Способ разобщения пластов при креплении скважин и устройство для его осуществления

(51)5 Е 21 В 33 12 3 р г;,САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Р 9но-исследовательй техникиВанифатьев,омальчук, идман и С Т Ьатьев В. именением едра, 198 р ельство СССР В 33/12, 1987. ел Изобретение относит нефтяных и газовых ск к способам и устройст общения пластовпри жин с тонкопереслаива ся к креплениюважни, а именновам для разкреплении скваенным исклбуриваниястакана в щимися пластаняя зо ментировато же, в вки к пакеГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР(71) Всесоюзный научский институт буров(56) Цырин Ю,З. и ВКрепление скважин сходных пакеров, - И.с17-18Авторское свидетУ 1485941, кл . Е 21(54) СПОСОБ РАЗОБЩЕНИЯ ПЛАСТОВ ПРИКРЕПЛЕНИИ СКВАЖИН И УСТРОЙСТВО ДЛЯЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к креплению нефтяных и газовых скважин. Цельповышение надежности разобщения тонкопереслаиваюцихся пластов с одновременным исключением необходимости разбуривания дополнительного цементногостакана в обсадной колонне. Для этогоперед пакеровкой скважины ее затрубное пространство поднижним .уплотнительным элементом изолируют перекрыЦель изобретения - повышение нажности разобщения тонкопереслаиваю 8015484 А 1 вающим элементом от затрубного пространства скважины над ним. Скважину пакеруют путем повышения давления в затрубном пространстве под перекрывающим элементом, а также путем последовательного расширения уплотнитвльных элементов снизу вверх с помощью повторного продавливания отобранного в обсадную колонну расчетного объема тампонажного раствора в затрубное пространство скважины. После проведения пакеровки пространство под пакерующим узлом уменьшают путем повторного снижения давления в обсадной колонне. Устр-во для осуществления данного способа содержит установленный наО корпусе под нижним уплотнительным эле- ф ментом пружинный расширяющийся перекрыватель одностороннего действия, Последний взаимодействует с замком- С толкателем, включающим дифференциальнуб втулку, установленную на корпусе и образующую с ним заполненную жидкостью кольцевую камеру, и размещенный в полости срезного штифта с упором в втулку поршень с шариками. Втулка ус" тановлена на корпусе с возможностью упора в крайнем ее верхнем положении во внутреннюю поверхность перекрыва- ( ) т я. 2 с. и 2 з.п. Ф-лы, 7 ил. щихся пластов с одновре чением необходимости ра полнительного цементног обсадной колонне.На фиг. 1 изображена скважины перед началом ния скважины; на фиг. 2 момент завершения подгоровке скважины; на фиг. 3 - промежуточньй момент процесса пакеровкискважины; на фиг. 4 - нижняя зонаскважины в процессе вытеснения в за 5трубное пространство порции тампонажкого раствора, оставшейся в обсаднойколонне после расширения всех уплотнительных элементов устройства, т.е,окончание процесса пакеровки; на 1 ОФиг. 5 - устройство для осуществленияспособа, исходное положение; наФиг. 6 - то же, момент завершения подготовки к расширению его уплотнительных элементбв; на Фиг. 7 - то же,момент окончания пакеровки скважины.Способ разобщения пластов прикреплении скважин включает установкуна обсадной колонне пакерующего устройства с двумя или более гидравлическими уплотнительными элементами(Фиг. 1), цементирование скважины путем закачивания в обсадную колоннутампонажного раствора и продавливанияего в затрубное пространство скважины 25продавочной жидкостью с плотностьюменьшей, чем плотность тампонахсногораствора, отбор расчетного объема тампонажного раствора в обсадную колоннучерез ее башмак путем снижения давления в ней после получения сигнала"Стоп" (фиг, 2), пакеровку скважиныпутем закачивания в уплотнительныеэлементы устройства тампонажного раьствора из затрубного пространстваскважины (Фиг. 3) .Перед пакеровкой скважины ее затрубное пространство под нижним уплотнительным элементом устройства изоли"руют от затрубного гространства Б40скважины над ним перекрывающим элементом (фиг. 2). Пакеровку скважиныпроизводят повышением давления взатрубном пространстве под нижним уплотнительным элементом устройства ипоследовательным расширением уплотни-тельиых элементов г.