желонка для установки разделительных мостов в скважине

Формула изобретения

Желонка для установки разделительных мостов в скважине, включающая корпус, эластичную манжету, конический толкатель, срезной штифт, шлипсы с клиновым толкателем, отличающаяся тем, что желонка дополнительно снабжена упором с пружинными центраторами, который вместе с эластичной манжетой и шлипсами с клиновым толкателем установлены на корпусе с возможностью осевого перемещения, при этом клиновой толкатель выполнен с направляющими для шлипсов, а шлипсы снабжены ограничителем, причем упор снабжен внутренней кольцевой проточкой и прихвачен автоотцепом в верхнем положении относительно корпуса, снабженного технологическими отверстиями, при этом конический толкатель взаимодействует с корпусом посредством срезного штифта, а автоотцеп состоит из фиксаторов, установленных в технологических отверстиях корпуса, и стакана, выполненного с переменным сечением по наружной поверхности, которая взаимодействует с фиксаторами, а фиксаторы взаимодействуют с внутренней кольцевой проточкой упора, при этом стакан зафиксирован относительно корпуса запорным элементом, причем на корпусе установлен также стопор с возможностью взаимодействия с упором.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к строительству и ремонту скважин, и может быть использовано для установки разделительных мостов для изоляции продуктивных горизонтов и участков ствола скважины друг от друга.

Известна “Желонка для установки разделительных мостов в скважине” (см. патент RU № 2123575, МКИ Е 21 В 27/02, БИ № 35 от 20.12.98), включающая корпус, уплотнительные элементы, соединенные гибкой тягой, фиксатор и отцепной механизм, при этом фиксатор выполнен на гибкой тяге, а отцепной механизм в виде гильотины снабжен шлипсами, выполненными с возможностью взаимодействия с гильотиной.

Недостатками данной конструкции являются:

во-первых, при необходимости извлечения или “расхаживания” при заклинивании желонки возможно несанкционированное срабатывание;

во-вторых, требуется постоянный контроль остроты и подгонки гильотин отцепного механизма, при несоблюдении данного требования возможно нарушение работоспособности желонки;

в-третьих, практически вся веревка остается в скважине;

в-четвертых, для сборки конструкции требуются стационарные условия.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является “Желонка для установки разделительных мостов в скважине” (см. патент RU № 2137898, МКИ Е 21 В 27/02, БИ № 26 от 20.09.99), включающая корпус, уплотнительный элемент, тягу и срезной штифт, при этом она снабжена шлипсами с клиновыми толкателями, размещенными в полости корпуса, тяга выполнена в виде ступенчатого по сечению прута с возможностью взаимодействия элементов прута разных сечений с указанными клиновыми толкателями, уплотнительный элемент выполнен в виде конического толкателя с эластичной манжетой с возможностью взаимодействия с указанной тягой посредством срезного штифта.

Недостатками данной конструкции являются:

во-первых, при необходимости извлечения или “расхаживания” при заклинивании желонки возможно несанкционированное срабатывание;

во вторых, при неравномерном спуске, возникающем при несоблюдении бригадой спуска технологии или в результате аварийной ситуации, возможно также несанкционированное срабатывание;

в-третьих, при спуске желонки в скважину цементный раствор внутри желонки загустевает, в результате требуются значительные усилия для извлечения стержня после срабатывания желонки, что может привести к аварийной ситуации в случае не соблюдения бригадой спуска технологически обоснованного временного интервала для спуска желонки.

Решаемая техническая задача состоит в том, чтобы создать такую желонку для установки разделительных мостов, которая бы обеспечивала его надежную и эффективную работу и только по достижению требуемого интервала скважины не зависила от субъективных факторов.

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание надежной конструкции желонки (уменьшая субъективный фактор до минимума), которая без значительных усилий устанавливала разделительный цементный мост в требуемом интервале.

Поставленная задача достигается описываемой желонкой для установки разделительных мостов, включающая корпус, эластичную манжету, конический толкатель, срезной штифт, шлипсы с клиновым толкателем.

Новым является то, что желонка дополнительно снабжена упором с пружинными центраторами, который вместе с эластичной манжетой и шлипсами с клиновым толкателем установлены на корпусе с возможностью осевого перемещения, при этом клиновой толкатель выполнен с направляющими для шлипс, а шлипсы снабжены ограничителем, при чем упор снабжен внутренней кольцевой проточкой и прихвачен автоотцепом в верхнем положении относительно корпуса, снабженного технологическими отверстиями, при этом конический толкатель взаимодействует с корпусом посредством срезного штифта, а автооцеп состоит из фиксаторов, установленных в технологические отверстия корпуса, и стакана, выполненного с переменным сечением по наружной поверхности, которая взаимодействует с фиксаторами, а фиксаторы взаимодействуют с внутренней кольцевой проточкой упора, при этом стакан зафиксирован относительно корпуса запорным элементом, при чем на корпусе установлен также стопор с возможностью взаимодействия с упором.

