Пакер — SU 1696673 (original) (raw)
(51)5 Е 21 В 3 ЕТЕН ВТОРСКО ВИДЕТЕЛЬСТ Б.М,Курочк нефтедобываенно к устройзатрубного ения и эакачироцессе буревозможностив центральноления крупнополнителя.На фиг,1сечение А - А- Б на фиг.1фиг.1; на фиг ние относит шленности, аизоляци ОТ ЭОНЫ ПОГЛ наполнителя Изобрете ющей промы СТВЭМ ДЛЯ пространства вания в него ния скважиныЦель изо ности пакера вышение надежсчет исключения ретения - в работе 3 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ И(71) Государственное Альметьевское управление буровых работ Производственногообъединения "Татнефть" и Всесоюзный научно-исследовательский институт буровойтехники(56) Авторское свидетельство СССРМ 588345, кл, Е 21 В 33/12, 1973,Авторское свидетельство СССРМ 1514905, кл, Е 21 В 33/12, 1987,(54) ПАКЕ Р(57) Изобретение относится к нефтедобывающей пром-сти и предназначено для изоляции затрубного пространства от зоны поглощения и закачиванияв нее наполнителя в процессе бурения скважины. Цель изобретения - повышение надежности па-. кера в работе за счет исключения возможности образования застойной эоны в центральном канале (ЦК) его ствола из-за скопления крупноразмерного и волокнистого наполнителя. На стволе 1 пакера с ЦК З,радиальным каналом 4 и штуцерным наконечником (ШН) 5 установлен подвижно сек.Ж 1696673 А 1 ционныи уплотнительныи элемент иэ манжет 6 и 7 и кольца 8. Под ним размещены якорный узел с корпусом 9 и плашками 14, соединенными тягами 15 с обоймой 16, и узел гидропривода с цилиндром 17 и подпружиненным поршнем 21, Полость 20 под поршнем гидравлически связана с ЦК 3, С цилиндром 17 жестко связан кожух 24 с осевым каналом 25, пазами 40 и кольцевым упором 38. На Ш Н 5 установлен поворотный кран (ПК) 27 со сферической поверхностью 28, проходным каналом 30, пружинами кручения и выступом 29, взаимодействующим с кольцевым упором 38 и осевыми пазами 40 кожуха 24 в исходном и Оабочем положениях пакера. Площади поперечного сечения канала 30 ПК 27 и канала 25 кожуха 24 равны з площади поперечного сечения ЦК 3. При эакачивании жидкости в колонну труб избыточное давление передается в полость 20 цилиндра 17 под поршень 21. Плашки 14 выдвигаются до сцепления со стенками скважины, и посадкой веса колонны труб производятся деформация манжет 6 и 7 и перекрытие ствола скважины. При сжатии манжет 6 и 7 ствол перемещается и канал 30 ПК 27 совмещается с ЦК 3 и каналом 25 кожуха 24, через которые производится эака- О чивание различных тампонажных смесей вО подпакерное пространство скважины. 7 ил,Од образования застойной эоны м канале его ствола иэ-эа скоп- размерного и волокнистого напредставлен пакер; на фиг.2 - на фиг.1; на фиг.3 - сечение Б на фиг.4 - сечение В - В на 5 представлен пакер в рабо30 35 40 45 50 чем положении; на фиг,б - сечение Г - Г на фиг.5; на фиг,7 - сечениеД - Д на фиг,б,Пакер содержит ствол 1 с переводником 2, центральным и радиальным каналами 3 и 4 и штуцерным наконечником 5 на его нижнем конце, установленный подвижно на стволе 1 секционный уплотнительный элемент из манжет 6 и 7 и разделительного кольца 8, размещенные под ними якорный узел . включающий корпус 9 с радиальными окнами 10 и осевыми прорезями 11, конус- ными пазами 12 с канавками 13 и установленные в них конусные плашки 14,соединенные тягами 15 с обоймой 16, узел гидропривода, включающий соединенный жестко с корпусом 9 якорного узла цилиндр 17 с окнами 18 и уплотнительным кольцом 19, полость 20 котороо гидравлически связана в исходном полокении с центральным каналом 3 ствола 1 через его радиальный канал 4 и размещенный в цилиндре 17 поршень 21 с манжетой 22 и пружиной 23, соединенный собоймой 16, связанной жестко с цилиндром 17 и установленный на штуцерном наконечнике 5 кожух 24 с осевым каналом 25 и размещенный в штуцерном наконечнике 5 с радиальным окном 26 пово- ротный кран 27 со сферической наружной поверхностью 28, выступом 29 и цилиндрическим проходным каналом ЗО, площадь поперечного сечения которого равна площадям поперечного сечения центрального и осевого каналов 3 и 25 ствола 1 и кожуха 24, Цилиндр 17 выполнен с внутренней кольцевой проточкой 31 и упором 32 под обойму 16, Поворотный кран 27 с помошью осей 33 и ушков 34 закреплен на штуцерном наконечнике 5, Для управления работой поворотного крана 27 на его осях ЗЗ установлены поворотные пружины 35 и Зб, а в кожухе 24 выполнены радиальное окно 37 и упор 38 для взаимодействия с выступом 29 поворотного крана 27 в исходном положении, Кроме того, кожух 24 имеет окна 39, а также осевые пазы 40 для взаимодействия со сферической наружной поверхностью 28 поворотного клапана 27.