Пакер для бурильной колонны Советский патент 1990 года по МПК E21B33/12 

31590542

Изобретение относится к области горной промыпшеииости, в частности к устройствам для разобщения зятрубного пространства в процессе бурения геологоразведочных скважин, и может быть использовано для ориентирования колонны в скважине.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей, пакера за JQ счет возможности дополнительного центрирования и отклонения.

На фиг. 1 показан пакер, общий вид, при спускоподъемных операциях

тупает в коллектор 27, а из него через отверстия 29 и 30 в полости 31 и 32 гидроцилиндров и через отверстие 28 - в полость 2 манжеты. Отверстие 28 выполнено меньшего диаметра по сравнению с отверстиями 29 и 30, поэтому давление жи,цкости в полостях 31 и 32 гидроцилиНдров растет быстрее по сравнению с давлением в полости 2 манжеты. Под действием давления жидкости гидроцилиндры 6 и 7 перемещаются до ограничителей 33 и 34. При этом манжета 1 под давлением жидкости рази окончании бурения (при.прекращении 15 Дается и плотно прилегает к стенкам

20

промывки); на фиг. 2 - то же, при бурении и центрировании колонны; на фиг. 3 - то же,: при работе его в качестве отклонителя колонны; на фиг.4 вид А на фиг. 3.

Пакер содержит эластичную манжету 1, образующую герметичную полость 2, связанную с каналом 3 подачи жидкости на забой скважины, размещенные по концам манжеты подпружиненные пружинами 25 4 и 5 гидрощшиндры 6 и 7 со свободными концами 8 и 9, образующими при прекращении подачи жидкости защитную камеру 10 и свободно перемещающуюся с

скважины 35 (фиг. 2). При растяжении манжета 1 поворачивает упоры 16 и 15 до соприкосновения со стенками скважи ны. При этом не только происходит надежная герметизация затрубного пространства, но и центрирование колонны. Сцеплением манжеты и упоров втулга 11 с гидроцилиндрами 6 и 7 удерживается от перемещения с колонной при бурении Пружина 12 при бурении растягивается С ростом глубины скважины пакеры устанавливают через определенные интервалы. Обеспечивая надёжную герметизацию затрубного пространства, они

гидроцилиндрами и манжетой втулку 11, зо исключают попадание шлама из верхней

35

40

связанную пружиной 12 растяжения с поворотной втулкой 13 на калибраторе 14. Защитная камера 10 снабжена упорными элементами (упорами)15 и 16, установленными на кольцевых выступах 17 и 18 втулки 11 с помощью ос ей 19 и поворачивающимися при ее растяжении. Свободные концы 8 и 9 гидроцилиндров на части окружности выполнены с выступами 20 и 21 и соответствующими их пазами 22 и 23. Канал 3 подачи жидкости мелду трубой 24 и корпусом 25 радиальным каналом 26 связан с коллектором 27, который отверстием 28 связан с полостью 2, а отверстиями 45 29 и 30 - с полостями 31 и 32 гидроцилиндров. Гайки 33 и 34 являются ограничителями хода гидроцилиндров.

Пакер работает следующим образом.

При спуске колонны в сквазкину эле- CQ менты пакера находятся в положении, показанном на фиг. 1. Манжета 1 находится в свободном состоянии в камере to. Свободные концы 8 и 9 гидроцилиндров сомкнуты. При достижении долотом забоя скважины включается промывка скважины, для чего жидкость через канал 3 под давлением подается на забой скважины. Через канал 26-жидкость пос55

части затрубного пространства на забой и повьшают качество опробования. Одновременно они центрируют колонну, в результате чего снижаются вибрации и повышается надежность работы ее.

