Устройство для изоляции опробуемых интервалов скважин

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗОЛЯЩШ ОПРОБУЕМЫХ ИНТЕРВАЛОВ СКВАЖИН, вклю-. чающее корпус, секционный уплотнитель ный элемент, цилиндр с поршнем, жестко соединенным с полым штоком. выполненным с радиальным отверстием, толкатель, установленный на нижнем конце штока, установочный патрубок, соединенный с колонной труб, от-, л и ч а ю щ е е с я тем, что,,с целью снижения трудоемкости работ по установке устройства при гидрогеологических исследованиях скважин, ци .линдр размещен внутри корпуса, который снабжен защелками, а полый шток выполнен с кольцевым выступом для взаимодействия с защелками и связан внутреннигл шлицевым соединением с установочным патрубком, расположенным внутри штока и подпружиненным отноi сительно него,, причем цидиндр .имеет радиальные отверстия выше поршня для SS сообщения колонны труб с интервалом сл скважин под устройством через отверстие в установочном патрубке при крайнем е го верхнем положении.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИ4ЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(5П E-21 В 33/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3454458/22-03 (22) 18.06.82 (46) 07.10.83. Бюл, Р 37 (72) Б.Я.Гвирцман и В.H.Ãóñåâ (7,) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (53) 622.245.4(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 747979, кл. Е 21 В 33/126, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 649825, кл. E 21 В 33/12, 1977.

3. Авторское свидетельство СССР

9 751961, кл. Е 21 В 33/12,. 1978 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ

ОПРОБУЕМЫХ ИНТЕРВАЛОВ СКВАЖИН, включающее корпус, секционный уплотнительный элемент, цилиндр с поршнем, жестко соединенным с полым штоком, „„SU„, 1046475. А выполненным с радиальным отверстием, толкатель, востановленный на нижнем конце штока, установочный.патрубок, соединенный с колонной труб, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,,с целью снижения трудоемкости работ по установке устройства при .гидрогеологических исследованиях скважин, цилиндр размещен внутри корпуса, который снабжен защелками, а полый шток выполнен с кольцевым выступом для взаимодействия с защелками и связан внутренним шлицевым соединением с установочным патрубком, расположенным внутри штока и подпружиненным отно; сительно него, причем цидиндр имеет радиальные отверстия выше поршня для 3 сообщения колонны труб с интервалом скважин под устройством через отверстие в установочном патрубке при край- С нем еro верхнем положении.

Изобретение относится к оборудо-. ванию для проведения гидрогеологических исследований скважины при про ведении опытных нагнетаний и измерений напоров подземных вод.

Известно устройство для изоляции 5 опробуемых интервалов скважин, основной частью которого .является уплотнительный элемент, расширяемый путем нагнетания в него. воды или воздуха (1). 10

Недостатком этого устройства является быстрый выход из строя уплотнительного элемента при спускоподъемных операциях.

Известно также устройство для гер- 15 метизации кольцевого пространства скважины, устанавливаемое в скважине с помощью конуса с плашками. Уплотнительный элемент. устройства сжимается с помощью гидроцилиндра, а его фиксация осуществляется за счет насечки на внутренней поверхности стопорного элемента 2 ." Недостатком устройства является необходимость постоянной закачки жид- 25 кости через него для сообщения полости колонны труб с интервалом скважины под устройством, что не позволяет использовать его для Гидрогеологических исследований. Известно также устройство для изо-З0 ляции интервалов скважин, спускаемое в скважину на трубах и включающее . секционный уплотнительный элемент, цилиндр с поршнем, жестко соединенным с полым штоком, выполненным с ради- 35 альным отверстием, толкатель, уста..новленный на нижнем конце штока, и установочный патрубок для соединения, с колонной труб Г3 3. для приведения устройства в дейст-40 вие необходимо перекрывать его центральный канал специальным клапаном, спускаемым через колонну труб. Для обеспечения сообщения. колонны труб с интервалом скважины ниже устройства 45 клапан необходигло поднять на поверх.ность. Следовательно, применение ука- . занного устройства связано с необходимостью проведения дополнительных работ по спуску и извлечению клапана, что приведет к увеличению. объема работ при его.использовании для гидрогеологических исследований скважин.

Целью изобретения является снижение трудоемкости работ по установке устройства при гидрогеологических

:исследованиях скважин с использованием изолирующих устройств.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для изоляции опробуемых интервалов скважин, включающем . 60 корпус, секционный уплотнительный элемент, цилиндр с поршнем, жестко соединенным с полым штоком, выполнен- ным с радиальным отверстием, толкатель, установленный на нижнем конце 65 штока, установочный патрубок, соединенный с колонной труб, цилиндр размещен внутри корпуса, который снабжен защелками, а полый шток выполнен с кольцевым выступом для взаимодействия с защелками и связан внутренним шли-, цевым соединением с установочным патрубком,. расположенным внутри штока и подпружиненным относительно него, причем цилиндр имеет радиальные. отверстия выше поршня для сообщения колонны .труб с интервалом скважин под устройством через отверстие в установочногл патрубке при крайнем его верхнем положении.

fla фиг.1 показано устройство.при его спуске в скважину; на фиг.2 — сечение А-A на фиг.1; на фиг.3 — сечение S-Б на фиг.1; на фиг.4 — устройство в рабочем положении в скважине.