Пакер работает следующим образом, На колонне бурильных труб пакер опускают в скважину до заданной глубины. Б колонну труб нагнетают буровой раствор,Перед радиальным окном 26 штуцерного наконечника 5 возникает перепад давления, который передается через каналы 4 в полость 20 цилиндра 17 и .поршень 21 с манжетой 22 и обоймой 16, сжимая пружину 23, поднимается и выдвигает плашки 14 до упора к стенке скважины 41, При посадке инструмента вес пакера и часть веса инструмента передается на манжеты 6 и 7, Затем закачку раствора прекращают и доводят нагрузку до максимальной расчетной величины. Сжатие уплотнительных манжет 6 и 7 сопровождается перемещением ствола 1 пакера в нижнее положение, при котором полость 20 гидроцилиндра 17 герметизируется уплотнительным кольцом 19, а поворотный кран 27 эа счет упора его выступа 29 в упор 38 кожуха 24 совершает вращательное движение вокруг осей 33, закручивая пружины 35 и 36, с углом поворота на 90 и сообщает центральный канал 3 ствола 1 пакера и бурильных труб с подпакерной зоной 42 через осевой канал 25 кожуха 24. Для проверки герметичности разобщения эатрубного пространства в бурильные трубы нагнетают продавочную жидость: если перелива из скважины не наблюдается или уровень жидкости в затрубном пространстве не повышается, значит пакер надежно перекрыл зону поглощения от остальной части ствола скважины,Убедившись в герметичности установки пакера, в зону поглощения закачивают тампонирующую смесь, причем прямоточный центральный канал 3 в стволе 1 пакера позволяет применять высокоэффективные быстросхва-ывающие смеси с высоким содержанием крупноразмерных и волокнистых наполнителей. После закачки смеси в скважину смесь продавливают в зону поглощения рас;етным количеством продавочной жидкости и выдерживают до схватывания.Съем пакера осуществляется подъемом бурильных труб, при этом осевая нагрузка с манжет 6 и 7 снимается и они принимают первоначальную форму. а пружина 23 возвращает обойму 16 с плашками 14 и поршнем 21 в исходное положение, при этом корпус 9 якорного узла с кожухом 24 опускается до упора в штуцерный наконечник 5, а пружины 35 и Зб кручения, раскручиваясь, поворачивают кран 27 в исходное положение, перекрывая центоальный канал 3 ствола 1 пакера и бурильных тоуб,Техническим преимуществом предложенного пакера по сравнению с прототипом является то, что он имеет равнопроходной с бурильными трубами внутренний канал пакера относительно оси скважины, что позволяет применять крупнораэмерные и волокнистые наполнители, исключая возможность образования в проходном канале застойной зоны, а также многократно использовать пакер за один спуск инструмента.Формула изобретения Пакер, содержащий ствол с переводником, центральным и радиальным каналамии штуцерным наконечником на его нижнем1696673 18 1 б О 71 гп 18 Ц 1 г О 51 1 гг 4 7 б 50 Я 7 58 г Игю 1 б Д 7 конце, установленные подвижно на стволе секционный уплотнительный элемент и размещенные под ним якорный узел с корпусом и коническими плашками, соединенными тягами с обоймой, узел гидропривода с цилиндром и подпружиненным поршнем, гидравлически связанным с центральным каналом ствола, и жестко связанный с цилиндром кожух с осевым каналом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности его в работе за счет исключения воэможности образования застойной эоны в центральном канале ствола пакера иэ-эа скопления крупноразмерного и волокнистого наполнителя, на штуцерном наконечнике ствола установлен поворотный кран со сферической наружной поверхностью, цилиндрическим проходным каналом, пружинами кручения и выступом, в осевом канале кожуха выполнены кольце вой упор и продольные пазы с возможностью обеспечения взаимодействия их соответственно с выступом и наружной поверхностью поворотного крана, фиксации его в исходном положении и совмещения 10 его проходного каналас центральным и осевым каналами ствола и кожуха в рабочем положении, при этом площади поперечного сечения проходного канала поворотного клапана и осевого канала кожуха равны пло щади поперечного сечения центральногоканала ствола, 36966731696673Составитель Л. ФарукшинРедактор Г. Наджарян Техред М.Моргентал Корректор И. Муска Заказ 4286 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101