Пакер Советский патент 1990 года по МПК E21B33/12 

Изобретение относится к буровой технике, а именно к пакерным устройствам, используемым при проведении гидроизоляционных работ по определению зон поглощения промывочной жидкости в процессе бурения скважин снарядами со съемными керноприемниками (ССК).

Цель изобретения - повышение надежности спуска и установки пакера в любом интервале открытого ствола скважины при использовании его со сьемным кернопри- емником без подъема бурильных труб с ко- р онкой из скважины.

На фиг. 1 изображен пакер в транспортном положении; на фиг. 2 - то же, перед установкой его„в скважине (повернут на 90°); на фиг. 3 - то же, в рабочем положении.

Пакер (фиг. 1) содержит ствол 1 с осевым каналом 2, верхним и ниж ним кольцевыми выступами 3 и 4, установленный подвижно на верхнем конце ствола 1 и соединенный с керноприемной трубой 5 съемного кер- ноприемника (не показан) переводник 6с в виде шайбы 7 (далее упорной L п;, 7), с отверстием 8 и внутренним Ki цевым выступом 9, размещенный на стволе 1 уплотнительный элемент с верхней и нижней самоуплотняющимися манжетами 10 и 11 и распорными кольцами 12 и 13, установленную концентрично и подвижно на стволе 1 и с возможностью взаимодействия С уплотнительным элементом распорную втулку 14 с упором 15, соединенный жестко с ней корпус 16 якорного узла с размеще-нными продольными пазами 17, с верхними наклонными плоскостями 18 и размещенными в них клиновыми плашками 19, взаимодействующими с толкателем 20 и пружиной 21, и установлен- ный под ним патрубок 22 с упором в виде

шайбы 23 (далее упорной шайбы 23) с отверстием. Пакер снабжен кожухом 24, ствол 1 пакера выполнен с дополнительным кольцевым выступом 25 на нижнем конце, между упорной шайбой 7 переводника 6 и верхним выступом 3 ствола 1, а также упором 15 распорной втулки 14 и дополнительным выступом 25 ствола 1 размещены цилиндрические пружины 26 и 27, манжеты 10 и 11 уплотнительного элемента выполнены разного диаметра с возможностью размещения нижней манжеты 11 с распорными кольцами 12 и 13 внутри верхней манжеты 10. -Верхняя манжета 10 уплотнительного элемента закреплена неподвижно на выступе 9 переводника 6, а нижняя манжета 11 - на стволе 1 между распорными кольцами 12 и

13с возможностью взаимодействия ее с распорной втулки 14 и верхней манжетой 10 в рабочем положении, при этом в патрубке 22 установлен шток 28 с кольцевым выступом 29, закрепленный в нем с у по- ром в толкатель 20 и с возможностью упора на забой скважины при спуске пакера, а пружина 21 толкателя 20 размещена в патрубке 22 между ее упорной шайбой 23 и выступом 29 штока 28. Распорная втулка

14снабжена радиальным каналом 30, клиновые плашки 19 якорного узла выполнены удлиненными в радиальном направлении и с верхними и нижними плоскостями 31 и 32, продольные пазы 17 под них выполнены сквозными, толкатель 20 выполнен в виде штока, его верхний торец снабжен наклонными плоскостями 33 под соответствующие нижние наклонные плоскости 32 клиновых плашек 19, а шток 28 патрубка 22 закреплен срезным элементом 34.

Пакер работает следующим образом. При возникновении поглощения промывочной жидкости процесс бурения скважины 35 останавливают и приподнимают бурильную колонну 36 с коронкой 37 из которой извлекают съемный керноприем- ник на поверхность.

Пакер(см.фиг.1) посредством резьбового соединения переводника б соединяется с керноприемной трубой 5 съемного керно- приемника (не показан) укороченной на величину, учитывающую разницу в длине переводника 6 и керноприемника. Пакер вместе с керноприемником опускается по колонне бурильных труб 36 обычным способом путем сбрасывания или на овершоте если скважина сухая. При входе патрубка 22 в коронку 37 кожух 24 зависает на ней и останавливается, тогда как все остальные составляющие пакера будут продолжать смещаться дальше до тех пор, пока переводник 6 не сядет на коронку 37 (см. фиг. 2). При этом защелки керноприемник.а (не показан) войдут в кольцевую проточку колонковой трубы 5 и зафиксируют его относительно последней.

При опускании бурильной колонны 36 нижняя часть штока 28 упирается в забой скважины, что влечет за собой разрушение срезного штифта 34 и освобождение пружины 21, которая через толкатель 20 выводит клиновые распорные плашки 19 в радиальном направлении до соприкосновения стенками скважины 35. Затем колонну бурильных труб 36 приподнимают выше интервала предполагаемого осложнения а затем осторожно опускают, следя за нагрузкой. При проведении этой операции происходит следующее.

