Разбуриваемый пакер Советский патент 1986 года по МПК E21B33/12 

Изобретение относится к области бурения скважин и может быть использовано для тампонажа пересекаемых скважиной зон поглощения промывочного раствора с помощью пакеров.

Цель изобретения - повьппение надежности работы и качества тампонаж- ных работ за счет автоматического открытия канала ствола только на время - закачивания жидкости в подпакер- ное пространство.

На чертеже изображен пакер, вертикальный разрез.

Неразбуриваемая постановочная часть пакера выполнена в виде гидроцилиндра, состоящего из корпуса 1, в отверстие крышки 2 которого введен входной патрубок 3, на который навинчен переводник 4 для соединения ;паке ра с бурильной колонной 5. С крышкой 2 патрубок 3 образует подвижное шлицевое соединение. Подвижность патрубка 3 в крышке 2 ограничена длиной шлица 6 на патрубке 3 от упорног кольца 7,до переводника 4.

Канал 8 патрубка 3 заканчивается выходными радиальными отверстиями 9, ниже коте;.-ых продолжением патрубка 3 является его глухой хвостовик 10. Патрубок 3 окружен кольцевым поршнем 11, к которому снизу прикреплена перфорированная втулка 12 с отверс- тиями 13 в ее стенке.

Корпус 1 гидроцилиндра посредством левой резьбы 14 соединен с разбуриваемой пакерной пробкой, корпус которой выполнен в виде катушки с верх- ним фланцем 15 и нижним фланцем 16, которые соединены цилиндрической втулкой 17. Между фланцами 15 и 16 на втулке 17 находится подвижное кольцо 18, под которым находится резино вая уплотнительная манжета 19. Над кольцом 18 находятся радиальные штифты 20, укрепленные в стволе 21 и проходящие через соответствующее вырезы 22 во втулке 17.

Ствол 21 заглушен в верхней части головкой 23 с буртом 24, под которым

.расположены радиальные каналы 25, от которых начинается канал 26. Нижний

конец ствола 21 заглушен пробкой 27, над которой расположены выходные радиальные отверстия 28, прикрытые сна,ружи отрезком резиновой трубки 29, закрепленной на стволе 21 проволочным кольцом 30.

В бурт 24 упирается кольиевой золотник 31, расположенный в пространстве между стволом 21 и корпусом 1 и подпружиненньм снизу пружиной 32, находящейся в пространстве между золотником 31 и фланцем 15, над которым в корпусе 1 предусмотрено дренажное отверстие 33.

Снаружи ствола 21 в его нижней части сделаны кольцевые вьфезы, благодаря которым ствол служит круглой храповой рейкой с зубьями 34, в которые упираются пружинные храповые собачки 35, заделанные во фланец 16.

Поскольку пакерная .пробка подлежит разбуриванию ее детали, за исключением резиновой уплотнительной манжеты 19, стальной пружины 32, стальных пружинных собачек 35, стальных штифтов 20, резиновой трубки 29 и сталь- ного проволочного кольца 30, выполнены из дюралюминия, т.е. катушка (15 - 17), кольцо 18, ствол 21, пробка 27 и золотник 31 выполнены из дюралюминия. Детали постановочной неразбуриваемой части пакера стальные. В шлицевой части входного патрубка 3 предусмотрено глухое радиальное отверстие для установки срезного штифта 36.

Разбуриваемый пакер работает следующим образом.

Пакер в собранном виде с таким положением его деталей, которое показано на чертеже, опускают в скважину на бурильной колонне 5 до такой глубины, чтобы он расположился над зоной поглощения, подлежащей тампонированию. Затем в колонну 5 нагнетают жидкость, например промывочный раствор. Давление нагнетания определяют заранее опытным путем с таким расчетом, чтобы жидкость, выходящая через отверстия 9 в надпоршневое пространство 37, была в состоянии переместить вниз, поршень 11. Двигаясь вниз, поршень 11 действует через прикрепленную к нему втулку 12 на ствол 21, продвигая его через втулку 17. При этом ствол 21 перемещается.вниз на такое расстояние, что посредством штифтрв 20 и кольца 18 уплотнительная манжета 19 подвергается такому сжатию в осевом направлении, что она оказывается выдавленной из своей катушки (15-17) в радиальных направлениях, перекрывает скважину, упираясь в ее стенки , и удерживает пакер в заданном положении.

31

с этого момента, независимо от того сохраняется или не сохраняется высокое давление жидкости, уплотни- тельная манжета остается в деформированном состоянии, так как максимально вьщвинутое положение ствола 21 зафиксировано храповым механизмом, элементами которого являются храповые зубья ЗА и пружинные храповые собачки 35 .

После того, как пакер закрыл сечение скважины и прочно зафиксирован в ней, приступают к закачке жидкости, в частности тампонажного раствора, в подпакерное пространство. Для этого при сниженном давлении жидкости колонну 5 опускают в скважину на небольшую величину. При этом происходит разрушение срезного штифта 36 и патрубок 3 вдвигается до отказа в корпус 1, а его хвостовик 10 полностью уходит в отверстие кольцевого поршня 11 и выходные отверстия 9 переходят из надпоршневого пространства 37 в поршневое пространство 38.

Затем производят нагнетание жидкости в колонну 5, в результате чего происходит повьш1ение давления в под- поршневом пространстве 38. При достижении этим давлением определенной величины золотник 31 преодолевает сопротивление пружины 32 и сдвигается вниз, открывая входные каналы 25

228184

для прохода жидкости в канал 26 и далее через выходные отверстия 28 в подпакерное пространство. Резиновая трубка 29, служащая дополнительным

5 обратным клапаном, не препятствует выходу жидкости в подпакерное пространство.

При снижении давления жидкости золотник 31 под действием пружины 32

10 возвращается в исходное положение и закрывает канал 25 для прохода жидкости через пакерную пробку как вверх, так и вниз.

По окончании закачки тa moнaжнoгo

15 раствора в подпакерное пространство вращением бурильной колонны, которое шлицами 6 передается на корпус 1, постановочную неразбуриваемую часть па- кера отделяют от пакерной пробки по

.20 левому резьбовому соединению 14 и поднимают из скважины с колонной 5. На месте остается лишь пакерная пробка с деформированной манжетой 19 и ство- ЛОМ..21, канал 25 которого надежно

25 закрыт подпружиненным золотником 31 для прохода жидкости как вверх, так и вниз.

После некоторой выдержки, требую- 3Q щейся для того, чтобы затампонирован- ная зона набрала необходимую прочность, оставленную в скважине пакерную пробку разбуривают и продолжают дальнейшие буровые работы.