Устройство для изоляции опробуемых интервалов скважин Советский патент 1983 года по МПК E21B33/12 

4

да 1

ел Изобретение относится к оборудованию для проведения гидрогеологических исследований скважины при про ведении опытных нагнетаний и измерений напоров подземных вод. Известно устройство для изоляции опробуемых интервалов скважин, основ ной частью которого .является уплотни тельиый элемент, расширяемый путем нагнетания в него, .воды или воздуха 1. .... Недостатком этого устройства является быстрый выход из строя уплотнительного элемента при спускоподъем ных операциях. Известно также устройство.для гер метизации кольцевого пространства скважины, устанавливаемое в скважине с помощью конуса с плашками. Уплотнительный элемент.устройства сжимает ся с помощью гидроцилиндра, а его фиксация осуществляется за счет насечки на внутренней поверхности стопорного элемента Г2. Недостатком устройства является необходимость постоянной закачки жид кости через него для сообщения полос ти колонны труб с интервалом скважины под устройством, что не позволяет использовать его для гидрогеологических исследований, Известно также устройство для изо ляции интервалов скважин, спускаемое .в скважину на трУбах и включающее секционный уплотнительный элемент, цилиндр с поршнем, жестко соединенны с полым штоком, выполненным с радиальным отверстием, толкатель, установленный на нижнем конце штока, и .установочный патрубок для соединения с колонной труб 3, Для приведения устрой.ства в дейст вие необходимо перекрывать его центральный канал специальным клапаном, спускаемым через колонну труб. Для обеспечения сообщения колонны труб с интервалом скважины ниже устройства клапан необходимо поднять на поверхность. Следовательно, применение ука занного .устройства связано с необходимостью проведения дополнительных работ по спуску и извлечению клапана что приведет к увеличению объема работ при его использовании для гидрогеологических исследований скважин. Целью изобретения является снижение трудоемкости работ по установке устройства при гидрогеологических исследованиях скважин с использованием изолирующих устройств. Поставленная цель достигается тем что в устройстве для изоляции опробу емых интервалов скважин, включакадем корпус, секционный уплотнительный элемент, цилиндр с поршнем, жестко соединенным с полым штоком, выполнен ным с радиальным отверстием, толкатель, установленный на нижнем коние штока, установочный патрубок, соединенный с колонной труб, цилиндр размещен внутри корпуса, который снабжен зацелкаьФ, а полый шток выполнен с кольцевым выступом для взаимодействия с защелками- и связан внутренним шлиг цевым соединением с установочным патрубком, расположенным внутри штока и подпружиненным относительно него, причем цилиндр имеет радиальныеотверстия выше поршня для сообщения колонны труб с интервс1лом скважин под устройством через отверстие в установочном патрубке при крайнем его верхнем положении. На фиг.1 показано устройство, при его спуске в скважину,- на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - устройство в рабочем положении в скважине. .Устройство содержит .корпус 1 и уплотнительный элемент с эластичными . кольцами 2, разделенными жесткими прокладками 3. Внутри корпуса 1 на его крышке .4 установлен цилиндр 5 с поршнем 6, жестко соединенньом с полым штоком 7. Полый шток 7 снабжен выступом 8, установленным с возможностью взаимодействия с пружинными защелками 9 на стенках корпуса 1, и заканчивается внизу - круглой головкой 10 с кольцевой выемкой 11, в которой закреплен толкатель 12 с -возможностью вращения относительно полого штока 7. Толкатель 12 выполнен в виде крестовины, концы которой заведены в продольные вырезы 13 в стенках корпуса 1 и уд.ерживают на себе эластичные кольца 2 и жесткие прокладки 3. В полый шток 7 вставлен проходящий через крышку 4 корпуса .1 и цоршень б установочный патрубок 14, снабженный в нижней части головкой 15 с выступами 16, входящшли в продольные пазы 17 на стенкс1х полого штока 7, ив верхней части - упором 18, отделяемым от крышки 4 корпуса 1 прокладкой 19, и переводником 20 под трубы 21. Между ; головкой 15 и поршнем 16.на установочный патрубок 14 надета упорная пружина 22. в стенках цилиндра 5, полого штока 7 и установочного патрубка 14 выполнены радиальные отверстия 23-26 для пропуска нагнетаемой воды .из колонны труб 21 под поршень 6 при установке устройства в скважине 27 и обеспечения гидравлической связи между внутренним пространством 28, труб 21 и опробуеглым интервалом 29 при гидрогеологических исследованиях. В местах прохода установочного патрубка 14 через крышку 4 корпуса 1 и через поршень бив месте прохода полого штока 7 через нижнюю крышку 30 цилиндра 5 установлены сальниковые уплотнители 31. -Устройство (фиг.1-4) работает следующим образом.

