Устройство для нагнетания воды в скважину Советский патент 1982 года по МПК E21B43/12 

; Изобретение относится к устройствам 1ПЯ разобщения интервапоо буровых сква- -f жив 1фи провецении фильтрационных но- следований в них во время инженерногеологических и гидрогеологических изысканий аля гицротехническогостроитель ства, а именно к тампонам или пакерам домкратно-винтового действия для оаытных нагнетаний вопы в скважины с уров немерной трубой для контактного замера уровня нагнетаемой воды. Известно устройство для нагнетения воды в скважину, включающее колонну труб, уплотнительный элемент и полую тягу С l . Оанако этоусгройсгво не позволяет пров дить откачки для установления фильтрационных характеристик горных пород в исследуемом интервале скважины. Известно также устройство для нагнетания воды в скважину, содержащее внутреннюю и наружную колонну труб, шток, на котором установлен уплотнительный элемент и навинчена нажимная муфтаC2l. Однако известное устройство не дает возможности проведения прокачки и каких-либо откачек из отделенного тампоном интервала скважины, так как внутрь наружной колонны труб нельзя опустить НИ эрлифт, ни штанговый йпи (тогружной насос, нельзя провести жедонирование или свабирование жидкости из скважины. Наличие внутри тампонного штока тяговых труб увеличивает его диаметр и диаметр всего устройства, а это вынуждает бурить при изысканиях скважины увеличенного диаметра, что значительно ухудшает экномические показатели бурения, особенно при использовании алмазных буровых инструментов. Цель изобретения - освобождение внешней колонны труб от внутренней для спуска необходимого для исследования оборудования. Поставленная цель ;:}остигается тем, что устройство снабжено опорной втулкой, жестко связанной с наружной колонной труб, а виутренНЯЯ колонна труб yc-i тановпеиа с возможностью отсоединения от нажимной муфты, причем между внутренней колонной труб и нажимной муфтой установлено уплотнение. На фиг. 1 изображен тампон, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 2. Устройство содержит шток 1 с приваренным к нему нижним опорным кольцом 2. На штоке размещены уплотнительный элемент, состоящий из колец 3 из резины, разделенных металлическими шайбами 4. Имеется опорная втулка 5 на ниж нем конце наружной колонны труб б, упо ный подшипник 7 для уменьшения трения вращения между нажимной муфтой 8 и опорной втулкой 5. Нажимная муфта 8 имеет в верхней части два симметрично расположенных фигурных вьфеза и уплотнение 9 в опорном гнезде, с которыми взаимодействует рожковый ключ 10 на нижнем конце внутренней колонны труб 11.Имеются также распорные рессоры 12,присоединенные к шпилькам 13 на тампонном штоке 1 гайками 14. Нажимная муфта 8 сжимает кольца 3 через упорный подшипник 7 и опорную втулку 5 при навинчивании ее на шток 1, имеющий в верхней части винтовую нарезку, аналогичную нарезке на ражимной муфте 8. Шток может перемещаться в осевом направлении и поворачиваться в опорной втулке 5. Наружная и внутренняя колонны труб 6 и 11 вькодят на поверхность и открыты, однако верх наружной колонны труб может быть оборудован оголовком - тройником. Устройство работает следующим обраНа наружной колонне труб 6 шток 1 с присоединенными к нему деталями опус кается в скважину на заданную глубину. Затем опускается внутренняя колонна труб 11 с рожковым ключом 1О. Движениями колонны труб 11 с Поверхности рожковый ключ Ю соединяется с нажимной муфтой 8 рожками в вырезы и вращением труб 11 нажимная муфта 8 навинчивается далее на шток 1, сжимая через опорную втулку 5 резиновые кольца. Распорные рессоры 12 в это время удерживают шток от свободного поворота до момента разжима колец 3 в стенки скважины. Сжатые кольца раздаются вширь и плотно облегают как стенки сква жины, так и шток, отделяя нижний интервал скважины от верхних. Затем рожковы ключ может быть отсоединен от нажимной муфты 8 и приподнят на трубах 11. Наливом воды в наружную водонагнетательную колонну труб 6 повторяется герметичность установки уппотнитального элемента - по положет5Ию уровня воды снаружи этих труб. В положительном случае проводится опытное нагнетание воды в исследуемый интервал скважины по общепринятой методике. Замер уровня нагнетаемой воды для поддержания его в заданном значении производится по внутренней колонне труб 11. При необходимости, например для замера положения статического уровня воды перед нагнетанием, уровнемерный прибор может быть опушен даже ниже штока. Для производства прокачки в Целях очистки исследуемого интервала скважины и лучшего вскрытия водопроводящих пор и трещин в стенках части скважины, изолированной от других интервалов скважины, внутренняя колонна труб 11 после монтажа устройства отсоединяется и извлекается на поверхность вместе с рожковым ключом 10, а внутрь колонны труб 6 опускается водоподъемное устройство - эрлифт, штанговый или погружной насос, и т.п. Можно также провести тартание жидкости желонкой. По окончании прокачки внутренняя уровнемерная колонна труб 11 снова опускается до нажимной муфты. Производство откачек различными способами при поднятой на поверхность внутренней колонне труб 11 пояснений не требует. Для проверки герметичности установки устройства в скважине повьшенным давлением и при переходе на нагнетание повьоненным.давлением, когда уровень нагнетаемой жидкости находится выше среднего среза уровнемерной колонны труб 11 и когда замер величины давления воды необходимо производить по манометру, рожковый ключ 10 опускается До входа рожков в нижнюю часть вырезов в нажимной муфте 8, т.е. до контакта нижнего торца рожкового ютюча 10 с уплотнением 9 в опорном гнезде нажимной муфты 8 и весом уровнемерной колонны труб 11 прижимается к уплотнению 9. Этим достигается герметичность разъемного соединения, что можно проверить по положению уровня жидкости внутри колонны труб 6 при подаче жидкости Hacoc{ j по колонне труб 11, на поверхности присоединяется нагнетательная линия от насоса с манометром.

При демонтаже рожковый ключ 10 вводится в соединение с нажимной муф той 8, вращением в обратную сторону она свинчивается со штока 1, но не полностью. Осевыми движениями рож кового ключа, когда рожки заведены в боковую часть вырезов, штск расэсаживается вверх и вниз для лучшего совобождения колец 3, так как сжатые кольца могут сильно деформироваться, изменять свою форму, особенно при неровных стенках скважины и в трещиноватых породах, и без расхаживания не восстановить свою первоначальную форму и положение на штоке. Затем рожковый ключ выводится из зацепления и вместе с внутренней колонной труб II

поднимается на поверхность, всйед аа

этим поднимается и наружная колонна

труб со штоком к остальными деталями

устройства.

Ф. ормула изобретения

Устройство для нагнетания воды в скважину, содержащее внутреннюю и наружную колсяшу, труб, шток, на котором, установлен уплотнительный элемент и навинчена нажимная муфта, отличающееся тем, что, с цепью освобождения внешней колонны труб от внутренней для спуска необходимого для исследования оборудования, устройство снабжено опорной втулкой, жестко связанной с наружной колонной труб, а внутренняя

кол(Я1на труб установлена с возможностью отсоединения от нажимной муфты.

2. Устройство ПОП.1, отличающее с я тем, что между внутренней , колонной труб и нажимной муфтой установлено уплотнение.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 271455, кл. Е 21 В 33/12, 1968.

2.Справочник гидрогеолога под общей редакцией М. Е. Альтовского. Госгеолтехиздат, 1962, с. 379-38О (про тотип).