При подьеме бурильных труб 36 клиновые распорные плашки 19 взаимодействуют со стенками скважины 35 и передают усилие от ее стенок на наклонную плоскость 33 толкателя 20 (фиг.1), с которой они соприкасаются, заставляя толькатель 20 смещаться вниз. Пружина 21 при этом сжимается и сцепление плашек 19 со стенками скважины 35 ослабевает настолько, что они не препятствуют подъему бурильных труб При опускании же колонны труб 36 вниз плашки 19 внедряются в стенки скважины 35, так как толкатель 20 под действием пружины 21 старается сместиться вверх. При этом корпус 16 якорного узла и распорная втулка 14 фиксируются в скважине 35. При дальнейшем опускании колонны труб 36 пружины 26 и 27 сжимаются (фиг.З), манжета 11 входит в манжету 10, которые деформируясь и вза- одействуя с распорной втулкой 14 и кольами 12 и 13, герметизируют затрубное ространство (см.фиг.З). Путем закачивания родавочной жидкости (технической воды ли бурового раствора) в подпакерную зону

45 50 55

по отверстию 8 шайбы 7 и каналам 2 и 30 убеждаются в наличии или отсутствии зоны поглощения. При отсутствии таковой колонну бурильных труб 36 приподнимают и ука- занным выше способом вновь исследуют 5 вышележащие горизонты.

При извлечении керноприемника с па- кером посредством овершока происходит следующее.

В первый момент смещаются керноп- 10 риемник и переводник 6. Пружина 26 отжимает ствол 1 пакера в положение изображенное на фиг. 2, а пружина 27 отжимает распорную втулку 14. Уплотнительные манжеты поочередно (сначала манжета 10 5 а затем 11) входят в коронку 37 и далее - в колонну труб 36, подхватывая кожух 24, но не входя в него. Далее клиновые распорные плашки 19, взаимодействуя со стенками скважины 35 и с наклонными плоскостями

0 33 толкателя 20, смещаются внутрь корпуса 16, так как пружина 21 при этом сжимается. При контакте клиновых распорных плашек 19 с кopOfiкoй 37 они устанавливаются в корпусе 16 якорного узла настолько, что ста5 новится возможным их прохождение внутрь коронки 37 и колонны труб 36. После этого пакер беспрепятственно извлекается на поверхность.

30

Формула изобретения

1. Пакер, содержащий ствол с осевым каналом, верхним и нижним кольцевыми выступами на его концах, установленный J5 подвижно на верхнем конце ствола и соеди- ненн.ый с трубой переводник с упором и внутренним кольцевым выступом, размещенный на стволе уплотнительный элемент с верхней и нижней манжетами и распорны- 40 ми кольцами,установленную концентрично и подвижно на стволе и с возможностью взаимодействия с уплотнительным элементом распорную втулку с упором, соединенный жестко с ней корпус якорного узла 45 с продольными пазами с верхними наклонными плоскостями и размещенными в них клиновыми плашками, взаимодействующими с толкателем с пружиной, и установленный под ним патрубок с упором, о т л и ч а- 0 ющийся тем, что, с целью повышения надежности спуска и установки пакера в открытом интервале ствола скважины при использовании его со съемным керноприемником без подъема бурильных труб с 5 коронкой из скважины, он снабжен кожухом, ствол выполнен с дополнительным кольцевым выступом на нижнем конце, между упором переводника и верхним выступом ствола, а также между упором распорной втулки и дополнительным кольцевым выступом ствола размещены цилиндрические пружины, манжеты уплотнительного элемента выполнены caмoyплotняющимиcя и разного диаметра с возможностью размещения нижней манжеты с распорными кольцами внутри верхней манжеты, верхня манжета закреплена неподвижно на выступе переводника, а нижняя манжета - на стволе между распорными кольцами с возможностью взаимодействия ее с распорной втулкой и верхней манжетой в рабочем положении, при зтом в патрубке пакера установлен шток с кольцевым выступом, закрепленный в нем с упором в толкатель и

с возможностью упора на забой скважины приспуске пакера.а пружина толкателя размещена в патрубке между ее упором и выступом штока.

2. Пакер по п.1, отличающийся тем. что клиновые плашки его якорного узла выполнены удлиненными в радиальном направлении и снабжены нижними наклонными плоскостями, продольные пазы под них выполнены сквозными, толкатель выполнен в виде штока и его верхний торец - с наклонными плоскостями под соответствующие нижние наклонные плоскости клиновых плашек, а шток патрубка закреплен в нем на срезном элементе.

Изобретение относится к буровой технике. Цель - повышение надежности спуска и установки пакера в открытом интервале ствола скважины при использовании его со съемным керноприемником без подъема бурильных труб с коронкой из скважины. Для этого пакер имеет кожух 24, ствол 1 выполнен с дополнительным кольцевым выступом 25 на нижнем конце, между упорной шайбой 7 переводника 6 и верхним выступом 3 ствола 1, а также между упором 15 распорной втулки 14 и дополнительным кольцевым выступом 25 ствола 1 размещены цилиндрические пружины 26 и 27. Пакер имеет уплотнительный элемент, манжеты 10 и 11 которого выполнены самоуплотняющимися и разного диаметра с возможностью размещения манжеты 11 с распорными кольцами 12 и 13 внутри манжеты 10. Последняя закреплена неподвижно на выступе 9 переводника 6. Манжета 11 закреплена на стволе 1 между кольцами 12 и 13 с возможностью взаимодействия ее с втулкой 14 и манжетой 10 в рабочем положении. В патрубке 22 пакера установлен шток 28 с кольцевым выступом 29, закрепленный в нем с упором в толкатель 20 и с возможностью упора на забой скважины при спуске пакера. Толкатель 20 имеет пружину 21, размещенную в патрубке 22 между ее упором и выступом 29. При опускании бурильной колонны нижняя часть штока 28 упирается в забой скважины, что влечет за собой разрушение срезного штифта 3 и освобождение пружины 21. Последняя через толкатель 20 выводит клиновые распорные плашки в радиальном направлении до соприкосновения их со стенками скважины. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

26

21