RU2498043C1 - Shoe valve for installation of shaped shutter in well - Google Patents

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: device comprises a body with a central passage channel, in which a hollow valve seat is placed with overflow channels, connected to the body with the help of a temporary breakable joint with the possibility of fixation in the working upper position with the help of a spring fixator and tight closure of overflow channels. The body is connected by thread with the bottom of the shaped shutter, is equipped on the top with a head for a crowfoot and holes displaced in radial direction, communicated with the central channel, and also upper end ledges for unfolding. In the body below the holes of the body there is a ledge installed as coaxial with the valve seat, made as capable of tight insertion into the seat cavity in the working position to close overflow channels.

EFFECT: increased reliability, expanded process capabilities.

2 dwg

Description

Предложение относится к бурению скважин, в частности к устройствам для установки профильных перекрывателей при изоляции ими зон осложнений бурения.The proposal relates to well drilling, in particular to devices for installing profile shutoffs when they isolate zones of drilling complications.

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.A well-known shoe for installing a profile overlap in the well (RF patent No. 2421597, IPC 7 E21B 29/10, published in Bull. No. 17 dated 06/20/2011), comprising a housing with a central passage channel in which the valve seat is muffled from below with side channels, snap ring, locking shoe in working position. The seat in which the valve is located is rigidly connected to the body, provided with a head for the fishing tool on top and radially displaced holes communicating the cavity of the seat with the central channel of the body. On the inner surface of the saddle above the lateral channels, an annular selection is made for the spring ring, above which there is a valve resting on it and spring-loaded from the top of the head, equipped with a throttling hole, an external sampling and made with the possibility of tight closing of the lateral channels of the saddle when moving down with fixation in the lower position when the spring ring interacts with its outer selection.

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.The disadvantage of this shoe is its low reliability, since the actuation of the shoe valve directly depends on the created differential pressure of the flushing fluid passing through the throttling hole of the valve, and as practice has shown, the differential pressure depends on many factors and can fluctuate over a wide range, which can lead to premature valve actuation and unauthorized installation of a profile shutoff.

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.The closest in technical essence and the achieved result is a shoe for installing a profile shutoff in the well (RF patent for utility model No. 52904, IPC 7 E21B 29/10, publ. In Bull. No. 12 of 04/27/2006), containing a housing with the central passage channel in which the valve seat is located, connected to the body using a temporary destructible connection with the possibility of fixation in the working position by the interaction of the spring retainer with an annular protrusion, and the annular protrusion is located on the inner wall of the housing ca above saddle which plugged from below, is provided with side channels adapted to be sealingly overlapping housing in the operating position, and the outer annular sample under spring retainer.

Недостатком этого башмака является невозможность извлечения башмака из профильного перекрывателя после его установки, что вынуждает разбуривать башмак или выдавливать его на забой скважины.The disadvantage of this shoe is the impossibility of removing the shoe from the profile blocker after its installation, which forces to drill the shoe or squeeze it into the bottom of the well.

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.The technical task of the alleged invention is to create a reliable workable design of the shoe-valve for installing the profile shutter in the well, followed by removing the shoe-valve from the well to the surface.

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.The technical problem is achieved by the fact that in the described shoe-valve for installing a profile overlap in the well, comprising a body with a central passage channel, in which a hollow valve seat with transfer channels is placed, connected to the body using a temporary destructible connection with the possibility of fixation in the working upper position by means of a spring clamp and tight shutoff of transfer channels. What is new is that the housing is threaded to the bottom of the profile overlap, provided with a head for the fishing tool on top and radially displaced holes communicated with the central channel, as well as upper end protrusions for the lapel, with a coaxial seat mounted in the housing below the housing openings valve protrusion made with the possibility of tight entry into the cavity of the saddle in the working position to block the transfer channels.

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.Figure 1 shows a shoe-valve for installing a profile overlap in the well in the transport position (partially in section); figure 2 is the same in the working position.

