкости, уравно"вешивающего вес поршня и потери натрение при его перемещении, поршеньбудет плавать. В нижней части поршня с торца большей его ступени установлен струйный насос 15. Черезсквозные каналы 16 приемная камера17 струйного насоса гидравлическисвязана с подпоршневой полостью 18,Для уменьшения поршневогО эффектапри подъеме., устройства из. скважиныв гильзе 3 выполнены отверстия 19,а на боковой поверхности распорногоконуса 7 - пазы 20, по которым частьбурового раствора пере 1 екает из обсадной колонны над устройством вбурильные трубы.1010256 раж 601 . Подписное 42 ВН 1 ИП а илнал ППП "Патент", г.Ужгород,ул.Проектная,4 Устройство работает следующимобразом,В собранном виде устройство набурильных трубах опускается в скважнну на требуемую глубину. Под воздействием гидростатического давления, находящегося в скважине бурового раствора, поршень со струйнымнасосом перемещается в верхнее: положение, При этом через гильзу 3,центральный канал vоршня 11 и отверстия 12 будет происходить заполнениебурильной колонны буровым раствором,находящимся в скважине.Для осуществления опрессовки. пос.ле спуска устройства на требуемуюглубину в трубы закачивается буровойраствор. При работе струйного насоса раствор из кольцевой полости 18будет отсасываться, что приведет кснижению давления под поршнем. В результате этого поршень вместе соструйным насосом переместится в нижнее положение, Вследствие этого окна 12 перекроются, а под воздействием давления закачиваемого растворагильза 3 начнет перемещаться вниздо момента открытия каналов 2, открывпуть движению раствора в заколонноепрострайство над уплотнительной манжетой, Одновременно с перемещениемгильзы 3 распорный конус 7 разожметманжету 9, прижав ее боковую поверхность к стенке обсадной колонны.При герметизации устья скважиныдавление в пространстве за бурильными трубами будет увеличиватвся. Подняв давление до требуемой величиныподачу раствора прекращают и производят опрессовку колонны выше устройства. После опрессовки и снижениядавления в трубах и в затрубном пространстве поршень перемещается в верхнее положение и через открывшиесяокна 12 давление в .трубах над и подустройством уравнивается. Одновременно происходит и перемещение гильзыс распорным конусом в верхнее исход ное положение,При подъеме устройства раствор 10 из бурильных труб свободно перетекает в скважину ниже устройсЪва, поканалам 20 распорного конуса, в результате.чего исключаются его пОтерипри раэвинчивании бурильных труб и 35 улучшаются условия работы в буровой.При необходимости опрессовки колонны можно производить поинтерваль"но на заданных глубинах за одинспуск-подъем бурильных труб. Для этого необходимо только осуществить подачу бурового раствора и загерметизировать затрубное пространство наустье скважины, а распакеровка устройства будет. происходить автоматически.Таким обраЗом, помимо экономиибурового раствора и улучшений .Условий работы буровой вахты отпадаетнеобходимость в работах, связанныхс опусканием и извлечением запорныхустройств до и после опрессовки вкаждом интервале, Это существенноповышает эффективность работ по опрессовке обсадных колонн.Технико-экономическая эффективность заключается в уменьшении мате" З риальных затрат, связанных с проведением операций по опрессовке обсадных колонн, за счет сокращения времени на подготовительные операции.