Способ разобщения межтрубного пространства скважины

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 119) 111 35754 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ Н д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(7 ) Научо-производственное объедицецие по термическим методам добычи нефти Союзтермоефть(56) Авторское свидетельство СССР(54) С 11 ОСОБ РАЗОБГЦЕНИЯ МЕЖТРУБНОГО ПРОСТРАНСТВА СКВАЖИНЫ (57) Изобрстение относится к цефтяной иром-ти и позволяст повысить надежность разобеия межтрубого пространства скважиы. Способ включает спуск в скважину ца колонне труб термостойкого пакера с уплотцительцым эсснетох (УЭ) в виде цабора из термостойких 20, 22 и цзкотсмцературных термоплцстичцых уплотцтелыых колец 21. сасес перекрывают межтрубос пространство УЭ путем воздействия осевой нагрузки, передавасмой от колонны труб при их врагцеци. 1)акер фксручот в обсадцой колонне и закачивают теплоцоситель (Т) в скважину. Гр это оц расплавляет цизкотемпературцые уплотцительцыс кольца 2 УЭ. Осуьцествляют эксплуатацию цакера, в процессесоорой обеспечивают цспосрсдственную гидродицамческую связь закачиваемого Т с расплавленным материалом (М) колец 21. При этох обьем расцлавлеццого М колец 21 постояццо восполцякп в просссс закачки Т в скважину готовой расцлавлеццой жидкотекучей фазой указацого М. Это обеспечивает постоянный контакт УЭ с поверхностью обса;агой колонны. 2 ил.Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к способам разобщения межтрубного пространства скважины с применением термостойких пакеров, преимущественно в паронагнетательных скважи н ах.Цель изобретения -- повышение надежности разобщения межтрубного пространства скважины,На чертеже изображен термостойкий пакер, иллюстрирующий способ, исходное положение, на фиг. 2 - то же, рабочее положение.Термостойкий пакер состоит из ствола 1, охватываемого кожухом 2, образующего со стволом 1 в верхней части подвижное соединение. Между кожухом 2 и стволомобразован кольцевой зазор 3, гидравлически связанный радиальным каналом 4 в стволе 1 пакера с его осевым каналом 5. На нижнем конце кожуха 2 установлен корпус гидро- цилиндра 6, в котором установлен поршень 7 с конусом 8. В стенке корпуса гидроцилицдра 6 выполнены окна 9, в которых установлс. ны шлипсы 10 якоря, охватывающие конус 8. Кольцевые зазоры между корпусом гидро- цилиндра 6, стволом 1 и поршнем 7 перекрыть 1 уплотнениями 11 и 2. На верхнем конце кожуха 2 выполнена резьба 13, ца которую цавинчена муфта 14. На муфте 14 закреплена шлицевая гайка 15, образующая подвижное шлицевое соединение с ответными шлйцами 16 на стволе 1. Ниже места расположения шлицев 16 ствол 1 содержит торцовый клапан 17. В месте подвижного сопряжения со стволом 1 кожух 2 содержит посадочное место 18 для торцового клапана 7. На наружной поверхности кожуха 2 между муфтой4 и корпусом гидроцилицдр 6 установлен уплотцительный узел цаксра в виде набора колец. Уплотцитсльный узел пакера состоит из ацтиэкструзиоцць;х шайб 19, верхних тсрмостойких употнительных колец 20 промежуточного опорного уплотцительного кольца 21 с низкой температурой плавления и нижних тсрмостойких уплотнительных колец 22. Верхние 20 и нижние 22 уплотнительцые кольца выполнены коническими и установлены по направлению к промежуточному кольцу 21. На внутренней поирхности кожуха 2 внутри кольцевого зазорустановлена кольцевая емкость 23, заглушенная снизу и открытая сверху, заполненная термопластичным материалом 24. В месте установки промежуточного кольца 21 в кожухе 2 выполнены радиальные каналы 25, соединяющие в месте установки внутреннюю полость кольцевой емкости 23 с наружной поверхностью кожуха 2 и уплотнительного кольца 21. На нижнем конце ствола пакера установлена стопорная втулка 26 и посадочное седло-дроссель 27 для перекрытия осевого канала 5 ствола 1 клапаном 28. Термостойкий пакер работает следующимобразом.На колонне насосно-компрессорных трубпакер опускается на определенную глубину 5 в скважину.