Гидравлический пакер

 

Изобретение относится к строительству скважин. Цель - расширение области применения пакера и обеспечение его надежной работы при промывке подпакерного пространства скважины,( Дпя этого пакер имеет на нижнем конце редукционную полость 17. Нижний конец образован корпусом, стержнем и накидной гайкой 5 секционной манжеты 3 с установленной в ней пробкой f Л J - / (Л О5 ел ел 4

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

)5р 4 Е 21 В 33/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2Ч

32

ПЖУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 401 7032/22-03 (22) 04.02 ° 86 (46) 15.03.89. Вюл. )) 10 (75) П.Л.Пшеничный (53) 622.245.4 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 894176, кл. Е 21 В 33/)2, 1975.

Патент ClllA Р 4)51875, кл. )66-126, опублик. 1979.

Каталог фирмы "Герхард Оуэн, инк., США, 1975-1976.

„„SU„„1465540 А 1 (54} ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПАКЕР (57) Изобретение относится к строительству скважин. Цель — расширение области применения пакера и обеспечение его надежной работы при промывке подпакерного пространства скважины

Дпя этого пакер имеет на нижнем конце редукционную полость )7, Нижний конец образован корпусом, стержнем и накидной гайкой 5 секционной манжеты 3 с установленной в ней пробкой

1465540

18 с регулируемым ходом и осевым каналом 19. Пакер имеет редукционную полость 17„ в которой размещен подпружиненный обратный клапан с возможностью перекрытия осевогс канала стержня и взаимодействия с пробкой

18 с осевым каналом 19. При этом кольцевой осевой канал пакера пере ,крывается при необходимости запорным . элементом. Манжета жестко прикреплена к корпусу как на концах, так и между ее секциями гайками. Промывочная жидкость, пройдя через полость (! 1 ! Изобретение относится к строитель

; ству скважин, а именно к устройствам

,для разобщения заколонного простран, ства скважины в процессе их бурения.

Цель изобретения — расширение об. ласти применения пакера и обеспечение его надежной работы при промывке подпакерного пространства скважины.

На фиг. 1 и 2 представлен пакер в 1п исходном положении; на фиг. 3 и 4 пакер в компоновке со скважинным инструментом„ например труборазворотом.

t!

Гидравлический пакер 1 (фиг. 1) со-15 . держит соединенный с колонной труб (не показана) полый корпус 2, установленную на нем секционную манжету

3, соединенную с корпусом герметично накидными гайками 4 и 5 на концах и кольцами-.браслетами 6 между секциями

t и образующую с корпусом ряд гидравлически соединенных каналами 7 и 8 между собой и полостью колонны труб кольцевых полостей 9 и 10 под сек- 25 циями манжеты 3,, размещенный концентрично в корпусе 2, стержень 11 с осевым каналом 12, соединенный жестко с корпусом 2 и образующий с ним кольцевой осевой канал 13, гидравлически связанный каналами 14, 15 и 16 с полостями скважины выше и ниже пакера..

Пакер снабжен редукционной полостью

17 в его нижней части, образованной корпусом 2, стержнем 11 и накидной гайкой 5 секционной манжеты 3, в ко35 торой установлена пробка 18 с регулируемым ходом и осевым каналом 19, В

17, уходит в полость скважины, расположенную ниже пакера.После заполнения последней под избыточным давлением с поверхности жидкость через кольцевой канал по затрубному пространству над пакером выталкивается на дневную поверхность, унося с собой шлам, Суммарная длина и площадь прилегания активной части манжеты к стенкам скважины определяются расчетом, исходя из условий нагрузки пакера и ее технической характеристики. 1 э.п. ф-лы, 4 ил, редукционной полости 17 размещен подпружиненный обратный клапан с запорным элементом в виде шара 20 и пружи— ной 21, перекрывающий осевой канал 12 стержня 11 и взаимодействующий с пробкой 18. При этом кольцевой осевой канал пакера при необходимости может перекрываться разрушаемым элементом, например пробкой, Секционная манжета 3 крепится жестко к корпусу

2 как на концах накидными гайками 4 и 5, так и между ее секциями кольцами-..браслетами 6.

