CC BY
23
------------------------------------------ © Ю.В. Шульев, С.Б. Бекетов,
2005
УДК 622.245+622.279.7 Ю.В. Шульев, С.Б. Бекетов
УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСТАНОВКИ ИЗОЛЯЦИОННЫХ ЭКРАНОВ С ЦЕЛЬЮ ЛИКВИДАЦИИ ПРИТОКА ПОДОШВЕННОЙ ВОДЫ В ГАЗОВЫХ И НЕФТЯНЫХ СКВАЖИНАХ
Устройство предназначено для применения при внедрении технологии изоляции подошвенной воды в газовых и нефтяных скважинах, а также ликвидации заколонных флюидоперетоков [1, 2]. Устройство устанавливается в эксплуатационной колонне выше места формирования водоизоляционного экрана.
Устройство предназначено преимущественно для скважин с малым диаметром обсадной колонны (140-168 мм), где необходимо проведение изоляционных работ при использовании лифтовой колонны труб, диаметр осевого канала которой сравним с диаметром осевого канала ствола устройства.
Конструкция устройства приведена на рис. 1:
- рис. 1, а - устройство в исходном (транспортном) положении;
- рис. 1, б - механизм фиксации ствола устройства стопорными кольцами;
- рис. 1, в - конструкция устройства при окончании продавки изоляционного раствора (момент посадки верхней цементировочной пробки);
- рис. 1, г - устройство в положении эксплуатации после отсоединения пружинного центратора, удлинителя и переходника с гильзой.
Устройство состоит из корпуса 1, связанного через переходник 2 с металлическим уплотнителем 3, выполненным в виде тонкостенной металлической оболочки.
В осевом канале 4 корпуса 1 установлен ствол 5, снабженный разжимным конусом 6 на нижнем конце переходящим в кольцевой выступ 7 и обратным клапаном 8 в осевом канале 9, выполненным ступенчатым. На внешней стороне ствола 5 выполнены насечки 10 с расчетным шагом и цилиндрическая проточка 11 с посадочным конусом 12. Корпус 1 снабжен радиальными окнами 13, в которых установлены стопоры 14, входящие внутрь цилиндрической проточки 11 ствола 5. Металлический уплотнитель 3 снабжен сухарями 15, охватывающими ствол 5, осевой канал
9 которого гидравлически связан радиальными каналами 16 с полостью скважины. Ствол 5 снабжен ввертышем 17, который соединен через удлинитель 18 и муфту 19 с лифтовой колонной труб.
На внешней стороне корпуса 1 установлен пружинный центратор 20, зафиксированный на нем срезным элементом 21. Удлинитель 18 снабжен кольцом 22, образующим с корпусом пружинного центратора 20 телескопическое соединение. В осевом канале удлинителя 18 установлен переходник 23, снабженный гильзой 24 с опорным выступом 25, входящей внутрь расточки в стволе 5 и опирающейся на торец ввертыша 17. На верхнем конце переходника 23 выполнены продольные окна 26 для связи осевого канала 9 ствола 5 с кольцевым зазором между удлинителем
(Л
ы
Рис. 1. Схема устройства для установки водоизоляционных экранов
18 и переходником 23. Переходник 2 корпуса 1 содержит разделительные шайбы 27, между которыми установлены пружинные стопорные кольца 28 со скосами, обращенными к стволу 5. Ориентацию стопоров 14 относительно посадочного конуса 12 на стволе 5 выполняется за счет фиксаторов 29, установленных в отверстиях корпуса 1 и входящих в продольные пазы 30 стопоров 14.
Кольцевой зазор между стволом 5 и корпусом 1 перекрыт уплотнительными манжетами 31. Кольцевой зазор между гильзой 24 и стволом 5 перекрыт уплотнительным кольцом 32.
Работа устройства для ликвидации подошвенной воды.
Лифтовая колонна труб подсоединяется к муфте 19, и устройство опускается в скважину на заданную глубину. Пружинный центратор 20 при спуске находятся в постоянном контакте с внутренней поверхностью обсадной колонны.