Устройство содержит .корпус 1 и уплотнительный элемент с эластичными кольцами 2, разделенными жесткими прокладками 3. Внутри корпуса 1 на его крышке,4 установлен цилиндр 5 с поршнегл б, жестко соединенным с полым штоком 7. Полый шток 7 снабжен выступом 8, установленным с возможностью взаимодействия с пружинными защелками 9 на стенках корпуса 1, и заканчивается внизу круглой головкой

10 с кольцевой выемкой 11, в которой закреплен толкатель 12 с возгложностью вращения относительно полого штока 7.

Толкатель 12 выполнен в виде крестовины, концы которой заведены в продольные вырезы 13 в стенках корпуса

1 и удерживают на себе эластичные кольца 2 и жесткие прокладки 3 ° В полый шток 7 вставлен проходящий через крышку 4 корпуса .1 и поршень б установочный патрубок 14, снабженный в нижней части головкой 15 с выступами 16, входящими в продольные пазы 17 на стенках полого штока 7, и в верхней части — упором 18, отделяемым от крышки 4 корпуса 1 прокладкой 19, и переводником 20 под трубы 21. Между головкой 15 и поршнегл 16. на установочный патрубок .14 надета упорная пружина 22. В стенках цилиндра 5, полого штока 7 и установочного патрубка 14 выполнены радиальные отверстия

23-26 для пропуска нагнетаемой воды из колонны труб 21 под поршень б при установке устройства в скважине 27 и обеспечения гидравлической связи глежду внутреннигл пространством 28. труб

21 и опробуемым интервалом 29 при гидрогеологических исследованиях. В местах прохода установочного патрубка 14 через крышку 4 корпуса 1 и через поршень 6 и в месте прохода полого штока 7 через нижнюю крышку 30 цилиндра 5 установлены сальниковые . уплотнители 31.

Устройство (фиг.1-4) работает следующим образом.

1046475

Спуск устройства к месту установки осуществляется на колонне труб

21, с которой оно соединяется с помощью переводника 20. В колонну труб 21 с помощью бурового насоса подается вода, которая сначала поступает в 5 установочный патрубок 14, затем через радиальное отверстие 25 — в полый шток 7, а оттуда через радиальное отверстие 26 — в пространство цилиндра 5 под поршнем б. Выходу радиального отверстия 25 иэ внутреннего пространства полого штока 7 до начала подачи воды в полый шток препятствует упорная пружина 22. При подаче воды в пространство цилиндра 5 под поршень 5

6 в указанном пространстве возникает избыточное давление, под воздействием которого поршень б перемещается вверх, увлекая эа собой полый шток 7 с толкателем 12. Толкатель 12, двигаясь вверх, сжи лает эластичные

20 кольца 2, а перемещению вверх корцу.са 1 препятствует упор 18. При проходе выступа 8 выше пружинных защелок

9 .происходит фиксация эластичных колец 2 в сжатом состоянии, при этом кольца плотно перекрывают пространство между корпусом 1 и стенками сква- . жины 27. О входе выступа 8 в зацепление с защелками 9 свидетельствует, падение давления воды на манометре 30 бурового насоса, которое имеет место при поднятии нижнего края поршня б выае радиального отверстия 24,после чего подачу воды в трубы прекращают. Для Проведения гидрогеологи- 35 ческих исследований (опытных нагнетаний и измерений напора подземных вод ) в изолированном интервале 29 скважины 27 должна быть обеспечена гидравлическая связь между укаэанным интервалом и внутренним пространством 28 колонны труб 21. С этой целью после входа выступа 8 в зацепление с защелками 9 производят без вращения подъем колонны труб 21 до тех пор, пока выступы 16 головки 15 установочного патрубка 14 не упрутся в окончание продольных пазов 17 полого штока 7. При этом радиальное отверстие 25 установочного патрубка 14 окажется в пространстве между крышкой

4 корпуса 1 и поршнем б и гидравлическая связь между опробуеьым интервалом 29 и. внутренним пространством

28 труб 21 осуществляется через отверстия 25 и 23-и через открытую нижнюю .часть корпуса 1. По окончании гидрогеологических исследований в интервале -29 производят путем медленного вращения колонны труб 21 по часовой стрелке поворот установочного патрубка 14 на 90О . Вместе с установочным патрубком 14 эа счет взаимо-. действия выступов 16 головки .15 с продольными пазами,17 на тот же угол поворачивается и полый шток 7. При этом выступ 8 выходит из зацепления с защелками 9, в результате чего эластичные кольца 2 освобождаются от сжатия, обеспечивая таким образом. извлечение устройства из скважины при подъеме колонны труб 21.

Экономический эффект от использования предложенногб устройства заключается в сокращении объема работ по изоляции: опробуемых интервалов и проведении гидрогеологических исследований в скважинах с целью определения условий безопасной выемки угля под водными объектами и их охраны.

1046475

Я

Ю

Составитель Л.Фарукшин

Редактор Л,Гратилло Техред С.Мигунова Корректор А.Повх

Заказ 7б90/33 Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4