Для крепления секционной манжеты

3 снаружи корпуса 2 выполнены кольцевые выступы 22, 23 и 24.

Пакер спускается в скважину в компоновке с трубораэворотом 25, который присоединен к нему снизу (фиг.2) и вкотором он используется в качестве гидравлического якоря.

Гидравлический пакер собирается на корпусе 2, снабженном верхним коническим участком 22 с рифлями 23 переменной высоты, промежуточным (одним или несколькими) участком 23 с рифлями 29 переменной высоты и каналом 7 (одним или несколькими на каждом участке), нижним коническим участком 24 с рифлями 30 переменной высоты, наклонными каналами 15 и 16, наружной гидравлической резьбой 31, внутренней цилиндрической резьбой 32, в которую посажен прочноплотно стержень

11, верхним концом подвешиваемый к несущей его колонне труб, с осевым

540 соединения, «ее активные участки (пр«легающ«е к стенкам скважины) образуют прочно«лотные соединения с ней, соединены между собой переходными участками, по которым даны сечения Л-А, F,— —Б,, — В и Г-Г.

При давлении под пакером, превышающем давление над ним, и отсутствии крутящего момента работают на попе— речный разрыв только сечения А-А и

В-В манжеты 3 (и другие, аналогичные им, если число надувных полостей,аналогичных полостям 9 и 10, более двух).

При давлении над пакером, превышающем давление под ним, и отсутствии крутящего момента работают на поперечный разрыв только сечения Б-Б и Г-Г манжеты 3.

При отсутствии сил и наличии только крутящего момента манжета 3 на участках А-А, Б — Б, В-B и Г-Г работает только на скручивание.

При наличии осевой силы под пакером и крутящего момента одновремен o сечения А — А и В-В манжеты 3 работают на поперечный разрыв и скручивание, а сечения Б-Б и Г-à — только на скручивание.

При наличии осевой силы над пакером и крутящего момента одновременно сечения Б-Б и Г-Г манжеты 3 работают на поперечный разрыв и скручивание, а сечения A — А и В- — только на скручива«ие. Ф

При и спользо ванин предла гаемо го устройства в качестве якоря, пакера или якоря и пакера одновременно, но с проходом промывочной жидкости через него с дневной поверхности к забою скважины и от забоя на дневную по- верхность пробка-регулятор 18 приводится в положение, создающее воэможность деформации пружины 21 и ход шара 20 клапана в редукционной полости

l7 для регулирования заданного давления в полостях 9 и 10 и обеспечивающее заданную якорную способность пакера.

В резьбу 36 вместо пробки 18 может быть посажен полый хвостовик под-35 вешиваемого к пакеру труборазворота, При использовании пакера в качество якоря, пригодного для восприятия осевых нагрузок и крутящих моментов (одновременно или разновременно), 4О когда при промывке пространства скважины, расположенной ниже его, необходимости нет, или в качестве пакера, или в качестве якоря и пакера одновременно без прохода через него промывочной среды шар 20 клапана пружиной 21 и пробкой †регулятор 18 прижимается к гнезду 26, а канал 16 (или то же самое канал 14) закрыт. Пакер будучи подвешенным к колонне труб 50 (фиг.2) спускается в скважину до заданной глубины, В канал 12 подается рабочая жидкость, которая через канал

8 поступает в полость 9, затем через каналы 7 (их несколько) в полость 55

10 и раздувает манжету 3, прижимая ее к стенкам скважины и герметиэируя ее.

