SU1714080A1

SU1714080A1 - Downhole injection unit

Info

Publication number: SU1714080A1
Application number: SU904794780A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Андреевич Цыбин; Владимир Васильевич Торопынин
Original assignee: Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Буровой Техники
Priority date: 1990-02-22
Filing date: 1990-02-22
Publication date: 1992-02-23

Abstract

Изобретение относитс к горной промети и предназначено дл разобщени пластов в скважине при раздельной закачке в них реагентов. Целью изобретени вл етс повышение надежности в работе за счет снижени осевых нагрузок на уплотнитель- ный злемент. Устройство дл закачки реагентов в скважину имеет размещенную на стволе 1 и взаимодействующую с дифференциальной втулкой 6 втулку-толкатель 9. Дифференциальна полость последней сообщена с осевым каналом ствола 1. Установлена втулка-толкатель 9 на нижнем выступе 15 корпуса 10. С нижним концевым участком уплотнительного элемента 18 жестко св зана ступенчата втулка-т га 17сокнами21 во внешней ступени. В окнах 21 размещены и взаимодействуют с конусной частью нижнего выступа 15 радиально подпружиненные к корпусу 10 шлипсы 22. На корпусе 10, ме^жду верхним выступом 14 и ступенчатой втулкой 16 установлен упругий элемент 19. При этом ступенчата втулка 16 зафиксирована накорпусе 10 от осевого перемещени вниз. При увеличении избыточного давлени втулка 6, преодолева сопротивление пружины 5, перемещаетс вдоль ствола до совмещени ее радиальных отверстий 7 с радиальными отверсти ми 3 ствола 1. При совмещении отверстий 7 и 3 в пласт 24 закачиваетс реагент. Обсадна колонна 23 на устье перекрываетс , а осева нагрузка передаетс полностью через выступ 15 на шлипсы 22. 3 ил.^Ti^ О 00оThe invention relates to mining protrusion and is intended to segregate formations in a well with the separate injection of reagents into them. The aim of the invention is to increase operational reliability by reducing axial loads on the sealing element. The device for pumping reagents into the well has a sleeve-pusher 9 located on the barrel 1 and interacting with the differential sleeve 6. The differential cavity of the latter is in communication with the axial bore of the barrel 1. The sleeve-pusher 9 is installed on the lower protrusion 15 of the housing 10. 18 is rigidly connected to the step sleeve-t of 17 windows 21 in the outer step. Windows 21 accommodate and interact with the tapered part of the lower protrusion 15 of the slips 22 radially springed to the body 10. On the body 10, between the upper protrusion 14 and the stepped sleeve 16, an elastic element 19 is installed. In this step the sleeve 16 is fixed at the body 10 from axial displacement way down. When the overpressure increases, the bushing 6, overcoming the resistance of the spring 5, moves along the barrel to align its radial holes 7 with the radial holes 3 of the barrel 1. When the holes 7 and 3 align, the reagent is pumped into the formation 24. The casing column 23 at the mouth is blocked, and the axial load is transmitted completely through the protrusion 15 to the slips 22. 3 Il. ^ Ti ^ O 00o

Description

Изобретение относитс к горной промышленности , а именно к пакерующим устройствам дл разобщени пластов в скважине при раздельной закачке в них различных реагентов.The invention relates to the mining industry, in particular to packer devices for separating formations in a well by separately pumping various reagents into them.

Известно устройство дл закачки peaгентов в скважину, включающее корпус с р дами радиальныхотверстий, жестко закрепленный на. нем уплотнительный элемент и размещенную над ним на корпусе дифференциальную втулку с двум р дами радиальных отверстий.A device for pumping agents into a well is known, which includes a housing with rows of radial holes, rigidly fixed to. It has a sealing element and a differential sleeve placed above it on the body with two rows of radial holes.

