Устройство для защиты элементов оснастки обсадных колонн от преждевременного срабатывания Советский патент 1991 года по МПК E21B33/14 

Изобретение относится к строительству скважин, а именно к устройствам для разобщения пластов, например пакерам, и предназначено для защиты элементов оснастки обсадных колонн от преждевременного срабатывания.

Целью изобретения является повышение надежности герметизации обсадной колонны в момент Стоп независимо от геометрических параметров стогГ-кольца и

количества устройств, устанавливаемых в одной колонне.

На фиг.1 изображено транспортное положение устройства; на фиг.2 - то же. в рабочем положении.

Устройство для защиты элементов оснастки обсадных колонн от преждевременного срабатывания включает составной корпус 1 с продольными каналами 2, установленную в корпусе на срезных полых

штифтах 3 предохранительную втулку 4, снабженную саморегулирующимся радиаль- но-торцовым уплотнением, состоящим из упора-сердечника 5, подвешенного на срезном штифте 6, выполненного во втулке А внутреннего бурта 7, кольцевой эластичной манжеты 8, установленной на наружной поверхности упора-сердечника, конического посадочного седла 9, выполненного в верхней части втулки 4. В нижней части составного корпуса 1 установлено стоп -кольцо 10, необходимую герметичность устройства обеспечивают уплотнительные кольца 11.

Упор-сердечник 5 телескопически расположен во втулке с возможностью ограниченного осевого перемещения, а в исходном положении свободный конец упора-сердечника располагается под эластичной манжетой на расстоянии, меньшем свободного хода упорного сердечника. Эластичная манжета выполнена в виде кольца, наружная поверхность которого выполнена конусной формы с меньшим основанием в нижней части.

Рабочий диаметр конического седла 9 не меньше диаметра наружной поверхности эластичной манжеты в исходном положении последней.

Устройство работает следующим образом (фиг.2).

Цементировочная пробка при движении по колонне взаимодействует с седлом 9 втулки 4, срезает полые штифты 3 и перемещает втулку до ее посадки на стоп -кольцо 10. При создании избыточного давления над пробкой срезаются штифты 6 и упор-сердечник 5 перемещается во втулке 4 до бурта 7. При этом происходит деформация эластичной манжеты 8 и надежная герметизация торцового соединения втулки 4 со стогГ-кольцом 10. При достижении расчетного избыточного давления в обсадной колонне срабатывает клапанная система, например, пакера (не показана) и жидкость через отверстия полых срезных штифтов 3 и канал 2 поступает в полость уплотнитель- ного элемента.

Степень деформации эластичной манжеты 8 (в зависимости от ее геометрических параметров и механических свойств) в данном устройстве.может быть легко отрегулирована величиной расстояния от бурта 7 втулки 4 до ее нижнего торца.

В конструкции исключается возможность затекания (и последующего разрушения) эластичной манжеты 8 в зазор между

нижним торцом втулки 4 и стоп -кольцом 10 при создании значительного (более 10 МПа) избыточного давления в обсадной колонне.

Формула изобретения

1. Устройство для защиты элементов оснастки обсадных колонн от преждевременного срабатывания, содержащее предохранительную втулку с коническим посадочным седлом в верхней части и со срезными элементами для связи в рабочем положении с колонной труб, расположенный под втулкой упор-сердечник со срезными штифтами и кольцевой эластичной манжетой на наружной поверхности, от л ичающееся тем, что, с целью повышения надежности герметизации обсадной колонны в момент Стоп независимо от геометрических параметров стоп -кольца и количества устройств, устанавливаемых в

одной колонне, упор-сердечник телескопически расположен во втулке с возможностью ограниченного осевого перемещения и связан с ней в исходном положении срезными штифтами, причем эластичная манжета

выполнена в виде кольца, наружная поверхность последнего выполнена конусной формы с меньшим основанием в нижней части, при этом в исходном положении свободный конец упора-сердечника располагается под эластичной манжетой на расстоянии, меньшем свободного хода упорного сердечника.

2. Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что рабочий диаметр конического

седла не меньше диаметра наружной поверхности эластичной манжеты в исходном положении последней.

Фиг. I

в пакер

Фиг. 2

Изобретение относится к строительству скважин, а именно к устройствам для разобщения пластов, например, пакером. Целью изобретения является повышение надежности герметизации обсадной колонны в момент Стоп независимо от геометрических параметров стоп -кольца и количества устройств, устанавливаемых в обсадной колонне. В устройстве, содержащем предохранительную втулку с коническим посадоч- ным седлом в верхней части и расположенным в нижней части предохранительной втулки упором-сердечником с кольцевой эластичной манжетой на наружной поверхности, упор-сердечник телескопически расположен в предохранительной втулке с возможностью ограниченного осевого перемещения и связан с ней средними штифтами. Наружная поверхность кольцевой эластичной манжеты выполнена конусной формы с меньшим основанием в нижней части. В исходном положении свободный конец упора-сердечника располагается под эластичной манжетой на расстоянии, меньшем свободного хода упора-сердечника. В рабочем положении предохранительная втулка с посаженной на нее цементировочной пробкой садится на стоп -кольцо обсадной колонны, и при создании избыточного давления упор-сердечник вдвигается во втулку, а эластичная манжета, деформируясь, надежно герметизирует торцовое соединение втулки со стоп -кольцом. Для посадки нескольких устройств рабочий диаметр конического седла не меньше диаметра наружной поверхности эластичной манжеты в исходном положении последней. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.