Устьевой пакер Советский патент 1993 года по МПК E21B33/12 

Изобретение относится к гидромеханическим пакерам, предназначенным для проведения изоляционных работ в нефтяных и газовых скважинах в процессе их углубления через несколько поглощающих горизонтов, сложенных проницаемыми породами.

Известен устьевой пакер, устанавливаемый в кондукторе для проведения исследований скважины (1). Недостатки указанного пакера: - при герметизации устья скважины возможно развертывание резьбовых соединений пакера; - невозможность нагнетания в затрубное пространство раствора с наполнителями при возникновении поглощения.

Известный гидромеханический пакер (2), устанавливаемый в открытом стволе над зоной поглощения обеспечивает возможность проводить гидродинамические исследования и изоляционные работы в

поглощающих скважинах, не поднимая бурильную колонну с долотом на поверхность. При использовании его для герметизации только затрубного пространства появляется большая опасность возникновения аварии с обрывом бурильной колонны из-за гидродинамических ударов на полный ствол в процессе пакеровки. Бурение скважин через один или несколько проницаемых пластов (горизонтов) бывает менее осложнено, если после вскрытия каждого отдельного пласта производится его изоляция. При этом исключается его дренирование, а следовательно, уменьшается сложность ликвидации поглощения. Проведение изоляционных работ и гидродинамические исследования в поглощающих скважинах без подъема бурильной колонны с долотом экономит оР- щее время строительства скважины.

XI

со ю

О О

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей при одновременном снижении гидродинамических ударов на полный ствол в процессе паке- ровки,

Поставленная цель достигается тем, что в устьевом пакере, включающем полый ствол ,р. рпорой и переводником с пропускным отверстием в нижней части, нажимной уплотнительный элемент, установленный на по лоТ стволе, и установленные под нажимным уттлотнительным элементом шлип- сы с узлом гидропривода и кожухом, телескопически установленным на переводнике полого корпуса, переводник снабжен мембраной, установленной перед пропускным отверстием нижней части и выполнен с расположенными над основным дополнительными пропускными отверстиями на разных уровнях и смещенными в окружном направлении, причем нижние отверстия перекрыты сменными насадками, а верхние - кожухом в исходном положении.

На чертеже показано устройство в транспортном положении.

Устьевой пакер содержит ниппель 1, к которому сверху присоединяется рабочая труба, а снизу переводник 2. В переводнике 2 помещен ствол 3 с выступом 4, который входит в соответствующую расточку переводника 2 и удерживается в нем от выпада- ния. Над выступом 4 ствола 3 установлены уплотнительные элементы 5, поджимаемые сверху втулкой 6, которая в свою очередь верхним своим торцем контактирует с ниппелем 1. Таким образом, обеспечивается герметичность соединения:-переводник 2- ствол 3-1. Ниже на стволе 3 помещаются уплотнительные манжеты 7 пакера и узел гидравлического якоря 8, обеспечивающий фиксацию пакера в скважине и герметизацию затрубного пространства. К нижней резьбовой части гидравлического цилиндра 9 якоря присоединяется кожух 10, внутри которого помещен переводник 11, навернутый на ствол 3. На наружной поверхности переводника 11 расположены уплотнительные элементы 12, контактирующие с цилиндрической расточкой кожуха 10, Переводник 11 имеет сквозной осевой канал 13 и нижние радиальные отверстия с установленными в них насадками 14. Выше отверстий с насадками 14 в переводнике 11 имеются отверстия 15, расположенные на разных уровнях.

В нижней части переводника 11 имеется ступенчатая цилиндрическая расточка, в которой помещено кольцо 16 и разрушаемая мембрана 17, поджимаемая снизу гайкой 18.

Устьевой пакер работает следующим образом. К верхней резьбовой части ниппеля 1 навертывается рабочая труба, а к переводнику 11 колонны бурильных труб. Таким

образом, устьевой пакер является составной частью компоновки бурильного инструмента. После установки пакера в кондукторе осуществляется фиксация пакера в колонне и герметизация затрубного пространства.

0 Эта операция осуществляется нагнетанием жидкости внутрь пакера. Перепад давления на насадках 14 передается в гидравлический цилиндр 9 и, действуя на поршень, помещенный в цилиндре 9, перемещает его

5 вверх. С поршнем связаны плашки якоря, которые также перемещаются вверх по конусу и занимают рабочее положение, при котором зубцы, нанесенные на их наружную поверхность, войдут в контакт со стенкой

0 трубы. Разгружая инструмент на определенную величину производят герметизацию затрубного пространства. При деформации резиновых уплотнительных манжет пакера, ствол 3 движется вниз, радиальные отвер5 стия 15 и уплотнительные элементы 12 выходят из кожуха 10. Постепенное открытие радиальных отверстий 15, размещенных на разных уровнях, исключает опасность возникновения гидравлического удара.

0 Исследование поглощающих горизонтов по мере их вскрытия осуществляется по известной методике нагнетанием жидкости в затрубное пространство через радиальные отверстия 15.

5В случае возникновения необходимости промывки скважины, ее глушения или дои- золяции остаточных поглощений, закачка утяжеленного бурового раствора, промывочной жидкости или тампонажной смеси

0 осуществляется с большей производительностью, чем при исследовании. При увеличении темпов закачки мембрана 17 разрушается, освобождая тем самым осевой канал 13,через который жидкость посту5 паёт на забой скважины. Извлечение устьевого пакера на поверхность после проведения операции осуществляется приподниманием инструмента, необходимого для освобождения плашек якоря и их возврата

0 в исходное положение. Затем производится обычный подъем инструмента вместе с па- кером.

Преимущества устьевого пакера заключаются в исключении дополнительных спу5 сков-подъемов, связанных с исследованием вскрытого бурением поглощающего горизонта, обеспечении герметизации устья без применения противовыбросового оборудования (превентера) позволяющего задавливать скважину утяжеленным глинистым

раствором и в случае необходимости проведения изоляционных работ. Все это в конечном итоге повышает эффективность операций по исследованию скважин

и другим работам, связанным с изоляцией поглощающих пластов или ликвидациейнефтегазопроявле- ний.

Использование: предназначен для проведения изоляционных работ в нефтяных и газовых скважинах в процессе их углубления через несколько поглощающих горизонтов, сложенных проницаемыми породами. Сущность изобретения: расширение функциональных возможностей при одновременном снижении гидродинамических ударов на полый ствол в процессе пакеров- ки достигается тем, что переводник полого ствола снабжен мембраной и выполнен с дополнительными пропускными отверстиями на разных уровнях, смещенными в окружном направлении, причем нижние отверстия перекрыты сменными насадками, а верхние - кожухом в исходном положении. 1 ил. ел с

Формула изобретения Устьевой пакер, включающий полый ствол с опорой и переводником с пропускным отверстием в нижней части, нажимной уплотнительный элемент, установленный на полом стволе, и установленные под нажимным уплотнительным элементом шлипсы с узлом гидропривода и кожухом, телескопически установленным на переводнике полого корпуса, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей при одновременном снижении гидродинамических ударов на полый ствол в процессе пакеровки, переводник снабжен мембраной, установленной перед пропускным отверстием нижней части, и выполнен с расположенными над основным дополнительными пропускными отверстиями на разных уровнях и смещенными в окружном направлении, причем нижние отверстия перекрыты сменными насадками, а верхние - кожухом в исходном положении.