Недостатком известного устройства вл етс жесткое крепление уплотнительного элемента на корпусе, что ухудшает его деформационно-прочностные характеристики и снижает надежность работы устройства, а наличие одной дифференциальной втулки приводит к возникновению гидравлических ударов при запакеровке устройства в скважине , что также снижает его надежность. A disadvantage of the known device is a rigid mounting of the sealing element on the body, which degrades its deformation and strength characteristics and reduces the reliability of the device, and the presence of one differential sleeve leads to hydraulic shocks when packing the device in the well, which also reduces its reliability.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату вл етс устройство дл закачки реагентов в скважину, включающее ствол с двум р дами радиальных отверстий, размещенную на нем подпружиненную дифференциальную втулку с двум р дами радиальных отверстий дл последовательного совмещени с р дами отверстий ствола при ее осевом перемещении, жестко св занный с нижней частью ствола и заглушенный снизу корпус с р дами радиальных отверстий и выполненными на его концевых участках выступами, нижний из которых со стороны заглушенного низа корпуса выполнен конусным, установленную на верхнем выступе корпуса ступенчатую втулку и уплотнительный элемент, верхний концевой участок которого закреплен на ступенчатой втулке.The closest to the invention to the technical essence and the achieved result is a device for pumping reagents into the well, comprising a barrel with two rows of radial holes, a spring-loaded differential sleeve with two rows of radial holes for sequential alignment with the rows of holes of the barrel when it is axial movement, rigidly connected with the lower part of the trunk and the case muffled below with rows of radial holes and protrusions made on its end sections, the lower of which muffled by the conical bottom of the housing is formed, mounted on the upper ledge of the stepped bushing and the housing seal member, an upper end portion which is fixed to the stepped bushing.

Недостатком известного устройства вл етс жесткое крепление нижнего концевого участка уплотнительного элемента на корпусе, при этом осева нагрузка на корпус при создании избыточного давлени в устройстве передаетс на уплотнительный элемент, снижа его прочность и герметизирующую способность и надежность устройства , а подвижность верхней ступенчатой втулки вниз, св занна с наличием т ги, осложн ет подъем устройства и перестановку его в скважине из-за периодического сжати уплотнительного элемента в гармошку, что также снижает надежность работы устройства .A disadvantage of the known device is the rigid attachment of the lower end portion of the sealing element to the housing, while the axial load on the housing when creating excessive pressure in the device is transferred to the sealing element, reducing its strength and sealing ability and reliability of the device, and the mobility of the upper stepped sleeve caused by the presence of gi, complicates lifting the device and rearranging it in the well due to the periodic compression of the sealing element into the accordion, which also reduces reliability of the device.

Целью изобретени вл етс повышение надежности работы устройства.The aim of the invention is to improve the reliability of the device.

Указанна цель достигаетс тем, что устройство дл закачки реагентов в скважину.This goal is achieved in that the device for pumping reagents into the well.

содержащие ствол с двум р дами радиальных отверстий, размещенную на нем подпружиненную дифференциальную втулку с двум р дами радиальных отверстий дл последовательного совмещени с р дами отверстий ствола при ее осевом перемещении, жестко св занный с нижней частью ствола и заглушенный снизу корпус с р дами радиальнь1х отверстий и выполненными на его концевых участках выступами , нижний из которых со стороны заглушенного низа корпуса выполнен конусным , установленную на верхнем выступе корпуса ступенчатую втулку и уплотнительный элемент, верхний концевой участок которого закреплен на ступенчатой втулке, снабжено размещенной на стволе и взаимодействующей с дифференциальной втулкой дополнительной дифференциальной втулкой-толкателем , дифференциальна полость которой сообщена с осевым каналом ствола, установленной на нижнем выступе корпуса и жестко св занной с нижним концевым участком уплотнительного элемента ступенчатой втулкой-т гой с окнами во внешней ступени, размещенными в окнах и взаимодействующими с конусной частью нижнего выступа радиально подпружиненными к корпусу шлипсами и установленным на корпусе между верхним выступом и ступенчатой втулкой упругим элементом, при этом ступенчата втулка зафиксирована на корпусе от осевого перемещени вниз.containing a barrel with two rows of radial holes, a spring-loaded differential sleeve with two rows of radial holes placed on it to successively align with the rows of holes of the barrel when it is axially displaced, rigidly connected to the lower part of the trunk and plugged from below with the rows of radial holes and protrusions made on its end sections, the lower of which is tapered on the side of the muffled bottom of the case, a stepped bushing mounted on the upper ledge of the case and a sealing the element, the upper end portion of which is mounted on the stepped bushing, is provided with an additional differential bushing-pusher interfacing with the differential bushing, the differential cavity of which is connected to the axial bore of the barrel, mounted on the lower ledge of the housing and rigidly connected to the lower end portion of the sealing element stepped hub sleeve with windows in the outer stage, placed in the windows and interacting with the conical part of the lower protrusion zhinennymi to the housing and the slips set on the casing between the upper lip and the stepped sleeve elastic member, wherein a stepped sleeve is fixed to the housing by downward axial movement.

