Пакерное устройство для цементирования скважины Советский патент 1985 года по МПК E21B33/12 E21B33/14 

4i

о: , 1 Изобретение относится к бурению гидрогеологических скважин, а именно к пакерным устройствам для изоляции пластов при их креплении путем спуска и цементирования обсадных колонн. Известно пакерное устройство для цементирования обсадных колонн с опо рой на забой скважины, включакщее корпус с циркуляционными каналами, уплотнительный элемен, верхнюю, и нижнюю опоры PJ . Однако устройство не обеспечивает проведение цементирования обсадной : колонны выше места его установки после осуществления пакеровки. Известно пакерное устройство для цементирования скважины, устанавливаемое на башмаке обсадной колонны с возможностью опоры на забой, включающее корпус и установленный на нем кожух, снабженные циркуляционными каналами, уплотнительньй элемент, верхнюю и нижнюю опоры, хвостовик и обратный клапан 21 . Устройство предназначено для це ментирования скважины вьше пакера,для чего используются сбрасываемые с поверхности в обсадную колонну пробкаотсекатель и специальная пробка, име кицая ловильную головку в верхней час ти и цшипсовое устройство в нижней. Недостатком известного пакерного устройства является То, что его невозможно использовать при креплении . гидрогеологических скважин, когда не обходимо удаление деталей пакера и хвостовика из ствола скважины для обеспечения его цервоначального диаметра ниже башмака обсадной колонны после ее цементирования, Цель изобретения - освобождение интервала ствола гидрогеологической скважины ниже башмака обсадной колон ны от деталей пакера после ее цементирования . Поставленная цель достигается тем что пакерное устройство для цементирования скважины, устанавливаемое на башмаке обсадной колонны с возможнос тью опоры на забой, включающее Kopny и установленный на нем кожух, снабженные циркуляционными каналами, уплотнительный элемент, верхнюю и нижнюю опоры, хвостовик и обратный клапан, снабжено штоком, соединенным с хвостовиком и установленным на верхней опоре с возможностью осевого пеоем|ещения вверх относительно послед132ней, а верхняя и нижняя опоры соединены соответственйо с кожухом и штоком срезными элементами, причем шток в верхней частивыполнен с резьбой и имеет диаметр не менее диаметра хвостовика. На чертеже представлено пакерное устройство в транспортном положении. Пакерное устройство включает шток 1, на котором размещены верхний опорный фланец 2, нижний опорный фланец 3 и уплотнительный элемент 4. Верхний опорный фланец 2 посредством срезных элементов 5 соединен с кожуХом 6, жестко закрепленным верхней своей частью на корпусе 7 и образующим с ним кольцевой зазор 8. Нижний опорный фланец 3 при помощи срезного элемента 9 соединен со штоком 1, с которым в нижней его части соединен хвостовик 10, опиранщийся на забой скважины. При этом диаметр штока выбирают не меньшим, чем диаметр хвостовика. В верхней своей части шток 1 снабжен наружной резьбой 11, например, конической формы, а также кольцом 12, посредством которого он опирается на верхний опорный фланец 2. Наружная резьба 11 штока 1 при подготовке устройства к работе покрывается толстым слоем густой смазки, инертной по отношению к цементному или глинистому раствору, например солидолом. В корпусе 7 выполнены каналы 13 и 14, в кожухе 6 выполнены каналы 15и 16, а также установлен обратньй клапан 17 для осуществления цементирования обсадной колонны вьш1е пакерного устройства. При этом циркуляционные каналы 13 и 14 на корпусе 7 располагаются выше, чем каналы 15 и 16на кожухе 6. Устройство работает следующим образом. В скважину, заполненную глинистым раствором, спускают колонну обсадных труб с пакерным устройством на ее башмаке. При этом обсадные трубы доливаются глинистым раствором. При упоре хвостовика 10 на забой скважины осуществляют разгрузку обсадной колонны, под действием веса которой верхний опорньй фланец перемещается вниз, сжимая уплотнительньй элемент 4 до опоры его о стенки скважины. Обеспечив герметичную изоляцию подпакерного пространства, приступают к закачке цементного раствора в ... 