Спуск устройства к месту установки осуществляется на колонне труб 21, с которой оно соединяется .с помощью переводника 20. В колонну труб 21 с помощью бурового насоса полается вода, которая сначала поступает в установочный патрубок 14, затем чере з радиальное отверстие 25 - в полый шток 7, а оттуда через paдиaльнJDe отверстие 26 - в пространство дилиндра 5 под поршнем 6. Выходу радиалького отверстия 25 и.з внутреннего-пространства полого штока 7 до начала подачи воды в полый шток препятствует упорная пружина 22. При подаче воды в пространство цилиндра 5 прд поршень 6 в указанном пространстве возникает избыточное давление, под воздействием которогопоршень 6 перемещается вверх, увлекая за собой полый шток 7 с толкателем 12. Толкатель 12, двигаясь вверх, сжимает, эластичные кольца 2, а перемещению вверх корпу.са 1 препятствует упор 18. При проходе выступа 8 выше пружинных защелок 9 происходит фиксация эластичных колец 2 в сжатом состоянии, при этом кольца плотно перекрывают пространство между корпусом 1 и стенками скважины 27. О входе выступа 8 в зацепление с защелками 9 свидетельствует , падение давления воды на манометре бурового насоса, которое имеет место при поднятии нижнего края поршня 6 выше радиального отверстия 24,после чего подачу воды в трубы прекращают. Для проведения гидрогеологических исследований (опытных нагнетаний и измерений напора подземных вод )в изолированном интервале 29 скважины 27 должна быть обеспечена

гидравлическая связь между указанным интервалом и внутренним пространством 28 колонны труб 21. С этой целью после входа выступа 8 в зацепление с защелками 9 производят без вращения подъем колонны труб 21 до тех пор, пока выступы 16 головки 15 установочного патрубка 1.4 не упрутся. в окончание продольных пазов 17 полого штока 7. При этом радиальное отверстие 25 установочного патрубка 14 окажется в пространстве между крышко 4 корпуса 1 и поршнем 6 и гидравлическая связь между опробуемым интерв.алом 29 t-и. внутренним пространством 28 труб 21 осуществляется через отверстия 25 и 23-и через открытую нижнюю -часть корпуса 1. По окончании гидрогеологических исследований в интервале 29 производят путем медленного вращения колонны труб 21 по часо.вой стрелке поворот установочного патрубка 14 на .. Вместе с установочным патрубком 14 за счет взаимодействия выс.тупов 16 головки -15 с продольными пазами.17 на тот же угол поворачивается и полый шток 7. При .этом выступ 8 выходит из зацепления с защелками 9, в результате чего

. эласт.ичные кольца 2 освобождаются от сжатия, обеспечивая такрм образом, извлечение устройства из скважины при

.подъеме колонны труб 21.

Экономический эффект от использования предложенногб устройства заключается в сокращени.и объема работ по изоляции, опробуемых интервалов и проведении гидрогеологических исследовдний в скважинах с целью определения условий безопасной выемки угля под водными объектами и их охраны.

6-&

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗОЛЯЩШ ОПРОБУЕМЫХ ИНТЕРВАЛОВ СКВАЖИН, вклю-. чающее корпус, секционный уплотнитель ный элемент, цилиндр с поршнем, жестко соединенным с полым штоком. выполненным с радиальным отверстием, толкатель, установленный на нижнем конце штока, установочный патрубок, соединенный с колонной труб, от-, л и ч а ю щ е е с я тем, что,,с целью снижения трудоемкости работ по установке устройства при гидрогеологических исследованиях скважин, ци.линдр размещен внутри корпуса, который снабжен защелками, а полый шток выполнен с кольцевым выступом для взаимодействия с защелками и связан внутреннигл шлицевым соединением с установочным патрубком, расположенным внутри штока и подпружиненным отноi сительно него,, причем цидиндр .имеет радиальные отверстия выше поршня для SS сообщения колонны труб с интервалом сл скважин под устройством через отверстие в установочном патрубке при крайнем е го верхнем положении.