Шаговый пакер Советский патент 1993 года по МПК E21B33/12 

Заявляемое изобретение относится к буровой технике, устройствам для уплотнения скважин, в частности для уплотнения скважин в процессе бурения колонной двойных бурильных труб.

Цель изобретения - обеспечение многократности постановки пакера в скважине в процессе бурения без подъема снаряда.

На фиг. 1 изображен пакер в транспортном положении; на фиг, 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Шаговый пакер включает в себя полый корпус 1 с радиальными каналами 2, вкото- рых установлен шаровый фиксатор 3. На корпусе установлен уплотнительный элемент 4, опирающийся на. верхнюю 5 и нижнюю 6 опоры, и толкатель 7, имеющий проточку 8 под фиксатор. Верхняя опора уплотнительного элемента жестко связана с корпусом пакера, а нижняя - с толкателем 7. Полая установочная штанга 9 имеет проточку 10 под фиксатор, на ее верхнем конце установлена компенсирующая втулка 11. Внутри штанги концентрично установлен патрубок 12 с верхним 13 и нижним 14 передниками для соединения с колонной двойных бурильных труб. Верхний передник связан с патрубком жестко, а нижний - телескопически, верхняя поверхность его 15 в пределах соединения имеет форму шестигранника (или шлицевого соединения), а нижний конец патрубка имеет ответную ей форму. Он может быть выполнен в виде шпинделя 16 жестко соединенным с патрубком, а для фиксации нижнего переводника на нем служат полукольца 17. Между штангой и патрубком размещены центрирующие элементы 18 жестко связанные со штангой. С помощью центраторов 19 на нижнем переводнике жестко установлена .упорная втулка 20, телескопически связанная с нижним концом установочной штанги,

При сборке снаряда во время его спуска в скважину пакер устанавливается в любом месте снаряда с учетом глубины его постановки. При сборке компенсирующая втулка 11 входит в контакт с аналогичной компенсирующей втулкой на двойной бурильной трубе, за счет этого обеспечивается герметизация межтрубного пространства, по которому на забой скважины подается промывочный агент,: а также выбираются (компенсируются) неточности изготовления резьбовых соединений верхнего переводника и двойной бурильной трубы.

В транспортном положении при спуске в скважину или подъеме из скважины корпус пакера 1 фиксируется на установочной штанге 9 фиксатором 3, который взаимодействует с проточкой 10 на штанге и не дает

перемещаться корпусу, при этом толкатель

7блокируют фиксатор от перемещения в радиальном направлении, а уплотнительный элемент 4 находится в свободном, ненапряженном состоянии, нижний переводник 14 под действием собственного веса и веса нижерасположенного снаряда смещен вниз относительно шпинделя 16. Зазор между толкателем 7 и упорной втул0 кой 20 конструктивно выполнен минимальным.

При постановке снаряда на забой толкатель 7 пакера входит в контакт с упорной втулкой 2.0. Под действием веса вышераспо5 ложенного снаряда или принудительно, при недостаточном его весе, установочная штанга 9 перемещается вниз, увлекая за собой через фиксатор 3 корпус пакера 1. При смещении корпуса пакера относитель0 но толкателя происходит деформация уплотнительного элемента 4 между верхней 5 и нижней 6 опорами, в результате чего уплотнительный элемент входит в контакт со стенками скважины и перекрывает затруб5 мое пространство.. Во время этого процесса на фиксатор 3 действует усилие со стороны верхней стенки проточки 10 на штанге 9, горизонтальная составляющая этого усилия направлена в сторону толкателя 7.

0 По достижении фиксатором 3 проточки

8толкателя 7 он выталкивается под действием указанной силы в проточку 8. Установочная штанга 9 конструктивно выполнена таким образом, что после выталкивания

5 фиксатора в проточку шпиндель имеет возможность сместиться вниз еще на некоторое расстояние так, чтобы проточка 10 на установочной штанге оказалась ниже фиксатора, а тело штанги блокировало фикса0 тор от радиального перемещения. Таким образом толкатель 7 оказывается зафиксированным относительно корпуса 1, а уплотнительный элемент 4 - в деформированном состоянии и плотном контакте со стенками

5 скважины. При этом со стороны упругого уплотнительного элемента на толкатель через нижнюю опору 6 действует вертикальная сила упругой деформации, которая на наклонной поверхности проточки 8 толкате0 ля располагается на вертикальную и горизонтальную составляющие, последняя действует на фиксатор 3 и направлена в сторону-установочной штанги 9.

