Пакер для ступенчатого и манжетного цементирования обсадной колонны Советский патент 1992 года по МПК E21B33/12 

полненными тангенциально-направленными, установленного на корпусе 1 под радиальными отверстиями 2 уплотнительного элемента 4, образующего о корпусом 1 камеру 5 с ускорителем схватывания тампонажного раствора 6, и установленной в полости корпуса 1 с возможностью ограниченного осевого перемещения 7 с расположенными в ней посадочным кольцом 8, жectкo связанным с втулкой 7. Во втулке 7 выполнены радиальные отверстия 9, а над ними промывочные каналы 10, разделенные перекрытием 11. Втулка 7 снабжена уплотнительными кольцами 12, а в верхней части - пружинным кольцом 13, под которое в корпусе 1 вь1полнена выточка

14.На внутренней поверхности корпуса 1 под впускными отверстиями 3 последовательно расположены два дополнительных 15,16 и один основной 17 ограничители, причем они выполнены срезными. Втулка 7 установлена с возможностью совмещения в исходном положении ее радиальных отверстий 9 с радиальными отверстиями 2 корпуса 1, а также перекрытия радиальных отверстий 2 корпуса 1 и впускных отверстий 3 камеры 5 с ускорителем cxвatывaния тампонажного раствора 6 при посадке втулки 7 на верхний дополнительный ограничитель

15.Промывочные каналы 10 втулки 7 выполнены для совмещения с радиальными отверстиями 2 корпуса 1 при посадке втулки 7 на основной ограничитель 17, а расстояние от среднего дополнительного ограничителя 16 до впускных отверстий 3 камеры 5 равно расстоянию от нижнего торца втулки 7 до ее радиальных отверстий 9. Посредством переводников 18 и 19 пакер соединяется с обсадной колонной. Для управления работой пакера используются сбрасываемые с поверхностиразделительная пробка 20 на цельнорезиновой оснрве и цементировочные пробки 21 и 22.

Пакер для ступенчатого и манжетного цементирования обсадной колонны работает следующим образом.

Перед спуском обсадной колонны проводят подготовку ствола скважины, желательно с применением технико-технологических приемов управляемой кольматации околоскважинной зоны. В процессе спуска пакера в составе обсадной колонны радиальные отверстия 2 и 9 совмещены, а зто способствует перетоку промывочной жущкости из кольцевого пространства во внутреннюю полость пакера и наоборот (например, при доливе: с устья), что приводит к сглаживанию пульсаций ги дродинамическо(:о давления, предупреждению гидроразрыва пород и поглощений промывочной жидкости. По достижению расчетной глубины спуска пакера бросают разделительную пробку 20, Вначале промывочная жидкость через радиальные отверстия 9 втулки 7 и радиальные

отверстия 2 корпуса 1 перетекают в заколонное пространство.

Проходя через пакер, разделительная пробка 20 садится на посадочное кольцо 8 и смещает втулку 7 до верхнего дополнительного ограничителя 15. Перекрытием 11 втулка 7 закрывает радиальные отверстия 2 корпуса 1, но не открывает впускные отверстия 3 камеры 5. После чего, с повышением давления разделительная пробка 20 прорывается вниз с последующим заходом .в устройство для ограничения ее движения. Поскольку в зтом случае промывка скважины осуществляется уже через башмак обсадной колонны, то давление при промывке

0 должно быть выше первоначального. За счет этого контролируется успешность выполнения операции по закрытию радиальных отверстий 2 корпуса 1.

После проведения профилактической

5 .промывки скважины осуществляют допуск обсадной колонны до проектной глубины и цементируют первую ступень через башмак обсадной колонны. При этом последовательно закачивают буферную жидкость.

0 первые порции тампонажного раствора и продавочной жидкости для первой ступени бросают цементировочную пробку 21 и закачивают вторую порцию тампонажного раствора, после чего Ьросают цементировочную пробку 22 и закачивают вторую порцию продавочной жидкости. Цементировочная пробка 21 садится на посадочное кольцо 8. Под воздействием избыточного давления втулка 7 срезает верхний допол0 нительный ограничитель 15 и опускается до среднего дополнительного ограничителя 16. При этом совмещаются отверстия 9 втулки 7 с впускными отверстиями 3 камеры 5. Тангенциальное направление впускных

5 отверстий 3 придает потоку тампонажного раствора вращательное движение, что улучшает смешение его с ускорителем схватывания тампонажного раствора 6. После заполнения камеры 5 уплотнительного элемента 4 и повышения давления втулка 7 срезает средний дополнительный ограничитель 16 и опускается до основного ограничителя 17. При этом втулка 7 пе рекрытием 11 закрывает впускные отверстия 3 камеры

5 5, а промывочные каналы 10 втулки 7 совмещаются с радиальными отверстиями 2 корпуса 1. Осуществляется процесс прямого цементирования второй ступени обсадной колонны. При посадке цементировочной пробки 22 на верхний торец втулки 7 последняя срезает основной ограничитель 17 и, опускаясь до упора переводника 19, разобщает затрубное пространство от внутритрубного. Втулка 7 фиксируется в конечном нижнем положении пружинным кольцом 13 в выточке 14 корпуса 1.

