Гидравлический пакер Советский патент 1980 года по МПК E21B33/12 

(54) ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПАКЕР

Изобретение относится к области нефтяной и газовой промышленности, а именно к гицравлическим пакерам цля разобщения интервала скважины. Известен пакер, позволяющий производить временное разобщение пластов за ко лонной бурильных труб за счет концентричной установки в корпусе перекрьшающей втулки с тремя рядами промывочных кана лов, которая снабжена,внутренней втулкой, выполненной с двумя рядами промььвочных каналов и закрепленной срезными элементами при совмещенных верхних рядах каналов l. Устройство не обеспечивает автоматической запакеровки ствола скважины при возникновении затрубного газопроявления, т. е. уменьщение давления за бурильной колонной, из-за газирования столба промьюочной .жидкости. Этим надостаткомзначительно снижается эффективность использования устройства. Известен также пакер, включающий корпус, уплотнительный элемент и клапанное устройство, содержащее дифференциальную втулку, выполненную с радиальными каналами, и механизм фиксации втулки . Срабатывание заключается в разрушении запорного устройства и перемещении дифференциальной втулки, в результате чего рабочая полость уплотнитель- ного элемента соединяется с полостью колонны труб. Недостатком устройспва является отсутствие автоматического срабатывания клапана при возникновении затрубных газопроявлений. Целью изобретения является обеспечение автоматической запакеровки скважины при возникновении затрубных газопроявлений и отсутствии циркуляции промывочной жидкости. Цель достигается тем, что механизм фиксации втулки выполнен в виде соединенного с втулкой разрезного цилиндра, уста- новленного на упорном выступе патрубка, на наружной стороне которого размещен подпружиненный поршень, соединенный с коаксиально устанойлёШь11Г на разрезном цилиндре хомутом, внутренняя поверхность которого выполнена с кбльцё, выми проточками, нричем внутри патрубка установлена пружинная диафрагма, кинематически связанная со стопорным, вза ймЬдёйствующим с хомутом, разрезным кольцом, помещенным в наружной йроточке патрубка, а полость, образованная корпусом, патрубком и поршнем, связана посредством выполненньгх: .в корпусе каналов имеющих обратные клапаны, с полостью, об{Ьазованной корпусом н кольцевой эластичной перегородкой, которая укреплена на его наружной сторонё под уплотнйтельг.ным .элементом. На чертеже показан гидравлический пакер. Пакер включает корпус 1, в стенке которого выполнены боковые отверстия 2 и 3 и установлены обратные клапаны 4 (с калиброванным каналом) и 5, перепускающие жидкость во взаимно перпендикулярных направлениях. Эла&тЙШ я перегородка 6 и патрубок 7 образуют с корпусом 1 две полости, в одной из которыхпомещены пружина 8 и кольцевой хомут 9, с которым взаимодействовать разрезное пружинное кольцо 10 установленное в патрубке 7 где также помещены нажимные шарики 11 и аакреплёна пружинная диафрагма 12. В 1 установлена дифференциальная втулка 13, снабженная самоуплотняющейся манже той 14 одностороннего .действия и упорны разрезным цилиндром 15,который упирается в патрубок 7 лепестками, принудител но сжатыми кольцевым хомутом 9 (втулк 13 имеет фильтровый участок А иможет быть зафиксирована средным элементом) На ко.рпусе 1 установлен уплотнительный piyKaB 16, перекрывающий боковые отверстия 2 и 3, а так ке-эластичную tiepet o. родку 6. Полости, образованйью кЬрп -сом 1 с перегородкой 6 и цилиндром 7, заполнены высоковязкой жидкостью. Гидравлический пакер работает следую щим образом. При кратковременном повышении давле ния в колонне труб, прешиествующем нач&лу циркул5щии промывочной жидкости в скважине, кольцевой хомут 9 воспринимает это Давление сверху как поршень и, сжимая пружину, 8, смещается вниз, .Вязкость жидкостив камере под; хомутом и параметры канала обратного клапана 4 обеспечивают достаточно малую ско - рость смещения хомута, такую, чтобы до начала циркуляции промывочной жидкости

