Устройство для разобщения ствола скважины Советский патент 1985 года по МПК E21B33/13 

Изобретение относится к бурению скважин различного натяжения, в час ности к устройствам для разобщения ствола скважины, и может преимущест венно использоваться для установки в скважине изолирующих пробок. Известно устройство для разобщения ствола скважины, включающее цилиндрический корпус, связанный переводником с колонной труб, поршн вой патрубок, верхний конец и нижни конус, образующий с патрубком камеру, гидравлически связанную с внут трубным пространством, шлипсовьй узел с промежуточным кольцом, уплот нительный элемент с нажимной втулко и фиксатором, при этом между корпусом и шлипсовым узлом установлена жестко соединенная с нижним конусом посадочная втулка, которая связана срезными элементами с верхним кольцом и промежуточным кольцом шлипСового узла, а на внутренней поверх ности корпуса выполнены направляющи ребра 1 }. Однако это устройство имеет слож ную конструкцию и требует больших затрат времени на удаление уплотнительного элемента. Наиболее близким к изобретению является устройство для разобщения ствола скважины, содержащее корпус, внутри которого находится поршень с толкателем, эластичный элемент, ftoмещенный снаружи корпуса, верхнюю и нижнюю опоры, стержень, расположе ный внутри эластичного элемента, жестко связанный с нижней опорой и выполненный в верхней части с нарезкой по наружной поверхности, цанги, помещенные на верхней опоре и взаимодействующие с нарезкой стержня С2. Однако известное устройство неудобно эксплуатировать, так как после проведения различного рода работ: гидрогеологических исследова ний, тампонирования под упдотнитель ным элементом, создания искусственной опоры для пластоиспытателей сверху устройства, необходимо нзвле последнее, в частности извлечь уплотнительный элемент, который без разбуривания извлечь невозможно. Ра буривание пакера довольно сложная и продолжительная операция, для осуществления которой необходимо иметь специальный буровой инструмент. Кро ме того, необходимо время как на спуско-подъемные операции, так и на само разбуривание. При разбуривании возможны случаи аварийных ситуаций, например прихват колонковой стружкой и др. Целью изобретения является повышение надежности работы устройства и облегчения извлечения его из скважины после окончания технологического цикла. Поставленная цель достигается тем, что устройство для разобщения ствола скважины, содержащее корпус, внутри которого находится поршень с толкателем, эластичный элемент, помещенный снаружи корпуса, верхнюю и нижнюю опоры, стержень, расположенный внутри эластичного , жестко связанный с нижней опорой и выполненный в верхней части с нарезкой по наружной поверхности, цанги, помещенные на верхней опоре и взаимодействующие с нарезкой стержня, снабжено диском, выполненным из материала с антифрикционными свойствами, помещенными между эластичным элементом и верхней опорой, выполненной с резьбой под ловильный инструмент, а толкатель установлен с возможностью взаимодействия с верхней опорой, причем стержень в верхней части связан с корпусом левым резьбовым соединением, нарезка выполнена в виде левой резьбы, имеющей момент на разъединение с цангами больший, чем момент на разъединение резьбового соединения стержня с корпусом. На фиг.1 изображено устройство, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1. Устройство содержит корпус 1, внутри которого находится поршень 2 с толкателем (или толкателями) 3, эластичньш элемент 4, помещенный снаружи корпуса 1, верхнкмо 5 и нижнюю 6 опоры эластичного элемента 4, стержень 7, расположенный внутри эластичного элемента 4, жестко связанный с нижней опорой 6 и выполненный в верхней части с нарезкой в виде левой резьбы 7с(, под цанги 8, помещенные на верхней опоре 5, кото- . рая дополнительно выполнена с резьбой 9 под ловильный инструмент. Кроме того, устройство снабжено диском 10, выполненным из материала с антифрикционными свойствами и помещенным между эластичным элементом и верхней опорой 5. Стержень в верхней части связан с корпусом, наприме опорой 11, имеющим левое резьбовое соединение 12. При этом момент на разъединение левого резьбового соеди нения 7 больше момента на разъедиыёние левого резьбового соединения 12 Момент на разъединение соединения (резьбового) определяют из следующег соотношения м (/3if) . где Р - усиление осевое, т.