На фиг. 1 изображено устройство при его cnycke в скважину, общий вид; на фиг. 2 - то же, при запакеровке уплотнительного элемента; на фиг. 3 - то же, при закачке реагента е пласт.FIG. 1 shows the device when it cnycke into the well, the general view; in fig. 2 - the same when packing the sealing element; in fig. 3 - the same, when pumping reagent e layer.

Устройство дл закачки реагентов в скважину состоит из ствола 1 с р дами радиальных отверстий 2-4. На стволе 1 размещены подпружиненна пружиной 5 дифференциальна втулка 6 с двум р дами радиальных отверстий 7 и 8 и втулка-толкатель 9, взаимодействующа с дифференциальной втулкой 6. Р д отверстий 8 дифференциальной втулки 6 совмещен при транспортировке устройства в скважину с р дом отверстий 4 ствола 1. Р д отверстий 7 втулки 6 совмещаетс в рабочем положении устройства с р дом отверстий 3 ствола 1. Дифференциальна полость втулки-толкател 9 через р д отверстий 2 сообщена с осевым каналом ствола 1. С нижней частью ствола 1 жестко св зан корпус 10с р дами радиальных отверстий 11 и 12, внутренн полость которого перекрыта снизу заглушкой 13. На концевых участках корпуса 10 выполнены выступы 14 и 15. Нижний выступ 15 со стороны заглушки 13 выполнен конусным . На выступах 14 и 15 расположены соответственно ступенчата втулка 16 и ступенчата втулка-т га 17, на которых закреплен гидравлический уплотнительный элемент 18. Между верхним выступом 14 и ступенчатой втулкой 16 установлен упругий элемент 19 и она зафиксирована от осевого перемещени вниз гайкой 20. Во внешней ступени втулки-т ги 17 выполнены окна 21, в которых размещены радиально подпружиненные к корпусу 10 шлипсы 22, взаимодействующие с конусной частью нижнего выступа 15 при перемещении втулки-т ги 17 вверх. Уплотнительные кольца, обеспечивающие работоспособность устройства, не показаны дл удобства чтени графических материалов.A device for pumping reagents into a well consists of a barrel 1 with a series of radial holes 2-4. The barrel 1 houses a spring-loaded 5 differential sleeve 6 with two rows of radial holes 7 and 8 and a pushing sleeve 9 that interacts with the differential sleeve 6. A number of holes 8 of the differential sleeve 6 are aligned when transporting the device to a well with a number of holes 4 of the barrel 1. A series of holes 7 of the sleeve 6 is aligned in the working position of the device with a series of holes 3 of the barrel 1. The differential cavity of the sleeve-pusher 9 is connected with the axial bore of the shaft 1 through a series of holes 2 with the lower part of the barrel 1 yc 10c rows of radial holes 11 and 12, the inner cavity of which is covered from below the plug 13. At the end portions of housing 10 are protrusions 14 and 15. Lower projection 15 from the plug 13 is conical. On the protrusions 14 and 15 there are respectively a step bushing 16 and a step sleeve-t 17, on which a hydraulic sealing element 18 is fixed. Between the upper protrusion 14 and the step sleeve 16 an elastic element 19 is installed and it is fixed against axial movement down by nut 20. In the outer the steps of the hub sleeve 17 are windows 21, in which the slips 22 radially springed to the housing 10 are placed, interacting with the tapered part of the lower protrusion 15 as the hub sleeve 17 moves upwards. O-rings, ensuring the operability of the device, are not shown for the convenience of reading graphic materials.

Устройство дл закачки реагентов в скважину работает следующим образом.The device for pumping reagents into the well works as follows.

Устройство спускаетс в скважину (обсадную колонну 23) на насоснокомпрессорных трубах, например, дл установки между пластами 24 и 25 и последующей закачки какого-либо реагента в верхний пласт 24. При спуске в скважину насосно-компрессорные трубы и внутренн полость устройства заполн ютс жидкостью из скважины через совмещенные радиальные отверсти 4 и 8 в стволе 1 и в дифференциальной втулке 6.The device is lowered into the well (casing 23) on pump-compressor pipes, for example, for installation between the layers 24 and 25 and the subsequent injection of any reagent into the upper layer 24. When lowering into the well, the pump-compressor pipes and the internal cavity of the device are filled with liquid from wells through the combined radial holes 4 and 8 in the barrel 1 and the differential sleeve 6.

