башмак-клапан для хвостовика

Формула изобретения

Башмак-клапан для хвостовика, включающий корпус с центральным проходным каналом, в котором размещено седло с клапаном, закрывающимся при упоре на забой, отличающийся тем, что седло жестко зафиксировано относительно корпуса, который ниже седла снабжен негерметичной направляющей втулкой, а снизу кольцевым сужением, причем клапан, выполненный в виде заглушки, снизу оснащен толкателем, подпружиненным вниз относительно направляющей втулки и выполненным с возможностью ограниченного перемещения вверх относительно направляющей втулки и кольцевого сужения до герметичного взаимодействия клапана с седлом, при этом центральный проходной канал корпуса ниже седла сообщен с наружным пространством.

Описание изобретения к патенту

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к селективной эксплуатации и обработке продуктивного пласта с различной проницаемостью горизонтальных скважин.

Известен «Башмак для обсадной колонны» (авторское свидетельство SU № 1541363, МПК Е21В 17/14, опубл. Бюл. № 5 от 07.02.90), содержащий металлический корпус с закругленной наружной поверхностью в нижней части и закрепленную в нем бетонную насадку с закругленной выступающей из корпуса поверхностью, выполненной радиусом, равным радиусу нижней части поверхности корпуса, причем с целью повышения надежности работы в наклонно направленной скважине радиус закругления поверхностей нижней части корпуса и выступающей части бетонной насадки R выбирается в соответствии со следующей зависимостью: R=3,4 , где - толщина стенки корпуса, мм.

Недостатком данного башмака является отсутствие клапана, который служит для разобщения заколонного и внутриколонного пространства низа хвостовиков в процессе отбора нефти из пласта и, наоборот, для сообщения между ними при проведении других технологических операций, таких как промывка скважины и т.д.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является «Башмак для установки профильного перекрывателя в скважине» (патент RU № 2187619, МПК Е21В 29/10, опубл. Бюл. № 23 от 20.08.2002 г.), включающий корпус с центральным проходным каналом, в котором размещено седло с клапаном, причем клапан в центральном канале корпуса установлен неподвижно и снабжен фиксатором, а седло клапана телескопически соединено с корпусом с помощью временного разрушаемого соединения и имеет внутренний выступ, взаимодействующий с фиксатором клапана при перемещении седла внутри корпуса, для фиксации башмака в рабочем положении.

Недостатками данного устройства являются одноразовое срабатывание клапана на закрытие и невозможность возврата его в положение «открыто». Кроме того, высока вероятность несанкционированного срезания штифтов по различным технологическим причинам и закрытие клапана в процессе спуска колонны труб в скважину.

Технической задачей изобретения является создание простой и надежной конструкции башмака-клапана, позволяющего проводить селективную эксплуатацию и обработку продуктивного пласта, в том числе в горизонтальных скважинах.

Техническая задача решается башмаком-клапаном для хвостовика, включающим корпус с центральным проходным каналом, в котором размещено седло с клапаном, закрывающимся при упоре на забой.

Новым является то, что седло жестко зафиксировано относительно корпуса, который ниже седла снабжен негерметичной направляющей втулкой, а снизу - кольцевым сужением, причем клапан, выполненный в виде заглушки, снизу оснащен толкателем, подпружиненным вниз относительно направляющей втулки и выполненным с возможностью ограниченного перемещения вверх относительно направляющей втулки и кольцевого сужения до герметичного взаимодействия клапана с седлом, при этом центральный проходной канал корпуса ниже седла сообщен с наружным пространством.

На чертеже показан башмак-клапан для хвостовика в открытом положении.

Башмак-клапан для хвостовика, предназначенный для селективной эксплуатации и обработки продуктивного пласта горизонтальных скважин (не показано), включает корпус 1 с центральным проходным каналом 2, жестко зафиксированное относительно корпуса 1 седло 3 и клапан 4, выполненный в виде заглушки, закрывающийся при упоре на забой. Кроме этого корпус 1 снабжен негерметичной направляющей втулкой 5, а снизу - кольцевым сужением 6. При этом клапан 4 оснащен толкателем 7, подпружиненным пружиной 8 вниз относительно направляющей втулки 5, и имеет возможность ограниченного перемещения вверх относительно направляющей втулки 5 и кольцевого сужения 6 до герметичного взаимодействия клапана 4 с седлом 3. Полость корпуса 1 ниже седла 3 сообщена с наружным пространством посредством отверстий 9, а для герметичного перекрытия клапан 4 снабжен уплотнительными резиновыми кольцами 10. Во избежание деформации толкателя 7 при упоре на забой башмака-клапана упор происходит по конической поверхности 11 толкателя 7 и соответствующей поверхности 12 корпуса 1.

Устройство работает следующим образом.

Башмак-клапан для хвостовика в составе эксплуатационной колонны спускается в продуктивный пласт (не показано), при этом через отверстия 9 корпуса 1 и открытое отверстие седла 3 происходит заполнение колонны. Клапан 4 с толкателем 7 при этом подпружинены пружиной 8 вниз относительно направляющей втулки 5. По достижении колонной (не показано) заданного интервала башмак упирается на забой скважины. Толкатель 7 при этом сжимает пружину 8, и происходит ограниченное перемещение вверх относительно направляющей втулки 5 и кольцевого сужения 6 клапана 4. Коническая поверхность 11 толкателя 7 упирается в соответствующую поверхность 12 корпуса 1, а клапан 4 с установленными на нем резиновыми уплотнительными кольцами 10 при этом герметично перекрывает седло 3. В этом положении башмак-клапан для хвостовика надежно перекрывает низ колонны, а эксплуатация продуктивного пласта происходит через управляемые фильтры, установленные выше по колонне (не показано). В случае необходимости произвести обработку продуктивного пласта колонну приподнимают вверх, толкатель 7 с клапаном 4 под действием пружины 8 и потока промывочной жидкости перемещается вниз, башмак-клапан для хвостовика при этом открыт. После обработки продуктивного пласта колонну опускают вниз до упора башмака-клапана для хвостовика на забой, и он снова перекрывает низ колонны.

Предлагаемый башмак-клапан для хвостовика, предназначенный для селективной эксплуатации и обработки продуктивного пласта горизонтальных скважин, представляет собой простую и надежную конструкцию, герметично перекрывает низ колонны в процессе эксплуатации.