е. усилие сжатия упругого элемента; d - диаметр резьбы средний; f - угол подъема винтовой линии J3 угол трен.ия должно выполняться следующее услови (/S,+ p,) (). где d - диаметр резьбы средний; /5, - угол трения резьбы по цанг Pi подъема винтовой линии резьбы; 2 - диаметр резьбы средний; /Ь - угол трения резьбы; f, угол подъема винтовой линии резьбы. Устройство работает следующим . образом. Собранное на поверхности устройство опускают на колонне труб в скважину в необходимое место. После этого включением насоса на поверхности создают давление жидкости в надпоршневой полости корпуса 1, вследствие чего поршень 2 перемещает ся вниз и посредством толкателей 3 действует на верхнюю опору 5, которая через диск 10 деформирует эластичньй элемент 4, который прижимаетс своими наружными стенками к стенкам скважины, перекрывая последнкио. При этом цанги 8 перемещаются по левой резьбе 7 и фиксируются после окончания деформации эластичного элемента 4. Затем вращают бурильную колон ну, в результате чего происходит ра винчивание только по резьбе 12, так как момент на развинчивание по резь бе 12 меньше момента на развинчивание по резьбе 7. В результате корпу 1 с поршнем 2 и толкателями 3 отсоединяется от стержня 7 с опорами 5 и 6, цангами 8, антифрикционным диском 10 и эластичным элементом 4. При этом эластичный элемент 4 деформирован и, таким образом, прижат к стенкам скважины,надежно перекрывая ствол. Эластичный элемент 4 удерживается в деформированном состоянии посредством цанг 8, упирающихся в резьбу 7 стержня 7. При подъеме корпуса 1 поршень 2 смещается вниз и открывает отверстие для слива жидкости из колонны бурильных труб. При этом на поверхности регистрируется резкое падение давления промывочной жидкости, что сигнализирует об отсоединении корпуса 1 от стержня 7. После проведения в скважине гидрогеологических исследований или других работ извлекают на поверхность стержень 7 опорами 5 и 6, цангами 8, эластичным элементом 4 и антифрикционным диском 10. Для этого в скважину опускают специальный ловитель (не показан), выполненный в виде обычной трубы, прикрепленной верхним концом к колонне бурильных труб. На нижнем конце ловителя выполнена резьба, соответствующая резьбе 9 на верхней опоре 5. Затем вращением бурильной колонны ловитель навинчивают на резьбу 9 и после окончания навинчивания продолжают вращать бурильную колонну. В результате цанги 8, вращаясь по резьбе 7 стержня 7, поднимаются вверх и верхняя опора 5 разжимает эластичный элемент 4. Эластичный элемент 4 и стержень 7 удерживаются от вращения при развинчивании силами трения эластичного элемента 4 о стенки скважины. Антифрикционный диск 10 облегчает развинчивание. После снятия нагрузки с эластичного элемента 4 последний вместе со стержнем 7, верхней опорой 5 с цангами 8 и антифрикционным диском 10 поднимается на поверхность. Положительный эффект предлагаемого устройства по сравнению с известньм заключается в повышении удобств эксплуатации за счет уменьшения затрат времени на извлечение уплотнительного элемента, так как последний можно извлекать без разбуривания. Это, в свою очередь, повьш1ает производительность геологоразведочных работ.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗОБЩЕНИЯ СТВОЛА СКВАЖИНЫ, содержащее корпус, внутри которого находится поршень с толкателем, эластичный элемент, помещенный снаружи корпуса, верхнюю и нижнюю опоры, стержень, размещенньй внутри эластичного элемента, жестко связанный с нижней опорой и выполненный в верхней части с нарез кой по наружной поверхности, цанги, помещенные на верхней опоре и взаимодействующие с нарезкой стержня, о тличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства и облегчения извлечения его из скважины после окончания технологического цикла с помощью ловильного инструмента, устройство снабжено диском, выполненным из материала с антифрикционными свойствами, помещенными между эластичным элементом и верхней опорой, выполненной с резьбой под ловильной инструмент, а толкатель установлен с возможностью взаимодействия с верхней опорой, причем стержень в верхней части связан с корпусом левым резьбовым соединением, нарезка выполнена в виде левой резьбы, имеющей момент на разъединение с цангами больший, чем момент на разъединение резьбового соединения стержня с корпусом.