Пакерующее устройство скважинных приборов Советский патент 1984 года по МПК E21B47/10 

1 l.joupeTCHne относится к устройствам л 1я геофизических исследований нефтяных и гидрогеологических скважин, а именно к пакетирующим устройствам скважинных приборов.

Известно пакерующее устройство, содержащее корпус, подвижные и неподвижные втулки, соединенные пластинчатыми пру жинами, привод и эластичную оболочку 1.

Недостатком его является то, что оно рассчитано на применение в скважинах определенного диаметра и не может применяться в скважине, имеющей различные диаметры (необсаженные скважины, обсаженного диаметра, но с отложениями на стенках и др.). так как подвижная втулка жестко связана с выходным подвижным элементом привода, а .величина перемещения ее регулируется на поверхности с помощью пластинчатых пружин защемлены во втулках. При раскрытии пакера в скважине меньшего диаметра у концов заделки пружин образуется по два изгиба, в которых они ломаются из-за того, что радиус изгиба их получается меньше допустимого, при котором деформация пружин происходит еще в упругой области (без остаточных деформаций).

Маиболее близким к предлагаемому яв.яется пакетирующее устройство скважинных приборов, содержащее корпус, подвижную и неподвижную втулки, установленные на корпусе и соединенные пластинчатыми пружинами эластичную оболочку и привод 2.

Цель изобретения - повыщение надежности работы пакерующего устройства в счважинах различного диаметра.

Указанная цель достигается тем, что -акерующее устройство скважинных приборов, содержащее корпус, подвижную и неподвижную втулки, установленные на корусе и соединенные пластинчатыми пружинами, эластичную оболочку и привод, снаб чено размещенным концентрично относи ельно корпуса цилиндром и установленным усжду ним и корпусом поршне.м с уплотниге.ьными кольцами, при этом поршень жестко связан с подвижной втулкой, а цилиндр - с приводом, причем внутренняя поверхность концевой части цилиЕ1д,ра выполнена конической.

На фиг. I изображено пакерующее устройство в рабочем состоянии в сечении сква.v-4bi с .малым диа.метром, общ.ий вид; на ±1И1. 2 --- то же, с болыиим диаметром; па от. 3 - коническая часть цилиндра.

Предлагаемое пакетирующее устройство (фи-. 1 и 2) состоит из корпуса 1, имеюще 0 окна А для входа скважииного флюида в измерительный канал прибора, Б для сообщения полости пакера со скважиной и В для сообщения полости цилиндра со скважи-оч, подвижной 2 и неподвижной 3 втулок, соединенных щарнирно осями 4 с пластинчатыми пружинами 5 и установленных на корпусе 1. Поверх пружин установлена оболочка пакера 6 из эластичного материала. Концы оболочки закреплены на втулках 2 и 3. Один конец подвижной втулки 2 выполнен в виде поршня с канавками для установки кольца 7 из упругого материала, который установлен в цилиндре 8, жестко связанном с выходным подвижным элементом привода 9 пакерующего устройства.

0 Втулка 2 имеет окна Г для сообщения полости цилиндра 8 со скважиной. Для обеспечения постоянства усилия, передаваемого приводом подвижной втулке, внутренняя поверхность концевой части цилиндра 8 выполнена конической (фиг. 3). Для оконча5 тельного закрытия пакера на цилиндр навернута гайка 10, которая своим буртом перемещает втулку 2. Угол конуса должен быть таким, чтобы обеспечивалось равенство сил трения покоя (до начала относительного движения порщня втулки и цилинд0 ра) и трения движения при относительном движении порщня втулки и цилиндра, необходимое для того, чтобы исключить перемещение порщня втулки под действием упругих сил пластинчатых пружин. Выполнение

- внутренней поверхности цилиндра конической позволяет изменять контактное давление и площадь контакта (увеличивать) таким образом, что несмотря на уменьщение коэффициента трения (коэффициент трения покоя всегда больще коэффициента трения

Q движен-ия) сила трения остается неизменной.

Этого эффекта можно добиться также, если выполнить обработку концевой части цилиндра с меньщей щероховатостью, 5 чем на остальной длине цилиндра. Сила трения должна быть меньще суммарной силы пластинчатых пружин при изгибе их с наименьщим допустимым радиусом изгиба.

Пакерующее устройство работает сле дующим образом.

Привод регулируется на раскрытие в скважине «аибольщего диаметра.

При включении привода на раскрытие пакерующего устройства ци.линдр 8, жестко

связанный с выходным подвижным элементом привода 9, перемещается вверх. Пока пластинчатые пружины 5 не касаются стенки скважины 11 сила трения между цилиндром 8 и кольцом 7 больше упругой силы пружин 5, поэтому подвижная втулка 2 также

перемещается вверх, а пружины 5 выгибаются к стенке скважины.

После того, как пружины прижимаются вместе с эластичной оболочкой 6 к стенке скважины их жесткость возрастает. Если диаметр скважины больщой, то изгиб пружин у заделки происходит с радиусом, больщим минимально допустимого (фиг. 2), поэтому упругая сила их меньще силы трения в паре трения скольжением и относительно

ПАКЕРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО СКВАЖИННЫХ ПРИБОРОВ, содержащее корпус, подвижную и неподвижную втулки, установленные на корпусе и соединенные пластинчатыми пружинами, эластичную оболочку и привод, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы его в скважинах различного диаметра, оно снабжено размещенным концентрично относительно корпуса цилиндром и установленным между ним и корпусом порщнем с уплотнительными кольцами, при этом поршень жестко связан с подвижной втулкой, а цилиндр - с приводом, причем внутренняя поверхность концевой части цилиндра выполнена конической. (Л 00 4 4 00 ю