Концы манжеты 3 и ее промежуточные участки, образующие прочноплотные

Промывочная жидкость, миновав шар

20 клапана и пройдя через редукционную полость 17, уходит в полость скважины, расположенную ниже пакера, после заполнения которой и совершения соответствующей работы под избыточным давлением с дневной поверхности через наклонные каналы 16 « 15, кольцевой канал 13 и канал 14, по затрубному

3 1465 каналом 12, резьбой 33 на его верхнем конце, наклонным сквозным каналом (являющ«мся продолжением канала 8) и гнездом 26. Канжета 3 пакера посажена на рифпеные участки 22 (верхний конический с рифпями 28), 23 (промежуточные с рифлями 29) и 24 (нижний конический с рифлями 30).

Крепление и герметизация манжеты 3 к 10 участкам 23 осуществляется браслетом

6, к верхнему коническому участку 22— накидной гайкой 4, снабженной каналом 1 4,,посаженной прочноплотно на резьбу 33 стержня 11 и своей коничес- 15 кой резьбой 34 (такого же шага, как резьба 33) прижимающей верхний конец манжеты 3 к рифлям 28 конического участка 22 (до внедрения их в тело с манжеты, не повреждая ее), образуя с 20 ним нрочноплотное соединение, а к нижнему коническому участку 24 — накидной гайкой 5 с наклонным каналом 16 посаженной на резьбу 31, а конической резьбой 35 взаимодействую- 25 щей с манжетой 3, прижимая ее к коническому участку 24 аналогично гайке

4. В гнездо 26 посажен шар 20 клапана с тарированной пружиной 21, подпираемой пробкой-регулятором 18, поса- ЗО женной в резьбу 36 и снабженной каналом 19.

5 1 4655

Пространству над пакером выталкивает- ся на дневную поверхность, унося с

Собой шлам.

При использовании устройства сов5 местно с подвешенным к нему, например, труборазворотом, снабженным под)пружиненными редукционными клапанами 7 и 37 (фиг.2), клапан 2С, пружина ! и пробка-регулятор 18 могут быть сключены из компоновки (фиг.2).

Количество полостей 9 и !0 u гответствуяцих им секций манжеты 3, аботающих на разрыв и скручивание, также суммарная длина и площадь рилегания активной части манжеты к тенкам скважины, определяются расчеом, исходя иэ условий нагрузки пакеа и ее ° технической характеристики.

Для прекращения взаимодействия анжеты 3 со стенками скважины и приедения ее в исходное положение избыочное давление в полостях 9 и 10 брасывается, а затрубное пространтво скважины заполняется, например, 25 ромывочной жидкостью. ормула изобретения

40 б секциями и образующую с корпусом для гидравлически соединенных между собой и полостью колонны труб кольцевых полостей под секциями манжеты, размещенный концентрично в корпусе стержень с осевым каналом, соединенный жестко с корпусом и образующий с ним кольцевой осевой канал, гидравлически связанный с полостями скважины выше и ниже пакера, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью расширения области применения пакера и обеспечения его надежной работы при промывке подпакерного пространства скважины, он снабжен редукционной полостью на его нижнем конце, образованном корпусом, стержнем и накидной гайкой секционной манжеты с установленной в ней пробкой с регулируемым ходом и осевым каналом, в редукщХонной полости размещен подпружиненный обратный клапан с воэможностью перекрытия осевого канала стержня и ° взаимодействия с пробкой с осевым каналом, при этом кольцевой осевой канал пакера при необходимости перекрывается запорным элементом, например разрушаемой пробкой.

1. Гидравлический пакер, содержаaN соединенный с колонной труб поый корпус, установленную на корпусе астичную секционную манжету, соеиненную с ним герметично накидными айками на концах и кольцами между

2. Пакерпоп.1, о тл ич а юшийся тем, что эластичная секционная манжета жестко закреплена на корпусе как на концах, так и между секциями.

Составитель Л.Фарукш ы

Редактор A.Ëåæíêíà Техред A.Кравчук Корректор В <рН<К

Заказ 91 8/32 Тираж 5) 4 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Ю ЮВ

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101