31 колонну обсадных труб. При этом глинистый раствор через каналы 13 и 14 в корпусе 7 поступает в кольцевой зазор 8 и через каналы 15 и 16 в кожухе 6 - в атрубное пространство скважины. По достижении цементным раствором каналов 13 и 14, он также через кольцевой зазор. 8 и каналы 15 и 16 движется вверх между стенками скважины и наружной поверхностью обсадной колонны до заданной глубины, после чег скважину оставляют на время ожиданий затвердевания цемента. При этом в корпусе 7 над каналами 13 и 14 образуется цементный камень, а в пространстве между верхним опорным фланце 2 и каналами 13 и 14 сохраняется гли нистьй раствор. Далее осуществляют разбуривание цементного стакана, образовавшегося в корпусе 7 над каналами 13 и 14, фрезерным кольцевым колонковым снарядом, спускаемым на бурильном инструменте. Снаряд включает составную колонковую трубу, верхняя и нижняя части которой соединены проходным колоколом, кольцевую фрезу и переводник на бурильные трубы, присоединенные соответственно к нижнему и верхнему концам колонковой трубы. Нижняя часть колонковой трубы по длине меньше, чем выход штока в поЛость обсадной колонны. Проходной колокол выполнен с резьбой, соответствующей наружной конусной резьбе на верхнем конце штока. Размеры снаряда по диаметрам выбирают с учетом возможности работы в обсадной колонне и накрытия колонковой трубой штока t. Окончание разбуривания цементного стакана и провал снаряда в полость 134 устройства отмечается по индикатору веса. Затем допускают снаряд и, при необходимости, разбуривают кольцевой фрезой обломки обратного клапана. Разбуривание вьтолняют с промывкой и расхаживанием или вращением колонкового снаряда. Неразбуренные куски цементного камня и обломки обратного клапана, оказавшиеся на торце штока 1, при накрытии колонковой трубой собираются в верхней ее части. Навора- чивание колокола на резьбу штока выполняют поворотом бурильного инструмента с контролем р.оста нагрузки по индикатору веса. Затем натяжкой бурзильного инструмента разрушают срезной элемент 9, в результате чего шток 1и соединенный с ним хвостовик 10 поднимаются во внутренний канал обсадной колонны, а нижний опорный фланец 3 и уплотнительный элемент 4 па- да1бт на забой скважины. Подняв хвостовик 10 над опорным фланцем 2 на 1-2 м, осуществляют его сброс. При этом он ударяет сверху по опорному фланцу 2, разрушает срезные элементы 5, в результате чего опорный фланец 2также падает на забой скважины. После этого хвостовик 10 со штоком 1 поднимаются из скважины. I Технико-экономический эффект от использования предлагаемого устройства заключается в обеспечении первоначального диаметра скважины ниже башмака обсадной колонны после ее манжетного цементирования путем удаления деталей пакера и хвостовика из скважины и исключения тем самым возникгговения осложнений при проведении в ней дальнейших рпбот.

ПАКЕРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СКВАЖИНЫ, устанавливаемое на башмаке обсадной колонны с возможностью опоры на забой, включающее корпус и установленный на нем кожух, снабженные циркуляционными каналами, уплотнительный элемент, верхнюю и нижнюю опоры, хвостовик и обратный клапан, отличающееся тем, что, с целью освобождения интервала ствола гидрогеологической скважины ниже башмака обсадной колонны от деталей пакера после ее цементирования, снабжено штоком, соединенным с хвостовиком и установленным наверхней опоре с возможностью осевого перемещения вверх относительно последней, а верхняя и нижняя опоры соединены соответственно с кожухом и штоком срезными элементами, причем шток в верхней части вьтолнен (Л с резьбой и имеет диаметр не менее диаметра хвостовика.