Шаговый пакер

 

Изобретение относится к устройствам , (ля герметизации в процессе бурения колонной двойных бурильных труб. Цель - обеспечение многократной постановки пасера в скважине в процессе бурения без подъема бурового снаряда. Для этого корпус 1 фиксируют на шаге 9 фиксатором 3, юторый установлен в радиальных каналах орпуса и проточке 10 штанги, при этом толкатель 7 блокирует фиксатор, и уплотнительный элемент 4 установлен на корпусе 1 в свободном состоянии. Внутри штанги 9 установлена втулка 12 с верхним переводником 13 и нижним 14. телескопически связанным с патрубком, и центрирующие элементы 18, жестко связанные со штангой. При создании нагрузки штанга 9 перемещается в них, увлекая корпус 1 и фиксатор 3. происходит деформация уплотнительного элемента между верхней 5 и нижней 6 опорами , поскольку верхняя опора 5 жестко связана с корпусом, а нижняя 6 - с толкателем 7. При достижении фиксатором 3 проточки 8 толкателя 7 он выталкивается в проточку 8 и фиксирует уплотнительный элемент в сжатом состоянии. За счет сил трения пакер остается на месте в процессе бурения, а штанга вместе с втулкой и всем снарядом имеет возможность вращения и осевого перемещения. 3 ил. 00 00 о Ю 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕН-ЮЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (я)5 Е 21 8 33/12

1 лк

°

ЪФ

АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ к

21)-4876919/03

2) 10.09.90

6) 30.08,93. Бюл, М 32

71) Институт горногодела Севера СО АН СССР

72) С.М.Толкач

6) Авторское свидетельство СССР

724689, кл. Е 21 В 33/12, 1980.

Авторское свидетельство СССР

663386, кл. E 21,8 49/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР

956748, кл. Е 21 В 33/12, 1982.

4) ШАГОВЫЙ ПАКЕР

7) Изобретение относится к устройствам я герметизации в процессе бурения коонной двойных бурильных труб. Цель— беспечение многократной постановки паера в скважине в процессе бурения без одьема бурового снаряда. Для этого корус 1 фиксируют на шаге 9 фиксатором 3, оторый установлен в радиальных каналах орпуса и проточке 10 штанги, при этом

„„ Ы„„1837098 А1 толкатель 7 блокирует фиксатор, и уплотнительный элемент 4 установлен нэ корпусе 1 в свободном состоянии. Внутри штанги 9 установлена втулка 12 с верхним переводником 13 и нижним 14, телескопически связанным с патрубком, и центрирующие элементы 18, жестко связанные со штангой, При создании нагрузки штанга 9 перемещается в них, увлекая корпус 1 и фиксатор 3. происходит деформация уплотнительного элемента между верхней 5 и нижней 6 опорами, поскольку верхняя опора 5 жестко связана с корпусом, а нижняя 6 — с толкателем 7. При достижении фиксатором 3 проточки 8 толкателя 7 он выталкивается в проточку 8 и фиксирует уплотнительный элемент в сжатом состоянии. Зэ счет сил трения пакер остается на месте в процессе бурения, э штанга вместе с втулкой и всем снарядом имеет воэможность вращения и осевого перемещения. 3 ил.

1837098

Заявляемое изобретение относится к буровой технике, устройствам для уплотнения скважин, в частности для уплотнения скважин в процессе бурения колонной двойных бурильных труб. 5

Цель изобретения — обеспечение многократности постановки пакера в скважине в процессе бурения без подьема снаряда.

На фиг. 1 изображен пакер в транспортном положении; на фиг, 2 — сечение А-А на фиг. 1.

Шаговый пакер включает в себя полый корпус 1 с радиальными каналами 2, вкоторых установлен шаровый фиксатор 3, На корпусе установлен уплотнительный элемент 4, опирающийся на. верхнюю 5 и нижнюю 6 опоры, и толкатель 7, имеющий проточку 8 под фиксатор. Верхняя опора уплотнительного элемента жестко связана с корпусом пакера, а нижняя — с толкателем 20

7. Полая установочная штанга 9 имеет проточку 10 под фиксатор, на ее верхнем конце установлена компенсирующая втулка 11.

Внутри штанги концентрично установлен патрубок 12 с верхним 13 и нижним 14 передниками для соединения с колонной двойных бурильных труб. Верхний передник связан с патрубком жестко, а нижний — телескопически, верхняя поверхность его

15 в пределах соединения имеет форму ше- 30 стигранника (или шлицевого соединения), а нижний конец патрубка имеет ответную ей форму. Он может быть выполнен в виде шпинделя 16 жестко соединенным с патрубком, а для фиксации нижнего переводника на нем служат полукольца 17, Между штангой и патрубком размещены центрирующие элементы 18 жестко связанные со штангой, С помощью центраторов 19 на нижнем переводнике жестко установлена .упорная 40 втулка 20, телескопически связанная с нижним концом установочной штанги, При сборке снаряда во время его спуска в скважину пакер устанавливается в любом месте снаряда с учетом глубины его поста- 45 новки. При сборке компенсирующая втулка

