Пакер для бурильной колонны Советский патент 1984 года по МПК E21B33/12 

Изобретение относится к устройствам для разобщения в стволе скважины промывочных жидкостей при бурении разведочных скважин. Известен пакер, содержащий эластичную манжету, образующую с колонной труб полость, связанную с внутритрубным пространством, наружная часть которой заполнена пластичным веществом 1. Однако данный пакер не является многоразовым и не может быть использован для герметизации при бурении. Известен пакер для бурильной колонны, содержащий установленную на колонне труб эластичную манжету, образованную закрепленной на ней плотной щеткой из гибких элементов (2. Однако известный пакер не обеспечивает надежной работы при разобщении промывочных жидкостей при его установке на бурильную колонну. Кроме того, он недостаточно герметизирует скважину, вследствие того, что небольшие углубления в стенке скважины не заполняются материалом манжеты. В результате этого через неуплотняе1у1ые углубления в скважине частицы шлама из полости скважины над пакером попадают в полость скважины под пакером и искажают информацию о составе разбуриваемых пород. Цель изобретения - повышение надежности работы пакера. Поставленная цель достигается тем, что в пакере для бурильной колонны, содержащем установленную на колонне труб эластичную манжету, образованную закрепленной на ней плотной щеткой из гибких элементов, манжета образует с колонной труб камеру, связанную с внутритрубным пространством, торцы ее выполнены в виде плоских дисков, а гибкие элементы щетки загнуты в сторону, противоположную направлению вращения бурильной колонны. На фиг. 1 изображен пакер в нерабочем положении; на фиг. 2 - то же, при бурении скважины; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1. Пакер содержит эластичную манжету 1, образующую с наружной колонной 2 герметичную полость 3, связанную через отверстия 4 с внутренней полостью 5 колонны и источником давления (не показан). Манжета 1 выполнена в виде двух плоских дисков 6 и 7, разделенных цилиндром 8, образующим с ними внутреннюю полость 3, связанную с источником давления, и наружную полость 9, заполненную плотной щеткой 10 (щетка может быть выполнена из щетины), закрепленной концами в наружной поверхности цилиндра 8. Щетина сформирована в виде дуг 11 окружностей, загнутых в сторону, противоположную направлению вращения бурильной колонны. Промывочная жидкость (вода) подается на забой через отверстия 12, а выбуренная порода - через внутреннюю колонну 13. Пакер работает следующим образом. В нерабочем положении пакера давление жидкости на манжету отсутствует, при этом диаметр дисков максимальный, равный номинальному диаметру скважины. При подаче давления жидкости цилиндр 8 приобретает выпуклую (бочкообразную) форму, а диски б и 7 приобретают форму конусов. Диаметр манжеты значительно, увеличивается и она заполняет все неровности стенки скважины. Поскольку материал щетки - щетина (твердая резина и пластмасса) обладает большой упругостью, давление на стенку она передает минимальное. При вращении колонны верхний диск 7, имеющий форму конуса, создает в зоне пакера циркуляцию жидкости вверх, пред(Угвращая тем самым оседание твердых частиц в зоне пакера и их проникновение в полость скважины под пакером. Вследствие центробежных сил дуги щетины распределяются и заполняют все неровности в стенке скважины. Поскольку площадь контакта манжеты со стенкой скважины большая, а давление ее на стенки скважины незначительное она хорошо герметизирует скважину при практическом отсутствии износа ее. Использование манжеты не приводит к разрушению стенок скважины. Нижний диск 6 под действием давления принимает форму конуса, благодаря чему он отбрасывает жидкость от пакера к породоразрушающему инструменту. В результате создаются более благоприятные условия для герметизации скважины. При отсутствии давления жидкости диски 6 и 7 становятся плоскими. Диаметр их увеличивается. Уплотнение скважины осуществляется дисками, которые обладают большей жесткостью, и щеткой. Твердые частицы в верхней полости скважины оседают на верхнем диске, а щетка препятствуте перетоку жидкости из верхней полости в нижнюю через углубление в стенке скважины. Поскольку перепад давлений жидкостей в полостях скважины над пакером и под ним незначительный, щетка вместе с дисками вполне обеспечивает разобщение промывочных жидкостей, Предлагаемый пакер прост по консгрукции и в эксплуатации, в достаточной степени герметизирует стенки скважины при значительно большем сроке службы. Для него неопасны твердые острые кромки породы на стенках скважины, губительно действующие на известные конструкции пакера.

ПАКЕР ДЛЯ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ, содержащий установленную на колонне труб эластичную манжету, образованную закрепленной на ней плотной щеткой из гибких элементов, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы, манжета образует с колонной труб камеру, связанную с внутритрубным пространством, торцы ее выполнены в виде плоских дисков, а гибкие элементы щетки загнуты в сторону, противоположную направлению вращения бурильной колонны. (Л со to

11

8

ui.3