башмак-клапан для установки профильного перекрывателя в скважине

Формула изобретения

Башмак-клапан для установки профильного перекрывателя в скважине, включающий корпус с центральным проходным каналом, в котором размещено полое седло клапана с переточными каналами, соединенное с корпусом с помощью временного разрушаемого соединения с возможностью фиксации в рабочем верхнем положении при помощи пружинного фиксатора и герметичного перекрытия переточных каналов, отличающийся тем, что корпус соединен резьбой с низом профильного перекрывателя, снабжен сверху головкой под ловильный инструмент и смещенными в радиальном направлении отверстиями, сообщенными с центральным каналом, а также верхними торцевыми выступами для отворота, при этом в корпусе ниже отверстий корпуса установлен соосный с седлом клапана выступ, выполненный с возможностью герметичного входа в полость седла в рабочем положении для перекрытия переточных каналов.

Описание изобретения к патенту

Предложение относится к бурению скважин, в частности к устройствам для установки профильных перекрывателей при изоляции ими зон осложнений бурения.

Известен башмак для установки профильного перекрывателя в скважине (патент РФ № 2421597, МПК 7 E21B 29/10, опубл. в Бюл. № 17 от 20.06.2011 г.), содержащий корпус с центральным проходным каналом, в котором размещено заглушенное снизу седло клапана с боковыми каналами, пружинное кольцо, фиксирующее башмак в рабочем положении. Седло, в котором размещен клапан, жестко соединено с корпусом, снабжено сверху головкой под ловильный инструмент и смещенными в радиальном направлении отверстиями, сообщающими полость седла с центральным каналом корпуса. На внутренней поверхности седла выше боковых каналов выполнена кольцевая выборка под пружинное кольцо, выше которого расположен опирающийся на него и подпружиненный сверху от головки клапан, снабженный дросселирующим отверстием, наружной выборкой и выполненный с возможностью герметичного перекрытия боковых каналов седла при перемещении вниз с фиксацией в нижнем положении при взаимодействии пружинного кольца с его наружной выборкой.

Недостатком данного башмака является его низкая надежность, так как срабатывание клапана башмака напрямую зависит от создаваемого перепада давления промывочной жидкости, проходящей через дросселирующее отверстие клапана, а как показала практика, перепад давления зависит от многих факторов и может колебаться в большом диапазоне, что может привести к преждевременному срабатыванию клапана и несанкционированной установке профильного перекрывателя.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является башмак для установки профильного перекрывателя в скважине (патент РФ на полезную модель № 52904, МПК 7 E21B 29/10, опубл. в Бюл. № 12 от 27.04.2006 г.), содержащий корпус с центральным проходным каналом, в котором размещено седло клапана, соединенное с корпусом с помощью временного разрушаемого соединения с возможностью фиксации в рабочем положении при помощи взаимодействия пружинного фиксатора с кольцевым выступом, причем кольцевой выступ расположен на внутренней стенке корпуса выше седла, которое заглушено снизу, снабжено боковыми каналами, выполненными с возможностью герметичного перекрытия корпусом в рабочем положении, и наружной кольцевой выборкой под пружинный фиксатор.

Недостатком этого башмака является невозможность извлечения башмака из профильного перекрывателя после его установки, что вынуждает разбуривать башмак или выдавливать его на забой скважины.

Технической задачей предполагаемого изобретения является создание надежной работоспособной конструкции башмака-клапана для установки профильного перекрывателя в скважине с последующим извлечением башмака-клапана из скважины на поверхность.

Техническая задача достигается тем, что в описываемом башмаке-клапане для установки профильного перекрывателя в скважине, включающем корпус с центральным проходным каналом, в котором размещено полое седло клапана с переточными каналами, соединенное с корпусом с помощью временного разрушаемого соединения с возможностью фиксации в рабочем верхнем положении при помощи пружинного фиксатора и герметичного перекрытия переточных каналов. Новым является то, что корпус соединен резьбой с низом профильного перекрывателя, снабжен сверху головкой под ловильный инструмент и смещенными в радиальном направлении отверстиями, сообщенными с центральным каналом, а также верхними торцевыми выступами для отворота, при этом в корпусе ниже отверстий корпуса установлен соосный с седлом клапана выступ, выполненный с возможностью герметичного входа в полость седла в рабочем положении для перекрытия переточных каналов.

На фиг.1 показан башмак-клапан для установки профильного перекрывателя в скважине в транспортном положении (частично в разрезе); на фиг.2 - то же, в рабочем положении.