По окончании бурения заданного интервала (0,5-1 м) скважину промывают некоторое время и затем сбрасывают . давление жидкости. С падением давления манжета 1 за счет упругости ее . материала возвращается в свободное состояние. При этом гидроцилиндры с помощью пружин 4 и 5 перемещаются .- одиннавстречу другому до.контакта свободньпчи концами, возвращают упоры 15 и 16 в исходное состояние и полностью изолируют манжету с упрраьш. При прекращении сцепления манжеты и упоров со стенками скважины с помощью пружины 12 втулка 11 вместе со смонтированными на ней манжетой и гидроцилиндрами перемещается к забою скважины. Пакер занимает исходное положение (фиг. 1), процесс его работы повторяется.

При встрече долота при бурении со стьшами пород разной твердости изменяется направление бурения в сторону мягких пород. Для исправления направтупает в коллектор 27, а из него через отверстия 29 и 30 в полости 31 и 32 гидроцилиндров и через отверстие 28 - в полость 2 манжеты. Отверстие 28 выполнено меньшего диаметра по сравнению с отверстиями 29 и 30, поэтому давление жи,цкости в полостях 31 и 32 гидроцилиНдров растет быстрее по сравнению с давлением в полости 2 манжеты. Под действием давления жидкости гидроцилиндры 6 и 7 перемещаются до ограничителей 33 и 34. При этом манжета 1 под давлением жидкости разДается и плотно прилегает к стенкам

скважины 35 (фиг. 2). При растяжении манжета 1 поворачивает упоры 16 и 15 до соприкосновения со стенками скважины. При этом не только происходит надежная герметизация затрубного пространства, но и центрирование колонны. Сцеплением манжеты и упоров втулга 11 с гидроцилиндрами 6 и 7 удерживается от перемещения с колонной при бурении. Пружина 12 при бурении растягивается С ростом глубины скважины пакеры устанавливают через определенные интервалы. Обеспечивая надёжную герметизацию затрубного пространства, они

о исключают попадание шлама из верхней

5

0

5

Q 5

части затрубного пространства на забой и повьшают качество опробования. Одновременно они центрируют колонну, в результате чего снижаются вибрации и повышается надежность работы ее.

По окончании бурения заданного интервала (0,5-1 м) скважину промывают некоторое время и затем сбрасывают . давление жидкости. С падением давления манжета 1 за счет упругости ее . материала возвращается в свободное состояние. При этом гидроцилиндры с помощью пружин 4 и 5 перемещаются . одиннавстречу другому до.контакта свободньпчи концами, возвращают упоры 15 и 16 в исходное состояние и полностью изолируют манжету с упрраьш. При прекращении сцепления манжеты и упоров со стенками скважины с помощью пружины 12 втулка 11 вместе со смонтированными на ней манжетой и гидроцилиндрами перемещается к забою скважины. Пакер занимает исходное положение (фиг. 1), процесс его работы повторяется.

При встрече долота при бурении со стьшами пород разной твердости изменяется направление бурения в сторону мягких пород. Для исправления направ(ри(,г 5

Вид А

(РигЛ

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для разобщения затрубного пространства в процессе бурения геологоразведочных скважин. Цель - расширение функциональных возможностей пакера за счет возможности дополнительного центрирования и отклонения. Для этого на кольцевых выступах 17 и 18 втулки 11 установлены с возможностью взаимодействия при растяжении эластичной манжеты упорные элементы 15,16 с осями. На втулке 11 установлены гидроцилиндры 6 и 7, концы 8 и 9 которых, направленные навстречу друг другу, на части окружности выполнены с чередующимися выступами и пазами. Выступы одного из гидроцилиндров размещены в пазах другого в их исходном положении. При встрече долота при бурении со стыками пород разной твердости изменяется направление бурения в сторону мягких пород. В этом случае манжета с упорами выходит из защитной камеры только с одной стороны, а с другой - выступы препятствуют выходу манжеты. В результате колонна отклоняется от одной стенки скважины до прилегания к другой. Точная установка выступов и пазов осуществляется по меткам на концах секций двойных труб. 4 ил.