Перекрывают осевой канал 5 ствола 1пакера путем подачи с поверхности клапана 28 с посадкой на седло-дроссель 27. Подают в осевой канал 5 под давлением рабо чую жидкость, которая через радиальноеотверстие 4 поступает в гидроцилиндр 6.Поршень 7 перемещается в гидроцилиндре,6 вниз и конусом 8 выводит,из окон 9 шлипсы 10 до упора их в стенку обсадной колонны, что приводит к закреплению пакера. Прекра щают подачу давления. Вращением колоннынасосно-компрессорных труб осуществляют перекрытие межтрубного пространства уплотнительным элементом пакера.При этом шлипсы 16 на стволе 1 взаимодействуют с ответными шлицами шлицевой 2 О гайки 15, которая жестко связана с муфтой 14, Муфта 14 навинчивается на резьбу кожуха 2, перемещается вниз и сжимает верхние 20 и нижние 22 уплотнительные кольца уплотнительного элемента пакера до 25 контакта с обсадной колонной. Перемещаютвниз ствол 1 до посадки клапана 17 на посадочное место 18 в кожухе 2. Освобождают осевой канал ствола 1 пакера от клапана 28 известными способами. Пакер подготовлен для подачи теплоносителя в пласт.ЗО Во время закачки теплоносителя в полость скважины в пакере происходят следующие явления, способствующие повышению качества герметизации.Происходит прогрев ствола 1 пакера иэлементов конструкций. При достижении З 5 определенной температуры происходит расплавление термопластичного материала 24 в кольцевой емкости 23. В пластическое состояние переходит также и промежуточное уплотнительцое кольцо 21 уплотнительного 40 элемента пакера. Под действием давлениятеплоносителя, сообщаемого в кольцевой зазор 3 через радиальный канал 4 в стволе 1 пакера, расплаз термопластичного материала из кольцевой емкости 23 поступает через радиальный канал 25 в кожухе 2 в уплотци тельный элемент пакера, поддерживая темсамым в нем избыточное. давление, превосходящее давление теплоносителя под пакером. Избыточное давление в уплотнительном элементе, превышающее подпакерное, поддерживается постоянно в течение всего пе риода закачки теплоносителя за счет существования местного гидравлического сопротивления, а именно сужения осевого канала 5 седлом-дросселем 27 ствола 1 пакера.В процессе прогрева пласта и обсадной колонны происходит изменение осевых и радиальных размеров обсадной колонны в сторону их увеличения, что приводит к снижению внутренних напряжений в уплотнитель 1357540ном элементе пакера. В этот момент происходит подача под давлением в уплотнитель расплавленного термопластичного материала из кольцевой емкости 23 необходимого объема, цто восстанавливает напряжение в уплотнителе. Нижние уплотнительные кольца 22 из термостойкого материала при этом работают под небольшим перепадом давления, направленным и действующим на них изнутри, что способствует дополнительному их поджиму к стенке обсадной колонны. Верхние уплотнительные кольца 20 уплотнительного элемента пакера находятся под полным перепадом давления со стороны расплавленного термопластичного материала, который во много раз превосходит по вязкости уплотняемую рабочую среду - пар. При утечке части расплавленного термопластичного материала через кольцевой зазор между уплотнительным элементом пакера и обсадной колонной в межтрубное пространство над пакером, происходит его постоянная компенсация путем подачи под давлением рабочей среды - пара термопластичного Материала из кольцевой емкости 23. Объем кольцевой емкости 23 задается конструктивно из условия обеспечения длительной эксплуатации пакера,Наличие расплава термопластичного материала между верхними 20 и нижними 22 уплотнительными кольцами и постоянная компенсация под давлением его обьема обеспечивает постоянный контакт уплотнительного элемента с поверхностью обсадной колонны.При прекращении подачи теплоносителя происходит остывание конструкции пакера и обсадной колонны. В этом случае нроисюдит термическое изменение размеров в сторону их уменьшения.