«Kf;::.«K,,T-i iS«4S;s

747978 в течение 5-8 мин хомут не выходил из контакта с лепестками цилиндра 15, т. е. исключалось перемещение втулки 13. При возникновении циркуляции промывочной жидкости в скважине разжимаются лепестки диафрагмы .12 и посредством шариков 11 ВВОДИТ твыступ .кольца Ю в кольцевые пазы хомута 9. По окончаний циркуляции жидкости хомут 9 под действй- ем пружины 8 возвращается, в верхнее исходное положение. При этом жидкость из полости, образованной эластичной перегородкой 6 и корпусом I, через обрат-ный клапан 5 поступает в полость, образованную корпусом 1, патрубком 7 и хомутом 9. Следовательно, при промьюке, проработке и проходке ствола скважины клапанное устройство защищено от срабатьюания. . Если в процессе этих операций обнаружено тфезмерно высокое содержание в промьшочной жидкости, прекращаютниркулящию жидкости в скважине, Хомут 9 воспринимая избыточное давление . . сверху смещается вниз;Я дкость в полости под хомутом через обратный клапан 4 перемещается в полость, образованную элШЙч- ной перегородкой 6 и корпусом,. В нижнем положении кольцевой хомут 9 выходит из контакта с лепестками цилиндра 15и освободившиеся лепестки дают возможность перемещения дифференциальной втулке 13, которая смещается в крайнее нижнее положение и сообщает через фильтровый участокА, самоуплотняющуюся манжету одностороннего действия 14 и боковые отверстия 2 внутриколонное с рарабочей полостью рукава 16. ПроисхоД11Т запакеровка ствола скважины. При возникновении затрубных газопроявлений в процессе спускоподъемнЫх операций, клапанное устройство срабатывает Tak же, как показано выше. Бели разность давлений внутриколонного и заколонно о столбов жидкости, необходимая для запакеровки, может вызвать циркуляцию промывочной жидкости в скважине, то в нижней части бурильной колонны должен .быть установлен редукционный клапан. После запакеровки применяют обычную технологию с забойным превенте- ром, т. е. открывают циркуляционные отверстия выше уплотнительного элемента и и производят замену (утяжеление) .промывочной жидкости над забойным превентером после чего выпускают промывочную жидкость из рабочей полости уплотнительного рукава. Эти операции осуществляют. используя перекрывающие втулки, перемещаемые давлением после посадки на них шаров, сбрасываемых в колонну груб. Затем выполняют необходимые технологические операции по дальнейшему бурению скважины... Формула изобретения Гидравлический пакер, включающий корпус, уплотнительный элемент и клапанный механизм, содержащий дифференциаль ную втулку, выполненную с радиальными канал1ами, и механизм фиксации втулки, отличающийся тем, что, с целью обеспечения автоматической запакеровки скважины при возникновении затрубных газопроявлений и отсутствии циркуляции промывочной жидкости, механизм фиксации втулки выполнен в виде соединенного с втулкой разрезного цилиндра, установленного на упорном выступе патрубка, на наружной стороне которого размещен

747978 подпружиненный поршень, соединенный с коаксиально установленным на разрезном цилиноре хомутом, внутрення поверхность которого выполнена с кольцевыми проточ-; ками, причем, внутри патрубка установлена пружинная диафрагма кинематически свяйанная со стопорным, взаимоиействук щим с хомутом, разрезным кольцом, помещенным в наружной проточке патрубка, а полость, образованная корпусом, патрубком и поршнем- связана посретством выполненных в корпусе каналов имеющих обратные клапаны с полостью; образованной корпусом и кольцевой эластичной перегородкой которая укреплена на его наружной стороне под уплотнительным элементом. Источники информации,. пр.инятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство. СССР N 489858, кл. Б 21 В 33/12: Л969. 2,Авторское свидетельство СССР N9 327316, кл. Е 21 В 3312, 19.68 (прототип).