RU195581U1 - Anti-powdering device - Google Patents

Abstract

Техническое решение относится к нефтяной промышленности, в частности к защите скважинных пакеров от механических примесей. Устройство защиты от присыпания (УЗП), представляющее собой узел для запирания надпакерного пространства, содержит полый шток (1), на котором установлен уплотнительный элемент (2), а также упорная гайка (3), муфта (4), втулка (5), храповик (6) и втулка (7) со срезными штифтами (8). Уплотнительный элемент (2) крепится к упорной гайке (3) и втулке (5) с помощью винтов (9). Шток (1) имеет ответную резьбу для гайки (3) и муфты (4), а также область с выступами для установки храповика (6). Втулки 7 и 5 связаны между собой резьбовым соединением, при этом храповик (6) установлен под втулкой (7) таким образом, чтобы внутренняя стенка втулки (7) упиралась в стенку храповика (6). Уплотнительный элемент (2) представляет собой эластичную манжету, стенка которой в центральной части имеет меньшую толщину, чем по краям. Техническим результатом, достигаемым при использовании данного решения, является повышение надежности работы колонны насосно-компрессорной трубы. 1 ил.The technical solution relates to the oil industry, in particular to the protection of downhole packers from mechanical impurities. The device for protection against sprinkling (SPD), which is a node for locking the overpacker space, contains a hollow rod (1) on which a sealing element (2) is installed, as well as a thrust nut (3), a coupling (4), a sleeve (5), ratchet (6) and sleeve (7) with shear pins (8). The sealing element (2) is attached to the thrust nut (3) and the sleeve (5) with screws (9). The stem (1) has a mating thread for the nut (3) and the coupling (4), as well as an area with projections for installing the ratchet (6). The bushings 7 and 5 are connected by a threaded connection, while the ratchet (6) is installed under the sleeve (7) so that the inner wall of the sleeve (7) abuts against the wall of the ratchet (6). The sealing element (2) is an elastic cuff, the wall of which in the central part has a smaller thickness than at the edges. The technical result achieved by using this solution is to increase the reliability of the tubing string. 1 ill.

Description

Заявленное техническое решение относится к нефтяной промышленности, в частности к защите скважинных пакеров от механических примесей.The claimed technical solution relates to the oil industry, in particular to the protection of downhole packers from mechanical impurities.

Известен шламоуловитель скважинный надпакерный (патент №2588111, МПК Е21В 37/00, опубл. 27.06.2016), который включает патрубок, закрепленные на патрубке пары металлических колец, поддерживаемые ребрами жесткости, размещенные в каждой паре металлических колец между металлическими кольцами верхний и нижний герметизаторы межтрубного пространства в виде плоского кольца, отверстия в каждой паре металлических колец и герметизаторе. Количество отверстий в верхней и нижней парах металлических колец и герметизаторах одинаковое. Отверстия расположены на диаметрах, углы между которыми одинаковые. Пары металлических колец и герметизаторы установлены так, что в проекции на горизонтальную плоскость диаметры, на которых находятся отверстия в верхней паре металлических колец и герметизаторе и нижнем металлическом кольце и герметизаторе, расположены под углом друг к другу, равным половине угла между соседними диаметрами одной пары металлических колец и герметизатора. Применение предложенного шламоуловителя позволяет исключить попадание загрязнений к пакеру и одновременно обеспечить исключение эффекта поршня при подъеме и спуске, обеспечить возможность промывки, перелива скважинной жидкости при подъеме.Known sludge trap nadpakerny (patent No. 2588111, IPC ЕВВ 37/00, published on 06/27/2016), which includes a pipe, pairs of metal rings fixed on the pipe, supported by stiffeners, upper and lower sealants placed in each pair of metal rings between metal rings annular space in the form of a flat ring, holes in each pair of metal rings and a sealant. The number of holes in the upper and lower pairs of metal rings and sealants is the same. The holes are located on diameters, the angles between which are the same. The pairs of metal rings and sealants are installed so that in the projection onto the horizontal plane the diameters on which the holes in the upper pair of metal rings and the sealant and the lower metal ring and sealant are located are at an angle to each other equal to half the angle between adjacent diameters of one pair of metal rings and sealant. The use of the proposed sludge trap eliminates the ingress of contaminants to the packer and at the same time ensures the elimination of the piston effect during ascent and descent, as well as the possibility of flushing and overflowing of the well fluid during ascent.

Главным недостатком данного устройства является сложная конструкция и высокая вероятность засорения отверстий и выхода его из строя, что исключает выполнение его основных функций.The main disadvantage of this device is the complex design and the high probability of clogging of the holes and its failure, which excludes the fulfillment of its basic functions.

Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является устройство защиты надпакерного пространства от скапливания механических примесей (патент №2163312, МПК F04F 5/14, Е21В 43/04, опубл. 20.02.2001), которое включает установленную в скважине с верхним и нижним продуктивными пластами подъемную колонну с циркуляционным клапаном в зоне нижнего пласта и пакер. В скважине установлена подземная обсадная колонна, и на торец последней установлена надетая на подъемную колонну крышка, запирающая надпакерное пространство, над крышкой установлен дополнительный циркуляционный клапан, циркуляционный клапан установлен над кровлей нижнего пласта, а крышка с нижней стороны выполнена с радиальными ребрами с образованием последними с торцом подземной обсадной колонны каналов, сообщающих между собой кольцевые пространства выше и ниже крышки, при этом оседающие из верхнего пласта частицы задерживаются на верхней поверхности крышки и вновь оседающие частицы увлекаются потоком газа нижних дыр перфорации. В результате достигается предупреждение скапливания мощной песчаной пробки.The closest analogue to the claimed technical solution is a device for protecting the overpacker space from the accumulation of mechanical impurities (patent No. 2163312, IPC F04F 5/14, ЕВВ 43/04, publ. 02/20/2001), which includes an installed in a well with upper and lower reservoirs a lifting column with a circulation valve in the lower formation zone and a packer. An underground casing is installed in the well, and a cap is put on the end of the casing, which closes the puffer space, an additional circulation valve is installed above the cover, the circulation valve is installed above the roof of the lower layer, and the cover on the lower side is made with radial ribs to form the last the end face of the underground casing string of channels communicating annular spaces above and below the cover, while particles settling from the upper layer are delayed by the upper surface of the lid and newly settling particles are carried away by the gas flow of the lower perforation holes. The result is a warning of the accumulation of a powerful sand cork.

Недостатком данного технического решения является не защищенность от большого количества механических примесей. Устройство рассчитано на постепенно прибывающие и оседающие на крышке скопления песка. В случае резкого обвала породы клапан может не справиться и выйти из строя.The disadvantage of this technical solution is the lack of protection from a large number of mechanical impurities. The device is designed for gradually accumulating and settling sand accumulations on the lid. In the event of a sharp collapse of the rock, the valve may not cope and fail.

Задача, на решение которой направлено заявленное устройство, является предотвращение воздействия на пакер механических примесей для сохранения его полноценного функционирования.The task to which the claimed device is directed is to prevent mechanical impurities on the packer in order to maintain its full functioning.

Техническим результатом, достигаемым при использовании данного решения, является повышение надежности работы колонны насосно-компрессорной трубы.The technical result achieved by using this solution is to increase the reliability of the tubing string.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство защиты от присыпания, включающее узел, установленный с возможностью запирания надпакерного пространства, содержит шток, на котором установлен уплотнительный элемент, а также упорная гайка, муфта, храповик, верхняя и нижняя втулки, соединенные между собой с помощью резьбы, причем храповик, верхняя и нижняя втулки установлены с возможностью перемещения вдоль оси устройства в пределах находящейся на штоке области с выступами, а упорная гайка установлена на нижней части штока, уплотнительный элемент одним концом прикреплен к упорной гайке, а другим к нижней втулке с помощью винтов, при этом он закреплен с возможностью изменять свою форму, и представляет собой эластичную манжету, стенка которой в центральной части имеет меньшую толщину, чем по краям, а верхняя втулка с помощью срезных штифтов соединена с муфтой, которая установлена на верхней части штока.The specified technical result is achieved in that the anti-dusting device, including a unit installed with the possibility of locking the puffer space, contains a rod on which the sealing element is mounted, as well as a thrust nut, coupling, ratchet, upper and lower bushings, interconnected by threads, and the ratchet, upper and lower bushings are mounted to move along the axis of the device within the area located on the rod with protrusions, and a thrust nut is installed on the lower part of the rod, the sealing element is attached at one end to the thrust nut and the other to the lower sleeve with screws, while it is fixed with the ability to change its shape, and is an elastic cuff, the wall of which in the central part has a smaller thickness than the edges, and the upper sleeve using shear pins connected to a sleeve that is mounted on the top of the stem.

Использование эластичного уплотнительного элемента позволяет без каких-либо препятствий устанавливать колонну насосно-компрессорной трубы, фиксировать рабочее положение, при котором обеспечивается безопасная работа всей колонны, и беспрепятственно удалять колонну после ее полной отработки.The use of an elastic sealing element allows you to install the tubing string without any obstacles, fix the working position at which the entire column is safe to operate, and remove the column after it is completely worked out without hindrance.

