Пакер Советский патент 1991 года по МПК E21B33/12 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к устройствам для изоляции затрубного пространства от зоны поглощения и закачивания в него наполнителя в процессе бурения скважины.

Цель изобретения - повышение надежности пакера в работе за счет исключения

возможности образования застойной зоны в центральном канале его ствола из-за скопления крупноразмерного и волокнистого наполнителя.

На фиг.1 представлен пакер; на фиг,2 - сечение А - А на фиг. 1; на фиг.З - сечение Б - Б на фиг.1; на фиг.4 - сечение В - В на фиг.1; на фиг.5 представлен пакер в рабочем положении; на фиг.6 - сечение Г - Г на фиг.5; на фиг.7 - сечение Д - Д на фиг.6.

Пакер содержит ствол 1 с переводником 2. центральным и радиальным каналами 3 и 4 и штуцерным наконечником 5 на его ниж- нем конце, установленный подвижно на стволе 1 секционный уплотнительный элемент из манжет 6 и 7 и разделительного кольца 8, размещенные под ними якорный узел . включающий корпус 9 с радиальными окнами 10 и осе.выми прорезями 11, конусными пазами 12 с канавками 13 и установленные в них конусные плашки 14, соединенные тягами 15 с обоймой 16, узел гидропривода, включающий соединенный жестко с корпусом 9 якорного узла цилиндр 17 с окнами 18 и уплотнительным кольцом 19, полость 20 которого гидравлически связана в исходном положении с центральным каналом 3 ствола 1 через его радиальный канал 4 и размещенный в цилиндре 17 поршень 21 с манжетой 22 и пружиной 23, соединенный с обоймой 16, связанной жестко с цилиндром 17 и установленный на штуцерном наконечнике 5 кожух 24 с осевым кана- лом 25 и размещенный в штуцерном наконечнике 5 с радиальным окном 26 поворотный кран 27 со сферической наружной поверхностью 28, выступом 29 и цилиндрическим проходным каналом 30, площадь по- перечного сечения которого равна площадям поперечного сечения центрального и осевого каналов 3 и 25 ствола 1 и кожуха 24. Цилиндр 17 выполнен с внутренней кольцевой проточкой 31 и упором 32 под обойму 16. Поворотный кран 27 с помощью осей 33 и ушков 34 закреплен на штуцерном наконечнике 5. Для управления работой поворотного крана 27 на его осях 33 установлены поворотные пружины 35 и 36, а в кожухе 24 выполнены радиальное окно 37 и упор 38 для взаимодействия с выступом 29 поворотного крана 27 в исходном положении. Кроме того, кожух 24 имеет окна 39, а также осевые пазы 40 для взаимодействия со сферической наружной поверхностью 28 поворотного клапана 27.

Пакер работает следующим образом.

На колонне бурильных труб пакер опускают в скважину до заданной глубины. В колонну труб нагнетают буровой раствор. Перед радиальным окном 26 штуцерного наконечника 5 возникает перепад давления, который передается через каналы 4 в полость 20 цилиндра 17 и поршень 21 с манжетой 22 и обоймой 16, сжимая пружину 23, поднимается и выдвигает плашки 14 до упора к стенке скважины 41. При посадке инструмента вес пакера и часть веса инструмента передается на манжеты 6 и 7. Зги

тем закачку раствора прекращают и доаодят нагрузку до максимальной расчетной величины. Сжатие уплотнительных манжет 6 и 7 сопровождается перемещением ствола 1 пакера в нижнее положение, при котором полость 20 гидроцилиндра 17 герметизируется уплотнительным кольцом 19, а поворотный кран 27 за счет упора его выступа 29 в упор 38 кожуха 24 совершает вращательное движение вокруг осей 33, закручивая пружины 35 и 36, с углом поворота на 90° и сообщает центральный канал 3 ствола 1 пакера и бурильных труб с подпакерной зоной 42 через осевой канал 25 кожуха 24. Для проверки герметичности разобщения за- трубного пространства в бурильные трубы нагнетают продааочную жидкость: если перелива из скважины не наблюдается или уровень жидкости в затрубном пространстве не повышается, значит пакер надежно перекрыл зону поглощения от остальной части ствола скважины.

Убедившись в герметичности установки пакера, в зону поглощения закачивают тампонирующую смесь, причем прямоточный центральный канал 3 в стволе 1 пакера позволяет применять высокоэффективные бы- стросхватывающие смеси с высоким содержанием крупноразмерных и волокнистых наполнителей После закачки смеси в скважину смесь продавливают в зону поглощения расчетным количеством продэвоч- ной жидкости и выдерживают до схватывания.