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.The shoe valve (Fig. 1) consists of a housing 1 with a central passage 2, in which a valve seat 3 with one or more transfer channels 4 is located, temporarily connected to the housing 1 with a shear pin 5. Moreover, the transfer channels 4 can be made longitudinal and radial (not shown in FIG.) depending on the downhole conditions. The saddle 3 has an outer annular sampling 6, and the housing 1 is a latch in the form of a split spring ring 7 located above the saddle 3 in the central passage channel 2 of the housing with the possibility of interaction with the sampling 6 of the saddle 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.In this case, the overflow channel 4 is made with the possibility of tight closure by the housing 1 in the working position, and unauthorized fluid flows are eliminated by the sealing rings 8 and 9. The housing 1 is connected to the bottom of the profile overlap 10 using a thread 11 and provided with a head 12 for the fishing tool from above (in FIG. (not shown), as well as the upper end protrusions 13 for the flap of the shoe-valve from the overlap 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.To connect the inner cavity 14 of the overlap 10 with the Central passage channel 2 of the housing 1 in its upper part are made radially displaced holes 15. Moreover, below the holes 15 in the housing 1 is installed coaxial with the saddle 3 ledge 16, made with the possibility of hermetic entry into the cavity 17 of the saddle 3 in the working position to block the transfer channels 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.Shoe-valve operates as follows. The valve shoe body 1 (Fig. 1) is connected by means of a thread 11 to the profile overlap 10 and on the drill pipe string (not shown in Fig.) They are lowered into the well 18 until the bottom hole 19. When the layout is approached, the mud pumps are turned on and flushing the well 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.In this case, the injected fluid circulates through the drill pipe string and through the internal cavity 14 of the overlap 10, the openings 15 and the central passage channel 2 of the valve shoe body 1 and then through the transfer channel 4 of the valve seat 3 enters the bottom face 19 of the well 18 and pours out through the annulus well surface 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.As the bottom hole 19 of the well 18 is cleaned of sludge by unloading the drill pipe string, a load is applied to the seat 3, which abuts against the bottom 19 of the hole 18. In this case, the pin 5 (FIG. 2) is cut off and the seat 3 moves upward along the central channel 2 of the housing 1, and the protrusion 16 of the housing 1 at the same time enters the inner cavity 17 of the seat 3, hermetically blocking the transfer channel 4 due to the sealing rings 8 and 9. At the same time, the outer ring sample 6 of the saddle 3 extends beyond the split spring ring 7 of the housing 1 and fixes the shoe flap in working position.

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.Next, the profile overlap 10 on the drill pipe string is lifted up to the separation from the bottom in the required isolation interval of the drilling complication zone 18 and creates internal pressure, so that the profile overlap 10 is expanded and pressed against the walls of the well 18, after which it is expanded for a more tight pressure against the walls wells 18. When approaching flare 20 to the shoe-valve, its catcher 21 engages with the head 12 of the housing 1 of the shoe-valve. At the same time, the protrusions 22 of the flare 20 begin to interact with the mating end protrusions 13 on the housing 1 by unscrewing the shoe valve along the thread 11 (Fig. 1) from the overlap 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.Due to the spring ring 23 (figure 2) of the catcher 21 of the flare 20, the shoe valve is held on it until the flare of the overlap 10 is completed and it is lifted to the surface together with the installation equipment.

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.The advantage of the proposed shoe-valve for installing the profile shutter in the well is that its design allows the installation of the profile shutter in the well without the need to drill a shoe and flushing the well depending on the borehole conditions both in the longitudinal direction and in the radial direction, and closing valves with a focus on the bottom of the well eliminates its premature operation from unauthorized surges in pressure of the flushing fluid, thereby ensuring sokoe quality insulation layers profile liners.

Claims (1)

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. A shoe valve for installing a profile shutter in a well, comprising a body with a central passage channel in which a hollow valve seat with transfer channels is located, connected to the body using a temporary destructible connection with the possibility of fixation in the working upper position using a spring clip and a tight shutoff of the transfer channels, characterized in that the housing is threaded to the bottom of the profile overlap, provided with a head for the fishing tool on top and offset in the radial board holes, communicating with the central channel, and the upper end lugs for flap, wherein the housing is mounted below the body apertures coaxial with the valve seat projection adapted to sealingly seat in the entrance chamber in the operating position to overlap the downcomers.

Images