Клапанное устройство пакера для двухступенчатого цементирования обсадной колонны Советский патент 1980 года по МПК E21B33/14 

(54) КЛАПАННОЕ УСТРОЙСТВО ПАКЕР-А

ДЛЯ ДВУХСТУПЕНЧАТОГО ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ

ОБСАДНОЙ КОЛОННЫ

1

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к устройствам для двухступенчатого цементирования обсадных колонн с применением пакеров.

Известно клапанное устройство пакера для дву сступенчатого цементирования обсадной колонны, включающее корпус с радиальными отверстиями, срезные втулки с посадочными седлами, пакер и цементировочные пробки (I.

Недостатком устройства является низкая надежность его работы я перекрытие проходного, сечения колонны при приведении пакера в рабочее положение.

Наиболее близким к изобретению является клапанное устройство для двухступенчатого цементирования обсадной колонны, включающее корпус с радиальны ми отверстиями, верхнюю и НИЖНК5Ю срезные втулки, последняя из которых выполнена с радйальными отверстиями, дополнительную втулку, установленную концентрично в нижней втулке, и каналы гидравлической связи пакера с внутренним пространством колонны, выполненные R корпусе 2.

Недостатком известного устройства яв лйется перекрытие внутреннего канала колонны от приводных элементов пакера.

Цель изобретения - повышение надежности устройства путем исключения перекрытия внутреннего канала колонны от приводных элементов пакера.

Поставленная цель достигается тем, что нижняя втулка выполнена-с двумя кольцевыми проточками и выступом между ними на внутренней поверхности и имеет в нижней 10 части опорный бурт,, а дополнительная втулка в нижней части выполнена ступенчатой по наружной поверхности и образует с корпусом и нижней втулкой кольцевую полость, сообщающуюся с внутренним пространством обсадной колонны через радиальное отверс15тие, выполненное в верхней части дополнительной втулки, причем верхняя часть дополнительной втулки выполнена в виде разрезных пружинных лепестков, взаимодействующих с выступом нижней втулки, а в верхней втулке установлена на с)езном элементе гильза-седло.

На фиг. I изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - то же, момент приведения пакера в рабочее положение; на фиг. 3 то же, момент открытия цементирбвочных отверстий второй ступени; на фиг. 4-то же, момент закрытия Цементировочных отверстий.

Устройство состоит из корпуса 1 с радиальными отверстиями А, каналами Б и В и осевым каналом Г; нижней втулки 2 с внутренним выступом, имеющим опорный бурт, КОЛЬЦОВЫМ карманом, выполненным выше выступа, боковыми отверстиями Д, срезным штифтом 3 и винтом 4, снабженным резиновым амортизатором 5; дополнительной составной ступенчатой втулки 6 с радиальным отверстием Е и разрезными пружинными лепестками, на которых установлены резиновые насадки 7 и имеются опорные бурты, кольцевой полости Ж; фиксатора 8, верхней втулки 9, соединенной с корпусом срезной шпилькой 10; гильзы-седла 11, жестко связанной с верхней втулкой срезным штифтом 12.,,....

Детали устройства оборудованы уплот штельными кольцами 13. Устройство соединено с.корпусом уплотнительноГо элемента 14.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

После окончания первой тту№йицементирования в обсадную колонну бросают тар 15, который садится на кольцевое седло, образованное пружинными лепестками дополнительной втулки б и насадки 7. При повышении давления в колонне срезается штифт 3 и нижняя втулка 2 сдвигается до совмещения боковых отверстий Д с каналом Б корпуса . Жидкость, находЯшаяся в обсадной колонне, через отверстия Д, каналы Б, Г и В поступает в уплотнительный элемент 14 пакера - происходит запакеровка. При дальнейшем повышении давления срезается винт 4 и втулки 2 и 6 перемещаются вниз до упора втулки 6 в кольцевой выступ корпуса I, при этом втулкой 2 перекрывается канал Б и открываются радиальные отверстия А корпуса I.

Для цементирования второй ступени в обсадную колонну закачивают необходимый объем цементного раствора и пускают разделительную пробу 16. Цементный раствор вытесняется в затрубное пространство через окна А корпуса 1. В момент окончания цементирования второй ступени разделительная пробка 16 попадает в гилъзу-седло II, при этом срезается шпилька 10 и верхняя втулка 9 с гильзой-седлом 11 и пробкой 15 смещается внизЛри сме цении верхней втулки 9 вниз.она. взаимодействует с нижней вту.г кой 2, заставляя последнюю также перемещаться вниз. После прохождения нижнего уплотнителыюго кольца, установленного на втулке 2, через радиальное отверстие Е дополнительной втулки б давление в кольцевой полости Ж повышается, и втулкаб с находящимся на ней шаром 15 перемещается вверх. Пружинные лепестки дополнительной втулки б, попадая в кольцевой карман нижней втулки 2, разжимаются, и шар тонет.. В конечном прлржении верхняя втулка 9 герметично перекрывает радиальные отверстия

А корпуса 1 и жестко крепится фиксатором 8, при дальнейшем повышении давления в колонне срезается штифт 12, гильзу-седло II с находящейся в ней пробкой 16, например, извлекают на поверхность, продавливают к забою или пускают под собственным весом.

Формула изобретения

Клапанное устройство пакера для двухступенчатого цементирования обсадной колонны, включающее корпус с радиальными отверстиями, верхнюю и нижнюю срезные втулки, последняя из которых выполнена с радиальными отверстиями, дополнительную втулку, установленную концентричио в нижней втулке, и каналы гидравлической связи :пакера с внутренним пространством колонны, выполненные в .корпусе, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства путем исключения перекрытия

P .внутреннего канала колонны от приводных элементов пакера nocjie цементирования обсадной колонны, нижняя втулка выполнена с двумя кольцевы.ми цроточками и выступом между ними на внутренней поверхности и имеет в нижней части опорный бурт, и дополнительная втулка в.нижней части выполнена cryпeнчatoй по наружной поверхности и образует с корпусом и нижней втулкой кольцевую полость, сообщающуюся с внутренним пространством, обсадной колонны через радиальное отверстие, вып.олненное в верх ней части дополнительной втулки, причем верхняя часть дополнительной втулки выполнена в виде разрезных пружинных лепестков, взаимодействующих с выступом нижней втулки, а в верхней втулке установлена на срезном элементе гильза-седло.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

М., 1975.

10

фиг.{

иг.2