Башмак-клапан (фиг.1) состоит из корпуса 1 с центральным проходным каналом 2, в котором размещено седло 3 клапана с одним или несколькими переточными каналами 4, временно соединенное с корпусом 1 срезаемым штифтом 5. Причем переточные каналы 4 могут быть выполнены как продольными, так и радиальными (на фиг. не показаны) в зависимости от скважинных условий. Седло 3 имеет наружную кольцевую выборку 6, а корпус 1 - фиксатор в виде разрезного пружинного кольца 7, расположенного выше седла 3 в центральном проходном канале 2 корпуса с возможностью взаимодействия с выборкой 6 седла 3.

При этом переточный канал 4 выполнен с возможностью герметичного перекрытия корпусом 1 в рабочем положении, а несанкционированные перетоки жидкости исключаются уплотнительными кольцами 8 и 9. Корпус 1 соединен с низом профильного перекрывателя 10 при помощи резьбы 11 и снабжен сверху головкой 12 под ловильный инструмент (на фиг. не показан), а также верхними торцевыми выступами 13 для отворота башмака-клапана от перекрывателя 10.

Для соединения внутренней полости 14 перекрывателя 10 с центральным проходным каналом 2 корпуса 1 в верхней его части выполнены смещенные в радиальном направлении отверстия 15. Причем ниже отверстий 15 в корпусе 1 установлен соосный с седлом 3 выступ 16, выполненный с возможностью герметичного входа в полость 17 седла 3 в рабочем положении для перекрытия переточных каналов 4.

Башмак-клапан работает следующим образом. Корпус 1 башмака-клапана (фиг.1) присоединяют при помощи резьбы 11 к профильному перекрывателю 10 и на колонне бурильных труб (на фиг. не показаны) их спускают в скважину 18 до забоя 19. При подходе компоновки к забою включают буровые насосы и осуществляют промывку скважины 18.

При этом нагнетаемая жидкость циркулирует по колонне бурильных труб и через внутреннюю полость 14 перекрывателя 10, отверстия 15 и центральный проходной канал 2 корпуса 1 башмака-клапана и далее через переточный канал 4 седла 3 клапана поступает на забой 19 скважины 18 и по затрубному пространству изливается на поверхность скважины 18.

По мере очищения забоя 19 скважины 18 от шлама разгрузкой колонны бурильных труб создают нагрузку на седло 3, которое упирается в забой 19 скважины 18. При этом штифт 5 (фиг.2) срезается, и седло 3 перемещается вверх по центральному каналу 2 корпуса 1, а выступ 16 корпуса 1 при этом заходит во внутреннюю полость 17 седла 3, герметично перекрывая переточный канал 4 за счет уплотнительных колец 8 и 9. Одновременно с этим наружная кольцевая выборка 6 седла 3 заходит за разрезное пружинное кольцо 7 корпуса 1 и фиксирует башмак-клапан в рабочем положении.

Далее профильный перекрыватель 10 на колонне бурильных труб приподнимают до отрыва от забоя в необходимый интервал изоляции зоны осложнения бурения скважины 18 и создают внутреннее давление, благодаря чему профильный перекрыватель 10 расправляется и прижимается к стенкам скважины 18, после чего его развальцовывают для более плотного прижатия к стенкам скважины 18. При подходе развальцевателя 20 к башмаку-клапану его ловитель 21 входит в зацепление с головкой 12 корпуса 1 башмака-клапана. Одновременно выступы 22 развальцевателя 20 начинают взаимодействовать с ответными торцевыми выступами 13 на корпусе 1, вывинчивая башмак-клапан по резьбе 11 (фиг.1) из перекрывателя 10.

Благодаря пружинному кольцу 23 (фиг.2) ловителя 21 развальцевателя 20 башмак-клапан удерживается на нем до окончания развальцовки перекрывателя 10 и подъема его вместе с установочным оборудованием на поверхность.

Преимущество предлагаемого башмака-клапана для установки профильного перекрывателя в скважине заключается в том, что его конструкция позволяет производить установку профильного перекрывателя в скважине без необходимости разбуривания башмака и осуществлять промывку скважины в зависимости от скважинных условий как в продольном направлении, так и в радиальном, а закрытие клапана с упором на забой скважины исключает преждевременное его срабатывание от несанкционированных скачков давления промывочной жидкости, обеспечивая тем самым высокое качество изоляции пластов профильными перекрывателями.