После спуска устройства в заданный интервал между пластами 24 и 25 закачивают в насосно-компрессорные трубы необходимый реагент и, повыша расход на устьевом насосном агрегате, создают давление, при котором уплотнительный элемент 18 пакеруетс в обсадной колонне 23. Одновременно с этим втулка-толкатель 9 под действием давлени перемещаетс вниз и передвигает дифференциальную втулку 6 так, что ее радиальные отверсти 8 смещаютс относительно радиальных отверстий 4 ствола 1, герметизиру внутреннюю полость устройства от межтрубного пространства скважины . При пакеровке уплотнительного элемента 18, его нижний концевой участок вместе с втулкой-т гой 17 и шлипсами 22 перемещаютс вверх. При этом шлипсы 22, взаимодейству с конической поверхностью выступа 15, вход т в предварительное зацепление с обсадной колонной 23, а корпус 10 со стволом 1 от действи давлени перемещаютс вниз, способству лучшему зацеплению шлипсов 22.After the device is lowered into the specified interval between the layers 24 and 25, the necessary reagent is pumped into the tubing and, by increasing the flow rate at the wellhead pumping unit, a pressure is created at which the sealing element 18 is packaged in the casing 23. At the same time, the pusher sleeve 9 under the pressure moves downward and moves the differential sleeve 6 so that its radial holes 8 are displaced relative to the radial holes 4 of the barrel 1, sealing the internal cavity of the device from the annular space nstva well. When packing the sealing element 18, its lower end portion together with the sleeve-th 17 and the sleeves 22 move upwards. In this case, the slips 22, interacting with the conical surface of the protrusion 15, enter into preliminary engagement with the casing 23, and the body 10 with the barrel 1 from the action of pressure moves downward, contributing to better engagement of the slips 22.

При увеличении избыточного давлени в насосно-компрессорных трубах дифференциальна втулка 6, преодолева сопротивление пружины 5, перемещаетс вдоль ствола 1 -до совмещени ее радиальных отверстий 7 с радиальными отверсти ми 3As the overpressure in the tubing increases, the differential bushing 6, overcoming the resistance of the spring 5, moves along the barrel 1 to align its radial holes 7 with the radial holes 3

ствола 1. После совмещени радиальных отверстий 7 и 3 при заданном давлении осуществл етс закачка реагента в пласт 24,при этом обсадна колонна 23 на устьеtrunk 1. After combining the radial holes 7 and 3 at a given pressure, the reagent is pumped into the formation 24, while the casing 23 at the mouth

перекрываетс , а осева нагрузка, действующа на ствол 1 и корпус 10 от избыточного давлени , полностью передаетс через выступ 15 на шлипсы 22, не разруша уплотнительный элемент 18.overlaps, and the axial load acting on the barrel 1 and the body 10 from overpressure is completely transmitted through the protrusion 15 to the slips 22, without destroying the sealing element 18.

После закачки всей порции реагента в пласт 24 давление в насосно-компрессорных трубах сбрасываетс до нул , и устройство принимает исходное положение, позвол ющее перемещать его без осложнеНИИ и зат жек уплотнительного элемента 18 вверх или вниз дл проведени аналогичных операций и других интервалах обсадной колонны 23.After the entire reagent is injected into the formation 24, the pressure in the tubing is reset to zero, and the device assumes its original position, allowing it to be moved without complication and pulling the sealing element 18 up or down for similar operations and other intervals of the casing 23.

Техническими преимуществами изо-.The technical advantages of iso-.

бретени в сравнении с прототипом вл етс исключение передачи дополнительных осевых нагрузок на уплотнительный элемент , а также зат жек его в обсадной колонне при подъеме устройства на поверхность,in comparison with the prototype, the elimination of additional axial loads on the sealing element, as well as tightening it in the casing string when the device is raised to the surface,

Claims

which increases the reliability of his work. The invention is a device for injecting reagents into a well, including a barrel with an axial channel and radial holes, a differential sleeve with radial holes telescopically mounted on the barrel, rigidly connected to the lower part of the barrel and plugged from below with radial holes and protrusions on the end parts, telescopically mounted on the upper ledge of the housing, a stepped bushing and a sealing element with a fixed upper end section on the stepped bushing, distinguishing e so that, in order to increase reliability in operation by reducing axial loads on the sealing element, it is provided mounted on the barrel with the ability to interact with a differential sleeve-pusher that forms a differential cavity hydraulically connected to the barrel with an axial bore and a stepped sleeve-t with slipsovoy mechanism installed on

the lower protrusion of the housing and rigidly connected with the lower end section of the sealing element, the slewing mechanism of the stepped bushing sleeve being arranged in the working position with the tapered part of the lower protrusion of the housing, and the stepped sleeve of the last extreme lower position.

L.2J

v: ir.3