Пакер

 

Изобретение относится к нефтедобывающей пром-сти и предназначено для изоляции затрубного пространства от зоны поглощения и закачивания в нее наполнителя в процессе бурения скважины. Цель изобретения - повышение надежности па-. кера в работе за счет исключения возможности образования застойной зоны в центральном канале (ЦК) его ствола из-за скопления крупноразмерного и волокнистого наполнителя. На стволе 1 пакера с ЦК 3,радиальным каналом 4 и штуцерным наконечником (ШН) 5 установлен подвижно секционный уплотнительный элемент из манжет 6 и 7 и кольца 8. Под ним размещены якорный узел с корпусом 9 и плашками 14, соединенными тягами 15 с обоймой 16, и узел гидропривода с цилиндром 17 и подпружиненным поршнем 21. Полость 20 под поршнем гидравлически связана с ЦК 3. С цилиндром 17 жестко связан кожух 24 с осевым каналом 25, пазами 40 и кольцевым упором 38. На ШН 5 установлен поворотный кран (ПК) 27 со сферической поверхностью 28, проходным каналом 30, пружинами кручения и выступом 29, взаимодействующим с кольцевым упором 38 и осевыми пазами 40 кожуха 24 в исходном и рабочем положениях пакера. Площади поперечного сечения канала 30 ПК27и канала 25 кожуха 24 равны площади поперечною сечения ЦК 3. При закачивании жидкости в колонну труб избыточное давление передается в полость 20 цилиндра 17 под поршень 21. Плашки 14 выдвигаются до сцепления со стенками скважины, и посадкой веса колонны труб производятся деформация манжет 6 и 7 и перекрытие ствола скважины. При сжатии манжет 6 и 7 ствол перемещается и канал 30 ПК 27 совмещается с ЦК 3 и каналом 25 кожуха 24, через которые производится закачивание различных тампонажных смесей в подпакерное пространство скважины. 7 ил. СП с о о о а vi со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s E 21 B33/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

k (21) 4737170/03 (22) 15,09.89 (46) 07,12,91, Бюл.¹45 (71) Государственное Альметьевское управление буровых работ Производственного объединения "Татнефть" и Всесоюзный научно-исследовательский институт буровой техники (72) П.Г.Пугин, Т.Н.Бикчурин, Б.M,Êóðo÷êèí и P.Х.Факткуллин (53) 622.245.4 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР № 588345, кл, Е 21 В 33/12, 1973, Авторское свидетельство СССР № 1514905, кл, Е 21 В 33/12, 1987. (54) ПАКЕ Р (57) Изобретение относится к нефтедобывающей ором-сти и предназначено для изоляции затрубного пространства от эоны поглощения и закачивания в нее наполнителя в процессе бурения скважины. Цель изобретения — повышение надежности па-. кара в работе за счет исключения возможности образования застойной эоны в центральном канале (ЦК) его ствола из-за скопления крупноразмерного и волокнистого наполнителя. На стволе 1 пакера с ЦК

З,радиальным каналом 4 и штуцерным наконечником (ШН) 5 установлен подвижно секИзобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к устройствам для изоляции затрубного пространства от зоны поглощения и эакачивания в него наполнителя в процессе бурения скважины, Цель изобретения — повышение надежности пакера. в работе за счет исключения

„„5U„„ 1б96673 Al ционный уплотнительный элемент иэ манжет 6 и 7 и кольца 8. Под ним размещены якорный узел с корпусом 9 и плашками 14, соединенными тягами 15 с обоймой 16, и узел гидропривода с цилиндром 17 и подпружиненным поршнем 21, Полость 20 под поршнем гидравлически связана с ЦК 3. С цилиндром 17 жестко связан кожух 24 с îñåвым каналом 25, пазами 40 и кольцевым упором 38. На Ш Н 5 установлен поворотный кран (ПК) 27 со сферической поверхностью

28, проходным каналом 30, пружинами кручения и выступом 29, взаимодействующим с кольцевым упором 38 и осевыми пазами 40 кожуха 24 в исходном и рабочем положениях пакера. Площади поперечного сечения канала 30 ПК 27 и канала 25 кожуха 24 равны площади поперечного сечения ЦК 3. При эакачивании жидкости в колонну труб избыточное давление передается в полость 20 цилиндра 17 под поршень 21. Плашки 14 выдвигаются до сцепления со стенками скважины, и посадкой веса колонны труб производятся деформация манжет 6 и 7 и перекрытие ствола скважины. При сжатии манжет 6 и 7 ствол перемещается и канал 30

ПК 27 совмещается с ЦК 3 и каналом 25 кожуха 24, через которые производится эакачивание различных тампонажных смесей в подпакерное пространство скважины. 7 ил. возможности образования застойной эоны в центральном канале его ствола иэ-эа скопления крупноразмерного и волокнистого наполнителя.

На фиг.1 представлен пакер; на фиг.2— сечение А — А на фиг.1; на фиг.3 — сечение Б — Б на фиг.1; на фиг.4 — сечение  — В на фиг.1; на фиг,5 представлен пакер в рабо30

50 чем положении; на фиг,б- сечение à — Г на фиг.5; на фиг,7 — сечение Д вЂ” Д на фиг,б.