Правым вращением лифтовой колонны труб, сообщаемым удлинителю 18, осуществляют его выкручивание из корпуса 1 с контролем числа оборотов. Натяжением лифтовой колонны, сообщаемым через ввертыш 17 стволу 5, осуществляют его перемещение относительно корпуса 1 до упора посадочным конусом 12 в ответные скосы стопоров 14 с их перемещением в радиальных окнах 13 корпуса 1 до контакта с внутренней поверхностью обсадной колонны. Дальнейшим натяжением вверх всей компоновки доводят стопоры 14 до места расположения ближайшего стыка труб муфтового соединения обсадной колонны и вводят внутрь между торцами труб (рис. 1, б). При этом стопоры 14 выводятся за пределы корпуса 1, а ствол 5 занимает положение, при котором проточка 11 располагается над стопорами 14. В этом положении элементов конструкции осуществляется фиксация устройства в стыке труб.
Дальнейшим натяжением ствола 5 приводят разжимной конус 6 во взаимо-
действие с ответным конусом сухарей 15 и осуществляют их перемещение в радиальном направлении. При этом радиальное усилие сообщается металлическому уплотнителю 3, который пластически деформируется и увеличивает свой диаметр до диаметра, равного внутреннему диаметру обсадной колонны с образованием с ней герметичного соединения. Насечки 10 на наружной поверхности ствола 5 находятся на уровне расположения стопорных колец 28 в переходнике 2, что приводит к их вводу в насечки
10 и фиксации ствола 5 относительно корпуса 1. Радиальные каналы 16 располагаются между уплотнительными манжетами 31, что приводит к прекращению гидравлической связи осевого канала 9 ствола 5 от полости скважины после посадки пакера. В таком положении в осевой канал лифтовой колонны труб осуществляют установку разделительной пробки (на фиг. не показано), затем в осевой канал лифтовой колонны труб подают расчетный объем изолирующего состава и сбрасывают продавочную пробку. Подают под давлением рабочую жидкость и перемещают продавочную пробку вниз. При перемещении разделительной пробки по осевому каналу лифтовой колонны буферная жидкость через обратный клапан 8 выходит в подпакер-ную полость и далее в пласт. Разделительная пробка под избыточным давлением перемещается вниз и входит в осевой канал переходника 23 (рис. 1, в). Расчетным избыточным давлением открывают канал в разделительной пробке и осуществляют закачку изолирующего состава в подпакерную зону. Контроль окончания процесса закачки - по скачку давления на устье при посадке прода-вочной пробки на разделительную пробку. Сбрасывают давление в лифтовой колонне труб. Избыточным давлением в подпакерной зоне обратный клапан 8 вводится в ступенчатую расточку осевого канала 9 ствола 5 и изолирует подпакерную зону от надпакерной.
Правым вращением лифтовой колонны труб, сообщаемым через удли-нитель 18 на ввертыш 17, выводят его из взаимодействия со стволом 5. Натяжением лифтовой колонны осуществляют перемещение удлинителя 18 с кольцом 22 относительно пружинного центратора 20. Ввертыш 17 взаимодействует с опорным выступом гильзы 24 и выводит ее из взаимодействия со стволом 5. В этом положении образуется гидродинамическая связь осевого канала лифтовой колонны труб через продольные окна 26 в торце переходника 23 и кольцевой зазор между ним и удлинителем 18 с за-трубным пространством скважины для обеспечения утечки рабочей жидкости из лифтовой колонны труб при подъеме из скважины удлинителя 18, переходни-
1. Разбуриваемый механический пакер / Бекетов С.Б., Шульев Ю.В., Машков В.А. и др. / Патент РФ на изобретение № 2236556. Приоритет от 15.04.2003 г.
2. Бекетов С.Б. Технология избирательной
ка 23 и пружинного центратора 20. Разделительная и продавочная пробки остаются в осевом канале переходника 23 и извлекаются на поверхность вместе с удлинителем 18 и переходником 23 (рис. 1, в, 1, г).
В таком положении осуществляют оснащение скважины внутрискважин-ным оборудованием для последующего освоения и добычи пластового флюида. Устройство и водоизоляционный экран надежно изолируют ствол скважины от пластовой воды.
Конструкция устройства предполагает, в случае необходимости, осуществить его разбуривание с целью проведения ремонтных работ ниже места установки устройства.
-------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
изоляции притока пластовой воды в газовых скважинах в условиях аномально низкого пластового давления / ГИАБ № 3. 2005. - М.: Изд-во МГГУ. - С. 339-342.
— Коротко об авторах
Шульев Ю.В. - генеральный директор ОАО «Славнефть-Мегионнефтегаз», г. Мегион ХМАО, Тюменской области,
Бекетов С.Б. - кандидат технических наук, первый заместитель начальника НТЦ ООО «Ку-баньгазпром», г. Краснодар.