Расплавленный термопластичный материал находится в процессе остывания в постоянном контакте со стенкой обсадной колонны, что обеспечивает герметичность пакера и в состоянии охлаждения скважины.При повторной подаче теплоносителя вновь происходит разогрев пакера, расплавление термопластичного материала 24 и подача его под давлением в полость между верхними 20 и нижними 22 уплотнительными кольцами с обеспечением контакта с обсадной колонной.Съем пакера с места установки осуществляется простым натяжением колонны насос- но-компрессорных труб. При этом стопорная втулка 26 входит во взаимодействие с поршнем 7 и перемещает его вверх внутрь гидро- цилиндра 6. Г 1 оршень 7 упирается в днище гидроцилиндра 6 и перемещает его вместе с кожухом 2 и уплотнителем пакера, тем самым происходит съем пакера с места установки.Пакер извлекается из скважины. Заменяют элементы уплотнительного узла, Коль 11 ри этом постоянное восполнение в уплотнительном элементе пакеря расплавленного термопластичного материала позволяет исключить отрицательное влияние на работоспособность пяксрд геометрии обсадной З 5 колонны, рязлицных дефектов ее внутреннейповерхности, поскольку расплавленный термопластичный матсриал, подаваемый под избыточным давлением в промежуток между верхними и нижними хплотнительными эле ментами пакера, полностью повторяет формууплотняемой поверхности. Налицие седлядросселя в осевом канале ствола пакеря позволяет поддсрживять избыточное ддвление на уплотняемой поверхности и обеспечивать поджим шлипсов якорящего узла 45 поршнем с клином в течение всего периодаэксплуатации. Форлила изобретения 50555 10 15 20 25 ЗО цевую емкость 23 заполняют термопластичным материалом 24 и пакер вновь готов к эксплуатации.В качестве термопластичного материала для различных условий эксплуатации, обусловленных температурой тепносителя и давлением закачки, рекомендуется до температуры 260 С применять теплопластики, например полиэтилен. Г 1 ри более высоких температурах целесообразно применение легкоплавких сплавов тяжелых металлов на основе висмута, сурьмы, свинца, которые обладают повышенной вязкостью, химической инертностью к соединениям, имеющимся в скважине и не кипят до температуры порядка 500 С.Предлагаемый способ с использованием термостойкого пякеря позволяет повысить надежность разобщения межтрубного пространства скважины при циклических колебаниях температуры и термического изменения размеров пдкерд и обсадной колонны. Применение в уплотнителе пакерд легкоплавкого термоплдсгичного материала, из которого состоит его промежуточное уплотнительное кольцо и заполнена кольцевая емкость, с обеспечением передачи давления на расплавленный термопластичный материал дает возможность постоянно поддерживать его контакт со стенкой обсадной колонны как в расплдвлснном, тдк и в твердом состоянии. Способ разобщения межтрубного пространства скважины, включающий спуск в скважину на колонне труб термостойкого пакера с уплотнительным элементом в виде набора из термостойких и низкотемпературных термопластичных уплотнительных колец, перекрытие межтрубного пространства уплотнительным элементом пакера путем воздействия осевой нагрузки, передаваемой от колонны труб, фиксацию пдксра в обсад(ао., д. 4/5ж ород, ул. Проектная. 4 11 З11 ризводственно 5ной коонне, закачку теплоносителя в скважину, воздействие теплоносителя на уплотнительный элемент пакера и расплавление его низкотемпературных уплотнительных колец, отличающийся тем, что, с целью повыгнения надежности разобщения межтрубного пространства скважины, в процессе эксплуатации пакера обеспечивают непосредственную гидродинамическую связь закачиваемого теплоносителя с расплавленным термопластичным материалом низкотемпературных колец уплотнительного элемента, при этом объем расплавленного термопластичного материала уплотнительных колец постоянно восполняют в процессе за. качки теплоносителя в скважину готовой расплавленной жидкотекучей фазой указанного термопластичного материала.