изу вверх путемповторного продавпивания отобранногов обсадную колонну расчетного объематампонажного раствора в затрубное про.50странство скважины (фиг, 3 и 4).После проведения пакеровки скважины давление в затрубном пространстве скважины под устройством уменьшают путем повторного снижения давления в обсадной колонне,Пакеруюцее устройство содержит(фиг. 5) польй составной корпус 1 срадиальным каналом 2, перекрытым полым срезным штифтом 3, установленные на корпусе два или более уплонительных элемента 4 и 5, полости 6 которых гидравпически сообщаются через выполненные в корпусе 1 осевые каналы 7 друг с другом и затрубным пространством скважины, размещенные в осевых каналах 7 корпуса 1 обратный 8, редукционные 9 и регулировочный 10 клапаны, установленное в проходном канале 11 корпуса 1 в нижней части устройства подвижное упорное кольцо 12 и взаимодействующую с ним цементировочную пробку 13 с опорным элементом 14 в верхней части. Непосредственно под нижним уплотнительным элементом 4 на корпусе 1 установлен пружинный расширяющийся перекрыватель 15 затрубного пространства одностороннего действия. С наружнои поверхностью перекрывателя 15 взаимодействует замок-толкатель, включающий дифференциальную втулку 16 с циркуляционными каналами 17, размещенную на наружной поверхности .корпуса 1 и образующую с ним заполненную жидкостью камеру 18, а также разобщающий камеру 18 от проходного канала 11 поршень 19, размещенньй в полом срезном штифте 3 посредством шариков 20 с упором во втулку 16. Высота камеры 18 по меньшей мере равна длине зоны взаимодействия А втулки 16 с перекрывателем 15. Втулка 16 размещена с возможностью упора ее в крайнем верхнем положении во внутреннюю поверхность перекрывателя 15. Регулировочный клапан 10, которым верхний уплонительный элемент сообщен с вышерасположенным наружным пространством, рассчитан на давление не меньшее, чем нижерасположенные обратньй 8 и редукционный 9 клапаны. Подвижное упорное кольцо 12 помещено мехду выступами 21 и 22 корпуса 1 (расстояние между выступами рассчитывается и выполняется заранее), Цементировочная пробка 13 с возможностью сцепления с упорным кольцом 12, а ее опорный элемент 14 выполнен с возможнсстью взаимодействия с выступом 21. Нижняя часть корпуса 1 - между замком-толкателями упорным кольцом 12 - может состоять из набора обсадных труб и патрубков.Пакерующее устройство работает следующим образом.Цементировочная пробка 13 при прохождении в интервале установки устройства срезает полый штифт 3 и Фикси1548407 руется в конечном положении ца упорном кольце 12. Таким образом, заканчивается процесс цементирования скважины, При снижении давления в обсад 5 ной колонне сцепленная с упорным коль; цом 12 цементировочная пробка 13 под действием столба тампоцажного раствора 23, находящегося в затрубном пространстве скважины (фиг. 6), поднимается вверх до контакта ее опорного элемента 14 с выступом 21, и тампонажный раствор заполняет пространство в обсадной колонне под цемецтировочцой пробкой 13. При этом (фиг. 6) дифференциальная втулка 16 замка-толкателя 1 О 15 перемещается вниз, вьггесняя из кольцевой полости 18 через зазор 24 жидкость которая в свою очередь выдавливает из разрушенного полого штифта 3 поршень19 и шарик 20 в проходной канал 11.Дифференциальная втулка 16 при своем перемещении освобождает пружинный расширяющийся перекрыватепь 15, который изолирует затрубное пространство25 под нижним уплотнительным элементом 4 от затрубного пространства 26над этим элементом. Путем наращивания 25 давления в обсадной колонне (фиг. 7)перемещают цементировочную пробку 13,сцепленную с упорным кольцом 12 вниз,соответствечно повышая давление взатрубцом пространстве 25 под устройством. Тампонажньп раствор, вытесняемьп из обсадной колонны, по перепускному каналу 7 поступает в полость упЗО 35 лотнительцого элемента 4, расширяя его до соприкосновения со стенкой скважины 27, одновременно втулка 16 под действием возникающего перепада давления между проходным каналом 11 и затрубный пространством 25 может перемещаться вверх до соприкосновения с внутренней поверхностью перекрывателя, при этом тампонажный раствор про должает поступать в уплотнительньпЪ элемент 