Техническая сущность предложенного технического решения поясняется чертежом, где изображен разрез устройства защиты от присыпанияThe technical essence of the proposed technical solution is illustrated by the drawing, which shows a section of the device for protection against sprinkling

Устройство защиты от присыпания (УЗП), представляющее собой узел для запирания надпакерного пространства, содержит полый шток (1), на котором установлен уплотнительный элемент (2), а также упорная гайка (3), муфта (4), втулка (5), храповик (6) и втулка (7) со срезными штифтами (8). Уплотнительный элемент (2) крепится к упорной гайке (3) и втулке (5) с помощью винтов (9). Плотное прилегание втулки (5) к штоку (1) обеспечивается уплотнениями (10, 11). Шток (1) имеет ответную резьбу для гайки (3) и муфты (4), а также область с выступами для установки храповика (6). Втулки 7 и 5 связаны между собой резьбовым соединением, при этом во втулке (7) выполнен паз, верхний торец которого упирается в стенку храповика (6). Уплотнительный элемент (2) представляет собой эластичную манжету, стенка которой в центральной части имеет меньшую толщину, чем по краям. Сделано это для того, чтобы уплотнительный элемент (2) быстрее и равномернее переходил в рабочее положение, и для этого требовалось меньше усилий.The device for protection against sprinkling (SPD), which is a node for locking the overpacker space, contains a hollow rod (1) on which a sealing element (2) is installed, as well as a thrust nut (3), a coupling (4), a sleeve (5), ratchet (6) and sleeve (7) with shear pins (8). The sealing element (2) is attached to the thrust nut (3) and the sleeve (5) with screws (9). The tight fit of the sleeve (5) to the stem (1) is provided by seals (10, 11). The stem (1) has a mating thread for the nut (3) and the coupling (4), as well as an area with projections for installing the ratchet (6). The bushings 7 and 5 are connected by a threaded connection, while in the sleeve (7) a groove is made, the upper end of which abuts against the ratchet wall (6). The sealing element (2) is an elastic cuff, the wall of which in the central part has a smaller thickness than at the edges. This is done so that the sealing element (2) quickly and evenly transitions to the working position, and this requires less effort.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Во втулке (7) устанавливаются срезные штифты (8), подобранные посредством предварительного расчета на определенный перепад давления труба/затруб. В колонну насосно-компрессорной трубы (НКТ) устанавливается УЗП и спускается в исходном транспортном положении (уплотнительный элемент (2) разжат). Для посадки УЗП необходимо достичь требуемого перепада давления труба/затруб. Как только требуемый перепад будет достигнут, произойдет срез штифтов (8), втулки (7, 5) с храповиком (6) переместятся в рабочее положение, будет осуществлено смятие, перемещение в рабочее положение уплотнительного элемента (2). Храповый механизм (6) зафиксирует текущее положение УЗП до момента извлечения. Извлечение оборудования осуществляется путем прямого натяжения колонны НКТ. В связи с тем, что уплотнительный элемент (2) представляет собой эластичную манжету определенной геометрии, его разрушение в результате подъема оборудования на устье не вызывает препятствий и дополнительных сложностей.In the sleeve (7), shear pins (8) are installed, selected by preliminary calculation for a certain pressure drop of the pipe / annulus. An SPD is installed in the tubing string (tubing) and lowered in the initial transport position (the sealing element (2) is unclenched). For the landing of SPD, it is necessary to achieve the required pressure drop of the pipe / annulus. As soon as the required difference is achieved, the pins (8) will be cut, the sleeves (7, 5) with the ratchet (6) will move to the working position, they will be wrinkled, the sealing element (2) will be moved to the working position. The ratchet mechanism (6) will fix the current position of the SPD until the moment of extraction. Extraction of equipment is carried out by direct tension of the tubing string. Due to the fact that the sealing element (2) is an elastic cuff of a certain geometry, its destruction as a result of lifting the equipment at the mouth does not cause obstacles and additional difficulties.

Claims (1)

Устройство защиты от присыпания, включающее узел, установленный с возможностью запирания надпакерного пространства, отличающееся тем, что узел содержит шток, на котором установлен уплотнительный элемент, а также упорная гайка, муфта, храповик, верхняя и нижняя втулки, соединенные между собой с помощью резьбы, причем храповик, верхняя и нижняя втулки установлены с возможностью перемещения вдоль оси устройства в пределах находящейся на штоке области с выступами, а упорная гайка установлена на нижней части штока, уплотнительный элемент одним концом прикреплен к упорной гайке, а другим - к нижней втулке с помощью винтов, при этом он закреплен с возможностью изменять свою форму и представляет собой эластичную манжету, стенка которой в центральной части имеет меньшую толщину, чем по краям, а верхняя втулка с помощью срезных штифтов соединена с муфтой, которая установлена на верхней части штока.An anti-powdering device, including a unit installed with the possibility of locking the packer space, characterized in that the unit contains a rod on which a sealing element is installed, as well as a thrust nut, coupling, ratchet, upper and lower bushings, interconnected by thread, moreover, the ratchet, the upper and lower bushings are mounted with the possibility of movement along the axis of the device within the area on the rod with protrusions, and the thrust nut is installed on the lower part of the rod, the sealing element is one the end is attached to the thrust nut, and the other to the lower sleeve with screws, while it is fixed with the ability to change its shape and is an elastic cuff, the wall of which in the central part has a smaller thickness than the edges, and the upper sleeve with shear pins connected to a sleeve that is mounted on the top of the stem.

Images