Гидравлический пакер Советский патент 1992 года по МПК E21B33/12 

элемент 1 с верхним 2 и нижним 3 наконечниками снабжен полой клапанной коробкой 4,6 радиальных каналах которой установлены выпускные клапаны, выпдлнШгнУе в виде подпружиненных поршней 5 и 7. В процессе бурения пакер сШрашеТ незапа- состояние За счет силы, создаваемой пе|Мпадо м давления в турбобуре, налibJke н но и на п ло щади кол ьцё в ых п ор ш- ней 1 И, связанных с корпусом 1. Нагрузка на долото и крутящий момент при бурений передают через шток 8 и Шлйцевое соединение 22. Шток опирается в упор 23 корпуса И

жестко связан с клапанной коробкой 4 в нижней части. После прекращения циркуляции бурового раствора путем возвратно-по ступательного движения изменяют объем всасывающей камеры 20, последовательно открывают клапаны 17 и 19, сообщая всасывающую 20, нагнетательную 24 и рабочую 21 камеры. Поелёднюгсi наполняют жидкостью, обеспечивая пзкеровку. Для распакеровки создают в трубах избыточное давление и открывают клапан 5, выпуская жидкость из полости 21. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для разобщения пластов нефтяных и газовых скважин при бурении гидравлическим пакерами. Цель изобретения - повышение надежности работы пакета в зонах каверно- образования без подъема бурильных труб. Для этого гидравлический пакер содержит полый корпус 11 с каналами, эластичный

Изобретение относится к горной про- мышленностига именно к испытанию скважин и пластов на нефть и газ в процессе бурения.

Известен надувной гидравлический па- кер, состоящий из корпуса с основным каналом, концевой арматуры, соединенной с подвижным цилиндром, образующим с корпусом кольцевую,полость, и уплотнитель- ным элементом, включающим наружный и внутренний эластичные слои, а также силовой корд между ними, выполненный с двумя переходными участками, которые расположены по обе стороны от центральной части уплотнйтельного элемента, причем угол намотки силовых слоев относительно вертикальной оси пакера увеличивается от центральной части и концевой арматуре.

Известен также гидравлический пакер, содержащий полый корпус с каналами и разделительным поршнем, связанный с корпусом эластичный элемент с верхним и нижним наконечниками, концентрично установленный в корпусе полый шток, образующий с корпусом и эластичным элементом соответственно всасывающую и рабочую камеры, установленные в каналах корпуса и разделительном поршне всасывающий и нагнетательный клапаны для сообщения соответственно всасывющей камеры с пространством за корпусом и всасывающей и рабочей камер.

Недостаток известного пакера заключается в том, что его нельзя использ бв ать для испытания пластов в процессе бурения без подъема бурильных труб и долота, и он не имеет механизмов, препятствующих его надуванию в процессе бурения, и распакеров- ке после окончания испытания. :

Цель изобретения - повышение надежности в работе пакера в зонах кавернообра- Зования без подъема бурильных труб и долота.

Поставленная цель достигается тем, что гидравлический пакер содержит полый корпус с каналами и разделительным поршнем, связанный с корпусом эластичный элемент

с верхним и нижним наконечниками, кон- центрично установленный в корпусе полый шток с поршнем, образующий с корпусом и эластичным элементом соответственно всасывающую и рабочую камеры, установленный в каналах корпуса и разделительном поршне всасывающий и нагнетательный клапаны для сообщения соответственно всасывающей камеры с пространством за корпусом и всасывающей и рабочей камер,

а также дополнительно содержит полую клапанную коробку с радиальными каналами, имеющими наружные конические проточки, установленными в каналах клапанов коробки выпускными клапанами, жестко связанными с корпусом и штоком дополнительными поршнями, размещенными между корпусом и штоком над всасывающей камерой и жестко связанным с корпусом упором для взаимодействия со

штоком, при этом корпус и шток имеют каналы между поршнями и связаны в верхней части шлицевым соединением, клапанная коробка жестко связана с нижним наконечником и нижней частью штока, выпускные

клапаны выполнены в виде подпружиненных поршней с уплотнениями и коническими тарелками под проточки каналов клапанной коробки с торцами поршней, обращенными во внутреннюю полость клапанной коробки сообщающегося с полостью штока.

На чертеже изображена конструкция надувного гидравлического пакера, разрез.

Устройство содержит пакерующий эластичный элемент 1, верхний 2 и нижний 3

наконечники, клапанную коробку 4, выпускные клапаны 5, пружины 6, поршни 7 клаланов. полый шток 8, поршни Э штока, каналы 10 штока, корпус 11 поршни 12 корпуса, радиальные каналы 13 корпуса, верхнюю присоединительную резьбу 14 пакерэ, нижнюю резьбу 15 пакера, всасывающую клапанную коробку 16, всасывающий Kianan 17, нагнетательный клапан 18, разделительный поршень 19, всасывающую камеру 20, рабочую камеру 21, шлицевое соединение 22, упор 23, нагнетательную камеру 24.