Для осуществления манжетного цементирования обсадной колонны необходимость в верхнем дополнительном ограничителе 15 и сбрасывании разделительной пробки 20 отсутствует.

По окончании цементирования цементировочные пробки 21 и 22, а также посадоч ное кольцо 8 разбуривают.

Формула изобретения

1. Пакер для ступенчатого и манжетного цементирования обсадной колонны, включающий установленный на обсадной колонне ПОЛЫЙ корпус с р1адиальными отверстиями и расположенным на его внутранней поверхности ограничителем, установленный на корпусе под радиальными otвepcтиями ушгатнительный элемент, образующий с корпусом камеру с ускорителем Ёхватыавниятампрнажного раствора, сообщенную с пoлoctью корпуса впускными отверстиями, установленную в полости корпуса с возможностью ограниченного oceвoгoФepeмeщeнtм вlYлкy с радиальными отверстиями и расположенным в ней посадочным кольцом, перекрывающую впускные отверстия камеры с ускорителем схватывания тампонажного раствора, о т л ич а ю щи и с я Тем, что, с целью повышения . .. - : ;-: - Фиг.1

эффективности спуска обсадной колонны за счет снижения гидрод14намических давлений, он снабжен двумя дополнительными ограничителями, расположенными последовательно над основным, причем основной и дополнительные ограничители выполнены срезными, а втулка установлена с возможностью совмещения в исходном положении ее радиальных отверстий с радиальными отверстиями корпуса и перекрытия радиальных отверстий корпуса и впускных отверстий камеры с ускорителем схватывания тампонажного раствора при посадке втулки на верхний дополнительный ограничитель, посадочное кольцо жестко связано с втулкой, причем в последней над радиальными отверстиями выполнены промывочные каналы для совмещения с р адиальными отверстиями корпуса при посадке втулки на основной ограничитель, а расстояние от среднего дополнительного ограничителя до впускных отверстий камеры с ускорителем схватывания тампонажного раствора равно расстоянию от нижнего торца втулки до ее радиальных отверстий.

2. Пакер по л.1, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности герметизации заколонного пространства за счет увеличения деформационных свойств цементной крепи, в уплотнительном элементе, впускные отверстия камеры с ускорителем схватывания тампонажного раствора выполнены тангенциально-направленны ми. -.

Фк1

А-А

Й//.

/;

Изобретение относится к горной промети и предназначено для цементирования обсадных колонн (ОК). Цель - повышение эффективности спуска ОК за 'счет снижения гидродинамических давлений. Пакер состоит из полого корпуса (ПК) 1 с радиальными отверстиями 2 и впускнымц отверстиями 3, выполненными тангенциально-направленными, установленного на ПК 1 под отверстиями 2 уплотнительного элемента 4,' образующего с ПК 1 камеру 5 с ускорителем схватывания тампонажного раствора 6, и установленной в полости ПК 1 с возможног стью ограниченного осевого перемещениявтулки (В) 7 с расположенным в ней посадочным кольцом, жестко связанным с В 7. В последней выполнены радиальные отверстия 9, а над ними промывочные каналы 10, разделенные перекрытием 11. На внутренней поверхности ПК 1 под отверстиями 3 последовательно расположены два дополнительных и один основной срезные ограничители. Причем В 7 установлена с возможностью совмещения в исходном положении ее отверстий 9с отверстиями 2 ПК 1, а также перекрытия отверстий 2 ПК 1 и отверстий 3. камеры 5 при посадке В 7 на ограничитель. Промывочные каналы 10 В 7 выполнены для совмещения с отверстиями 2 ПК 1 при посадке 87 на ограничитель, а расстояние от ограничителя до отверстия 3 камеры 5 равно расстоянию от нижнего торца В 7 до ее отверстия 9. Для управления работой пакера используются сбрасываемые с поверхности разделительная пробка на цельнорезиновой основе и цементировочные пробки. Под действием избыточного давления В 7 срезает последовательно ограничители, опускается до ограничителя и закрывает отверстие: 3 камеры. Каналы 10 сообщаются с отверстиями 2 ПК 1, и проис- )^одит прямое цементирование второй ступени ОК. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.%1Оо о о юИзобретение относится к горной промышленности, а именно к устройствам для цементирования обсадных колонн.Цель - повышение эффективности спуска обсадной колонны за счет снижения гидродинамических давлений.На^фиг.1 представлен пакер в процессе спуска в составе обсадной колонны (обсадная колонна не показан^а)', на фиг.2 - то же, в исходном полоЖе.нии перед цементирова-нием первой ступени обсадной колонны; на фиг.З - то же, в процессе пакеровки; на фиг.4 - сечение А-А на фиг.З; на фиг.5 - то же, в процессе цементирования второй ступени обсадной колонны; на фиг. 6 - то же, конечное положение.Пакер для ступенчатого и манжетного цементирования обсадной колонны состоит из полого корпуса 1 с радиальными отверстиями 2 и впускными отверстиями 3. вы-