11 входит в контакт с аналогичной компенсирующей втулкой на двойной бурильной трубе, за счет этого обеспечивается герметизация межтрубного пространства, по ко- 50 торому на забой .скважины подается промывочный агент,. а также выбираются (компенсируются) неточности изготовления резьбовых соединений верхнего переводника и двойной бурильной трубы. 55

B транспортном положении при спуске

s скважину или подьеме из скважины корпус пакера 1 фиксируется на установочной штанге 9 фиксатором 3, который взаимодействует с проточкой 10 на штанге и не дает перемещаться корпусу, при этом толкатель

7 блокируют фиксатор от- перемещения в радиальном направлении, а уплотнительный элемент 4 находится в свободном, ненапряженном состоянии, нижний переводник 14 под действием собственного веса и веса нижерасположенного снаряда смещен вниз относительно шпинделя 16.

Зазор между толкателем 7 и упорной втулкой 20 конструктивно выполнен минимальным, При постановке снаряда на забой толкатель 7 пакера входит в контакт с упорной втулкой 20. Под действием веса вышерасположенного снаряда или принудительно, при недостаточном его весе, установочная штанга 9 перемещается вниз. увлекая за собой через фиксатор 3 корпус пакера 1.

При смещении корпуса пакера относительно толкателя происходит деформация уплотнительного элемента 4 между верхней 5 и нижней 6 опорами, в результате чего уплотнительный элемент входит в контакт со стенками скважины и перекрывает затрубное пространство.. Во время этого процесса на фиксатор 3 деиствует усилие со стороны верхней стенки проточки 10 на штанге 9, горизонтальная составляющая этого усилия направлена в сторону толкателя 7.

По достижении фиксатором 3 проточки

8 толкателя 7 он выталкивается под действием указанной силы впроточку 8,,Установочная штанга 9 конструктивно выполнена таким образом, 4ТО после выталкивания фиксатора в проточку шпиндель имеет возможность сместиться вниз еще на некоторое расстояние так, чтобы проточка 10 на установочной штанге оказалась ниже фиксатора, а тело штанги блокировало фиксатор от радиального перемещения. Таким образом толкатель 7 оказывается зафиксированным относительно корпуса 1, а уплотнительный элемент 4 — в деформированном состоянии и плотном контакте со стенками скважины. При этом со стороны ynpyroro уплотнительного элемента на толкатель через нижнюю опору 6 действует вертикальная сила упругой деформации, которая на наклонной поверхности проточки 8 толкателя располагается на вертикальную и горизонтальную составляющие, последняя действует на фиксатор 3 и направлена в сторону установочной штанги 9.

Перемещаясь вниз, шпиндель 16 упирается в торец проточки 15 нижнего переводника 14 и передает осевое усилие на породоразрушающий инструмент, после чего возможен процесс углубления скважины.

Вращающий момент от станка на долото передается через патрубок 12 и установлен1837098

Фиг.2

Составитель С.Толкач

Техред M.Moðãåíòàë Корректор С.Пекарь редактор

Даказ 2856 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 н и на нем шпиндель 16 посредством шест гранного соединения 15 на нижний перев дник 14. Очистной агент, подаваемый на забой по межтрубному пространству, на забое скважины обогащается шламом, меняет направление движения и по внутренней т убе колонны двойных бурильных труб пос упает на поверхность. При этом пакер, аходясь в тесном контакте со стенки скважины, препятствует прохождению очистног агента в затрубное пространство. 3а счет с л трения между уплотнительным элемент м и стенками скважины пакер остается на дном месте, а установочная штанга вместе ср всем снарядом вращается и перемешивав1тся в осевом направлении, После углубления на длину установочой штанги или по окончании рейса снаряд риподнимается над забоем, нижний переодник 14 под действием собственного веса веса расположенного ниже снаряда смеается вниз и при совпадении проточки 10 а установочной штанге 9 с фиксатором 3 оследний под действием горизонтальной оставляющей силы упругой деформации плотнительного элемента перемещается в роточку 10, освобождая толкатель, котоый под действием вертикальной составлящей упомянутой силы перемещается вниз упругий элемент приобретает первоначальную форму и пакер переходит в транспортное положение и либо опускается вниз для поворотной установки, либо поднимается на поверхность.

5 Формула изобретения

Шаговый пакер, включающий полый корпус с радиальными каналами, установленный в радиальных каналах корпуса шаровой фиксатор, размещенные на корпусе

10 уплотнительный.элемент с верхней и ниж-. ней опорами и толкатель с проточкой под фиксатор и полую штангу, имеющую проточку под фиксатор, концентрично установленную внутри корпуса с возможностью

15 осевого перемещения и размещения ее проточки ниже шарового фиксатора, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью обеспечения многократной постановки его в скважине в процессе бурения без подъема бурового

20 снаряда, пакер снабжен концентрично установленным в полости штанги патрубком с верхним и телескопически связанным с патрубком нижним переводниками для соединения с колонной двойных бурильных труб

25 и центрирующими элементами, установленными в верхней части патрубка жестко связанными со штангой. при этом верхняя опора уплотнительного элемента жестко связана с корпусом, а нижняя опора — с

30 толкателем,