Съем пакера осуществляется подъемом бурильных труб, при этом осевая нагрузка с манжет 6 и 7 снимается и они принимают первоначальную форму, а пружина 23 возвращает обойму 16 с плашкзми 14 и поршнем 21 в исходное положение, при этом корпус 9 якорного узла с кожухом 24 опускается до упора в штуцерный наконечник 5, а пружины 35 и 36 кручения, раскручиваясь, поворачивают кран 27 в исходное положение, перекрывая центральный канал 3 ствола 1 пакера и бурильных труб.

Техническим преимуществом предложенного пакера по сравнению с прототипом является то, что он имеет равнопроходной с бурильными трубами внутренний канал пакера относительно оси скважины, что позволяет применять крупноразмерные и волокнистые наполнители, исключая возможность образования в проходном канале застойной зоны, а также многократно использовать лакер за один спуск инструмента,

Формула изобретения

Пакер, содержащий ствол с переводником, центральным и радиальным каналами и штуцерным наконечником на его нижнем

конце, установленные подвижно на стволе секционный уплотнительный элемент и размещенные под ним якорный узел с корпусом и коническими плашками, соединенными тягами с обоймой, узел гидропривода с цилиндром и подпружиненным поршнем, гидравлически связанным с центральным каналом ствола, и жестко связанный с цилиндром кожух с осевым каналом, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности его в работе за счет исключения возможности образования застойной зоны в центральном канале ствола пакера из-за скопления крупноразмерного и волокнистого наполнителя, на штуцерном наконечнике ствола установлен поворот0

5

ный кран со сферической наружной поверхностью, цилиндрическим проходным каналом, пружинами кручения и выступом, в осевом канале кожуха выполнены кольцевой упор и продольные пазы с возможностью обеспечения взаимодействия их соответственно с выступом и наружной поверхностью поворотного крана, фиксации его в исходном положении и совмещения его проходного канала с центральным и осевым каналами ствола и кожуха в рабочем положении, при этом площади поперечного сечения проходного канала поворотного клапана и осевого канала кожуха равны площади поперечного сечения центрального канала ствола.

Изобретение относится к нефтедобывающей пром-сти и предназначено для изоляции затрубного пространства от зоны поглощения и закачивания в нее наполнителя в процессе бурения скважины. Цель изобретения - повышение надежности па-. кера в работе за счет исключения возможности образования застойной зоны в центральном канале (ЦК) его ствола из-за скопления крупноразмерного и волокнистого наполнителя. На стволе 1 пакера с ЦК 3,радиальным каналом 4 и штуцерным наконечником (ШН) 5 установлен подвижно секционный уплотнительный элемент из манжет 6 и 7 и кольца 8. Под ним размещены якорный узел с корпусом 9 и плашками 14, соединенными тягами 15 с обоймой 16, и узел гидропривода с цилиндром 17 и подпружиненным поршнем 21. Полость 20 под поршнем гидравлически связана с ЦК 3. С цилиндром 17 жестко связан кожух 24 с осевым каналом 25, пазами 40 и кольцевым упором 38. На ШН 5 установлен поворотный кран (ПК) 27 со сферической поверхностью 28, проходным каналом 30, пружинами кручения и выступом 29, взаимодействующим с кольцевым упором 38 и осевыми пазами 40 кожуха 24 в исходном и рабочем положениях пакера. Площади поперечного сечения канала 30 ПК27и канала 25 кожуха 24 равны площади поперечною сечения ЦК 3. При закачивании жидкости в колонну труб избыточное давление передается в полость 20 цилиндра 17 под поршень 21. Плашки 14 выдвигаются до сцепления со стенками скважины, и посадкой веса колонны труб производятся деформация манжет 6 и 7 и перекрытие ствола скважины. При сжатии манжет 6 и 7 ствол перемещается и канал 30 ПК 27 совмещается с ЦК 3 и каналом 25 кожуха 24, через которые производится закачивание различных тампонажных смесей в подпакерное пространство скважины. 7 ил. СП с о о о а vi со

Ч Фиг 1

А-А

Повернуто

10

Фие.2

SЈ

J -J

Г Щ

9-д

J

С Щ

9-3

CI9969L

14

ФигЛ