Пакер содержит ствол 1 с переводником

2, центральным и радиальным каналами 3 и

4 и штуцерным наконечником 5 на его нижнем конце, установленный подвижно на стволе 1 секционный уплотнительный элемент из манжет 6 и 7 и разделительного кольца 8, размещенные под ними якорный узел . включающий корпус 9 с радиальными окнами 10 и осевыми прорезями 11, конусными пазами 12 с канавками 13 и установленные в них конусные плашки 14, соединенные тягами 15 с обоймой 16, узел гидропривода, включающий соединенный жестко с корпусом 9 якорного узла цилиндр

17 с окнами 18 и уплотнительным кольцом

19, полость 20 которо о гидравлически связана в исходном поло>кении с центральным каналом 3 ствола 1 через его радиальный канал 4 и размещенный в цилиндре 17 поршень 21 с манжетой 22 и пружиной 23, cоединенный с обоймой 16, связанной жестко с цилиндром 17 и установленный на штуцерном наконечнике 5 кожух 24 с осевым каналом 25 и размещенный в штуцерном наконечнике 5 с радиальным окном 26 поворотный кран 27 со сферической наружной поверхностью 28, выступом 29 и цилиндрическим проходным каналом 30, площадь поперечного сечения которого равна площадям поперечного сечения центрального и осевого каналов 3 и 25 ствола 1 и кожуха 24, Цилиндр 17 выполнен с внутренней кольцевой проточкой 31 и упором 32 под обойму 16, Поворотный кран 27 с помощью осей 33 и ушков 34 закреплен на штуцерном наконечнике 5, Для управления работой поворотного крана 27 на его осях ЗЗ установлены поворотные пружины 35 и Зб, а в кожухе 24 выполнены радиальное окно 37 и упор 38 для взаимодействия с выступом 29 поворотного крана 27 в исходном положении. Кроме того, кожух 24 имеет окна 39, а также осевые пазы 40 для взаимодействия со сферической наружной поверхностью 28 поворотного клапана 27.

Пакер работает следующим образом.

На колонне бурильных труб пакер опускают в скважину до заданной глубины. Н колонну труб нагнетают буровой раствор, Перед радиальным окном 26 штуцерного наконечника 5 возникает перепад давления, который передается через каналы 4 в полость 20 цилиндра 17 и .поршень 21 с манжетой 22 и обоймой 16, сжимая пружину

23, поднимается и выдвигает плашки 14 до упора к стенке скважины 41, При посадке инструмента вес пакера и часть веса инструмента передается на манжеты 6 и 7, Затем закачку раствора прекращают и доводят нагрузку до максимальной расчетной величины. Сжатие уплотнительных манжет 6 и 7 сопровождается перемещением ствола 1 пакера в нижнее положение, при котором полость 20 гидроцилиндра 17 герметизируется уплотнительным кольцом 19, а поворотный кран 27 эа счет упора его выступа 29 в упор 38 кожуха 24 совершает вращательное движение вокруг осей 33, закручивая пружины 35 и 36, с углом поворота на 90 и сообщает центральный канал 3 ствола 1 пакера и бурильных труб с подпакерной зоной

42 через осевой канал 25 кожуха 24. Для проверки герметичности разобщения эатрубного пространства в бурильные трубы нагнетают продавочную жидкость: если перелива из скважины не наблюдается или уровень жидкости R затрубном пространстве не повышается. значит пакер надежно перекрыл зону поглощения от остальной части ствола скважины, Убедившись в герметичности установки пакера, в зону поглощения закачивают тампонирующую смесь, причем прямоточный центральный канал 3 в стволе 1 пакера позволяет применять высокоэффективные бы-. стросхва-.ывающие смеси с высоким содержанием крупноразмерных и волокнистых наполнителей. После закачки смеси в скважину смесь продавливают в зону поглощения расчетным количеством продавочной жидкости и выдерживают до схватывания.

Съем пакера осуществляется подъемом бурильных труб, при этом осевая нагрузка с манжет 6 и 7 снимается и они принимают первоначальную форму. а пружина 23 возвращает обойму 16 с плашками 14 и поршнем 21 в исходное положение, при этом корпус 9 якорного узла с кожухом 24 опускается до упора в штуцерный наконечник 5, а пружины 35 и Зб кручения, раскручиваясь, поворачивают кран 27 в исходное положение, перекрывая центральный канал 3 ствола 1 пакера и бурильных труб.

Техническим преимуществом предложенного пакера по сравнению с прототипом является то, что он имеет равнопроходной с бурильными трубами внутренний канал пакера относительно оси скважины, что позволяет применять крупнораэмерные и волокнистые наполнители, исключая возможность образования в проходном канале застойной зоны, а также многократно использовать пакер за один спуск инструмента.

Формула изобретения

Пакер, содержащий ствол с переводником, центральным и радиальным каналами и штуцерным наконечником на его нижнем

1696573

9

12

9

51

27

1б

f7 конце, установленные подвижно на стволе секционный уплотнительный элемент и размещенные под, ним якорный узел с корпусом и коническими плашками, соединенными тягами с обоймой, узел гидропривода с цилиндром и подпружиненным поршнем, гидравлически связанным с центральным каналом с вола, и жестко связанный с цилиндром кожух с осевым каналом, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности его в работе за счет исключения воэможности образования застойной эоны в центральном канале ствола пакера иэ-эа скопления крупноразмерного и волокнистого наполнителя, на штуцерном наконечнике ствола установлен поворот11

18

1б

17

21

1У

lS

Х

2б

N т7

58

24

4д

2S ный кран со сферической наружной поверхностью, цилиндрическим проходным каналом, пружинами кручения и выступом, в осевом канале кожуха выполнены кольце5 вой упор и продольные пазы с возможностью обеспечения взаимодействия их соответственно с выступом и наружной поверхностью поворотного крана, фиксации его в исходном положении и совмещения

10 его проходного канала с центральным и осевым каналами ствола и кожуха в рабочем положении, при этом площади поперечного сечения проходного канала поворотного клапана и осевого канала кожуха равны пло15 щади поперечного сечения центрального канала ствола, 3696673

1696673

?7

И

Фиг, 1

Составитель Л. Фарукшин

Редактор Г. Наджарян Техред M.Moðãåíòàë Корректор И. Муска

Заказ 4286 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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