4 через циркуляционньп канал 17. При достижении в полости уплотцительного элемента 4 давления, достаточного для вьггесцеция этим уплотни 5 о тельным элементом глинистоц корки со стенки скважины 27, срабатывает редукционный клапан 9, и тампоцажньп раствор по перепускным каналам 7 поступает в полость уплотцительного элемента55 5, расширяя его. Тампонажцьп раствор, оставшийся в обсадной колонне после расширения уплотнительньгх элементов, вытесняется из нее в затрубное прострацство 26 перемещаясь через уплотнительцые элементы и отверстие 28 регулировочцого клапана 10. Давление в затрубцом пространстве 25 уменьшают/путем довторцого снижения давления в обсадной колонне, кран на цементировочной головке закрывают и колонну оставляют на 03 Ц.Ф о р м у л а и з о,б р е т е н и я1. Способ разобщения пластов при креплении скважин, включающий установку ца обсадной колонне пакерующего узла с двумя или более гидравлическими уплотпительцымц элементами, цементировапие скважины путем закачцванияобсадную колонну тампоцажного. раствора и продавливания его в затрубное пространство скважины продавочной жидкостью с плотностью мецьшец, чем плотность тампонажного раствора, отбор расчетного объема тампонажного раствора в обсадную колонну через ее башмак путем снижения давления в нец после получения сигнала "Стоп"и пакеровку скважины путем закачивания в уплотцительные элементы тампонажцого раствора из затрубного пространства скважины, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности разобщения тонкопереслаиваюшихся пластов с одновременным исключением необходимости разбуривания дополнительного цементного стакана в обсадной колонне, перед пакеровкой скважины ее затрубное пространство под нижним уплотнительцым элементом изолируют перекрывающим элементом от затрубного пространства скважины над ним, а пакеровку скважины производят повьппением давления в затрубном пространстве под перекрывающим элементом и последовательным расширением уплотнительных элементов снизувверх путем повторного продавливания отобранного в обсадную колонну расчетного объема тампанажцого раствора в затрубцое пространство скважины,. 2. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что после проведения пакетировки скважины давление в затрубнам пространстве скважины под пакерующим узлом уменьшают путем повторного снижения давления в обсадной колонне.3. Устройство для разобщения пластов при креплении скважин, содержащее полый корпус с радиальным каналом, 7 154840 перекрытым полым срезным штифтом, установленные на корпусе два или более гидравлических уплотнительных элемента, полости которых сообщаются через выполненные в корпусе осевые каналы друг с другом и затрубным пространством скважины, размещенные в осевык каналах корпуса клапаны, установленное в проходном канале корпуса в нижО ней части устройства подвижное упорное кольцо и взаимодействующую с ним цементировочную пробку, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности разобщения тонкопереслаиваюцихся пластов с одновременным исключением необходимости разбуривания дополнительного цементного стакана в обсадной колонне, оно снабжено установленным на корпусе под2 О нижним уплотнительным элементом - пру 78жинным расширяющимся перекрывателем одностороннего действия и размещенным с возможностью взаимодействия с ним замком-толкателем, включающим дифференциальную втулку, установленную на корпусе и образующую с ним заполненную жидкостью кольцевую камеру, и размещенные в полости срезного штифта с упором в дифференциальную втулку поршень с шариками, при этом дифференциальная втулка установлена на корпусе с возможностью упора в крайнем ее верхнем положении во внутреннюю поверхность пружинного перекрывателя. 4. устройство по и. 3, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что корпус на внутренней поверхности выполнен с выступами, а подвижное упорное кольцо размещено межцу указанными выступами.1548407 Составитель В.Ванифатьдактор В.Бугренкова Техред М.ХоданичКорректор С.Шекиар изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 Заказ 123 ВНИИПИ Госуд Тираж 481 Подписноественного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5