Гидравлический пакер работает следующим образом.

Устройство резьбой 14 соединяется с откачивающим устройством поршневого типа, установленного выше пакера в составе колонны бурильных труб (не показано), а резьбой 15 пакер присоединяется к клапанной коробке, установленной над турбобуром (не показано). В таком положении пакер может участвовать в процессе бурения, сохраняя свое незапакерованное состояние, поскольку эластичный пакерующий элемент 1 находится в натянутом состоянии за счет значительной гидравлической силы, создаваемой перепадом давления в турбобуре, помноженной на кольцевые площадки всех поршней 12. Эта сила составляет порядка 30 t и превышает сжимающую нагрузку от веса труб, передаваемую на долосо, что обеспечивает нормальный процесс бурения. При этом избыточного давления в рабочей камере 21 для надувания пакерующего элемента 1 не возникает, так как клапаны 5 находятся в открытом состоянии за счет перепада давления, действующего на них изнутри на площади поршней 7 при циркуляции бурового раствора через полый шток 8 в процессе бурения.

Нагрузка на долото и крутящий момент при бурении передается через шток 8 и его шлицевое соединение 22. , После вскрытия бурением перспективного пласта-коллектора, который в месте ус- тановки пакера имеет каверну или увеличение диаметра на 60 - 80 мм и его следует испытать на приток нефти и газа, бурение и циркуляцию бурового раствора прекращают и при этом исчезает гидравлическая сила, создающая натяжение эластичного пакерующего элемента 1 и открытое состояние клапанов 5.

Внутрь труб опускают на кабеле пробо- отборный снаряд с датчиками давления. температуры, расхода и влажности жидкости, который садится в специальное седло откачивающего устройства, расположенного выше пакера (не показано). Затем путем возвратно-поступательного движения объем камеры 20 изменяется, а клапаны 17 и 18 обеспечивают наполнение рабочей камеры

21 и раздувание пакерующего элемента 1 до

5 предельного давления в 300 атм, контролируемого клапанами 5. В раздутом состоянии элемент 1 прижимается к стенкам скважины и разобщает зону испытываемого пласта от остальной части скважины, даже если он попал в небольшую каверну или диаметр

0 ствола скважины больше диаметра пакера на 60 - 80 мм. Откачиваемая из пласта жидкость через клапанную коробку, нахо дяЩу- юся выше турбобура и ниже пакера, поступает через полый шток пакера 8 в по5 лость бурильных труб и вытесняет часть бурового раствора на поверхность, что служит индикатором наличия притока пластового флюида. Процесс изменения скважинного давления, температуры, интенсивности притока и нефтесодержания передается датчиками пробоотборного снаряда на по- верхность, давая возможность ЭВМ определятьфизическиепараметрыпродуктивности испытываемого пласта.

После окончаний исследования пласта и отбора достаточного объема пластового флюида в полость бурильных труб пробоот- борный снаряд поднимают на поверхность, Создают избыточное давление в бурильных

0 трубах и производят натяжение бурового инструмента на 3 - 5, с помощью которого открывается клапаны 5 и выпускается жидкость из полости 21, а пакерующий элемент приходит в незапакерованное состояние,

5 выходя из контакта со стенками скважины, обеспечивая тем самым циркуляцию бурового раствора и продолжение процесса бурения до вскрытия и испытания следующего перспективного пласта-коллектора.

0 Применение предлагаемого пакера позволяет повысить эффективность испытания скважин в зонах каеернообразования или в зонах больших кольцевых зазоров затрубного пространства в процессе буре5 ния без подъема бурильных труб.

Формула изобретения Гидравлический пакбр, содержащий полый корпус с каналами и разделительными поршнем, связанный с корпусом эластич0 нын элемент с верхним 1 нижним наконечниками, концентрично установленный в корпусе полый шток с поршнем, образующий с корпусом и эластичным элементом соответственно всасывающую и рабочую

5 камеры, установленные в каналах корпуса и разделительном поршне всасывающий и нагнетательный клапаны для сообщения соответственно всасывающей камеры с пространством за корпусом и всасывающей и

0 рабочей камер, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы пакера в зонах кавернообразований без

подъема бурильных труб и долота, он снаб-налы между поршнями и связаны в верхней

жен полой клапанной коробкой с радиаль-части шлицевым соединением, клапанная

ными каналами, имеющими наружныекоробка жестко связана с нижним наконечконические проточки, установленными в ка-ником и нижней частью штока, а выпускные

калах клапанной коробки выпускными кла-5 клапаны выполнены в виде подпружиненпанами, жестко связанными с корпусом иных поршней с уплотнениями и коническиштоком дополнительными поршнями, раз-ми тарелками под проточки каналов

мещенными между корпусом и штоком налклапанной коробки с торцами поршней, обвсасывающей камерой, и жест.о связаннымращенными во внутреннюю полость клапанС корпусом упором для взаимодействия со10 ной коробки, сообщающуюся с полостью

штоком, при этом корпус и штбК имеют ка-штока,