Перемещаясь вниз, шпиндель 16 упира5 ется в торец проточки 15-ниж него переводника 14 и передает осевое усилие на породоразрушающий инструмент, после чего возможен процесс углубления скважины. Вращающий момент от станка на долото передается через патрубок 12 и установленн;ый на нем шпиндель 16 посредством шестигранного соединения 15 на нижний переводник 14. Очистной агент, подаваемый на э збой по межтрубному пространству, на забое скважины обогащается шламом, меняет направление движения и по внутренней т зубе колонны двойных бурильных труб поступает на поверхность. При этом пакер, находясь в тесном контакте со стенки скважины, препятствует прохождению очистно- го агента в затрубное пространство. За счет сил трения между уплотнительным элементом и стенками скважины пакер остается на одном месте, а установочная штанга вместе со всем снарядом вращается и перемешива- ется в осевом направлении. I После углубления на длину установочной штанги или по окончании рейса снаряд г риподнимается над забоем, нижний переводник 14 под действием собственного веса v веса расположенного ниже снаряда сме- цается вниз и при совпадении проточки 10 t-a установочной штанге 9 с фиксатором 3 госледний под действием горизонтальной составляющей силы упругой деформации уплотнительногр элемента перемещается в гроточку 10, освобождая толкатель, который под действием вертикальной составляющей упомянутой силы перемещается вниз v упругий элемент приобретает первона--

чальную форму и пакер переходит в транспортное положение и либо опускается вниз для поворотной установки, либо поднимается на поверхность.

Формула изобретения Шаговый пакер, включающий полый корпус с радиальными каналами, установленный в радиальных каналах корпуса шаровой фиксатор, размещенные на корпусе уплотнительный элемент с верхней и нижней опорами и толкатель с проточкой под фиксатор и полую штангу, имеющую проточку под фиксатор, концентрично установленную внутри корпуса с возможностью осевого перемещения и размещения ее проточки ниже шарового фиксатора, отличающийся тем. что, с целью обеспечения многократной постановки его в скважине в процессе бурения без подъема бурового снаряда, пакер снабжен концентрично установленным в полости штанги патрубком с верхним и телескопически связанным с патрубком нижним переводниками для соединения с колонной двойных бурильных труб и центрирующими элементами, установленными в верхней части патрубка жестко связанными со штангой, при этом верхняя опора уплотнительного элемента жестко связана с корпусом, а нижняя опора - с толкателем,

Изобретение относится к устройствам , (ля герметизации в процессе бурения колонной двойных бурильных труб. Цель - обеспечение многократной постановки па- сера в скважине в процессе бурения без подъема бурового снаряда. Для этого корпус 1 фиксируют на шаге 9 фиксатором 3, юторый установлен в радиальных каналах орпуса и проточке 10 штанги, при этом толкатель 7 блокирует фиксатор, и уплотни- тельный элемент 4 установлен на корпусе 1 в свободном состоянии. Внутри штанги 9 установлена втулка 12 с верхним переводником 13 и нижним 14. телескопически связанным с патрубком, и центрирующие элементы 18, жестко связанные со штангой. При создании нагрузки штанга 9 перемещается в них, увлекая корпус 1 и фиксатор 3. происходит деформация уплотнительного элемента между верхней 5 и нижней 6 опорами, поскольку верхняя опора 5 жестко связана с корпусом, а нижняя 6 - с толкателем 7. При достижении фиксатором 3 проточки 8 толкателя 7 он выталкивается в проточку 8 и фиксирует уплотнительный элемент в сжатом состоянии. За счет сил трения пакер остается на месте в процессе бурения, а штанга вместе с втулкой и всем снарядом имеет возможность вращения и осевого перемещения. 3 ил. 00 00 о Ю 00