Анализ известных аналогичных решений позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с отличительными признаками в заявляемом устройстве, т.е. о соответствии заявляемого решения критерию “существенные отличия”.

На чертеже схематично представлено предлагаемое устройство в статике:

a) верхняя часть устройства;

b) нижняя часть устройства.

Желонка для установки разделительных мостов в скважине (см. чертеж) включает корпус 1, эластичную манжету 2, конический толкатель 3, срезной штифт 4, шлипсы 5 с клиновым толкателем 6. Желонка дополнительно снабжена упором 7 с пружинными центраторами 8, который вместе с эластичной манжетой 2 и шлипсами 5 с клиновым толкателем 6 установлены на корпусе 1 с возможностью осевого перемещения. При этом клиновой толкатель 6 выполнен с направляющими 9 для шлипс 5. Шлипсы 5 снабжены ограничителем 10, который не дает им случайно расходится во время спускоподъемных операций. Упор 7 снабжен внутренней кольцевой проточкой 11 и прихвачен автоотцепом 12 в верхнем положении относительно корпуса 1, снабженного технологическими отверстиями 13. Конический толкатель 3 взаимодействует с корпусом 1 посредством срезного штифта 4. Автооцеп 12 состоит из фиксаторов 14, установленных в технологические отверстия 13 корпуса 1, и стакана 15, выполненного с переменным сечением по наружной поверхности 16, которая взаимодействует с фиксаторами 14. Фиксаторы 14 взаимодействуют с внутренней кольцевой проточкой 11 упора 7. Стакан 15 зафиксирован относительно корпуса 1 запорным элементом 17. На корпусе 1 установлен также стопор 18 с возможностью взаимодействия с упором 7. Вся конструкция желонки в сборе крепится на канате 19 для спуска в скважину (не показано).

Устройство работает следующим образом.

Конструкцию в сборе (см. чертеж) заполняют цементным раствором и на канате 19 опускают в скважину (не показано) ниже на длину корпуса 1, требуемого интервала установки. После чего по канату сбрасывают груз (не показано), который, ударяясь о стакан 15 автоотцепа 12, смещает его вниз относительно корпуса 1, после срабатывания запорного элемента 17 (например, металлического кольца из пружинной стали). В результате больший диаметр D1 наружной поверхности 16 стакана 15 перестает взаимодействовать с фиксаторами 14 (например, шариками), а меньший диаметр D2 располагается напротив фиксаторов 14, которые смещаются внутрь в технологических отверстиях 13 корпуса 1. После чего желонку приподнимают вверх, а упор 7 остается на месте за счет пружинных центраторов 8, упирающихся в стенку скважины, так как фиксаторы 14 смещаются внутрь желонки, выходя из внутренней кольцевой проточки 11 упора 7, из-за того, что фиксаторы 14 не подпираются стаканом 15. Шлипсы 5 после взаимодействия упора 7, преодолевая незначительное сопротивление ограничителя 10 (например, резинового кольца) по направляющим 9 клинового толкателя 6, расходятся до контакта со стенками скважины. Затем при дальнейшем поднимании желонки корпус 1 поднимается вверх, а упор 7 с пружинными центраторами 8, шлипсы 5 с клиновым толкателем 6 и эластичная манжета 2 остаются на месте. В результате конусный толкатель 3 входит вовнутрь эластичной манжеты 2, раздавая ее до перекрытия внутреннего пространства скважины. После контакта клинового толкателя 6 с коническим толкателем 3 срезной штифт 4 разрушается, освобождая корпус 1 от конического толкателя 3. В результате цементный раствор из корпуса 1 заполнит внутреннее пространство скважины выше эластичной манжеты 2 с коническим толкателем 3. Затем желонку извлекают из скважины вместе с упором 7 при помощи стопора 18, установленного на корпусе 1. После выдержки времени, необходимого для затвердевания цементного раствора, то есть фиксации цементного моста, скважина готова к последующей эксплуатации.

При необходимости разбуривания цементного моста остающиеся в скважине шлипсы 5 с клиновым толкателем 6 могут изготавливаться из легкоразрушаемого материала (например, дюральалюминий).

Предлагаемая конструкция желонки для установки разделительных мостов в скважине проста в изготовлении и позволяет надежно, сводя к минимуму субъективные факторы, устанавливать разделительный цементный мост в требуемом интервале.