Устройство для разобщения ствола скважины

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗОБЩЕНИЯ СТВОЛА СКВАЖИНЫ, содержащее корпус, внутри которого находится поршень с толкателем, эластичный элемент, помещенный снаружи корпуса, верхнюю и нижнюю опоры, стержень, размещенньй внутри эластичного элемента, жестко связанный с нижней опорой и выполненный в верхней части с нарез кой по наружной поверхности, цанги, помещенные на верхней опоре и взаимодействующие с нарезкой стержня, о тличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства и облегчения извлечения его из скважины после окончания технологического цикла с помощью ловильного инструмента, устройство снабжено диском, выполненным из материала с антифрикционными свойствами, помещенными между эластичным элементом и верхней опорой, выполненной с резьбой под ловильной инструмент, а толкатель установлен с возможностью взаимодействия с верхней опорой, причем стержень в верхней части связан с корпусом левым резьбовым соединением , нарезка выполнена в виде левой резьбы, имеющей момент на разъединение с цангами больший, чем момент на разъединение резьбового соединения стержня с корпусом.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ . РЕСПУБЛИН (l% (11) Ф ЮЕ21 В3313

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ т

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ц ":

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3660020/22-03 (22) 09.11.83 (46) 07.04.85. Бюл, М 13 (72) В.К. Карпенко, Г.Б. Кабищер и- В.П. Погорелов (71) Артемовская геологоразведочная экспедиция Производственного геологического объединения "Донбассгеология" (53} 622.295.42(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 953990, кл. Е 21 В 33/12.

2. Крылов В.И, Осложнения при бурении скважин. И., "Недра", 1965, с. 209-210 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗОБЩЕНИЯ

СТВОЛА СКВАЖИНЫ, содержащее корпус, внутри которого находится поршень с толкателем, эластичный элемент, помещенный снаружи корпуса, верхнюю и нижнюю опоры, стержень, размещенный внутри эластичного элемента, жестко связанный с нижней опорой и выполненный в верхней части с нарезкой по наружной поверхности, цанги, помещенные на верхней опоре и взаимодействующие с нарезкой стержня, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства и облегчения извлечения его из скважины после окончания технологического цикла с помощью ловильного инструмента, устройство снабжено диском, выполненным из материала с антифрикционными свойствами, помещенными между эластичным элементом и верхней опорой, выполненной с резьбой под ловильной инструмент, а толкатель установлен с возможностью

Я взаимодействия с верхней опорой, причем стержень в верхней части связан с корпусом левым резьбовым соединением, нарезка выполнена в виде левой резьбы, имеющей момент на разъединение с цангами больший, чем момент на разъединение резьбового соединения стержня с корпусом. спуско-подъемные операции, так и на само разбуривание. При разбуривании возможны случаи аварийных ситуаций,например прихват колонковой стружкой и др.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства и облегчения извлечения его из скважины после окончания технологического цикла.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для разобщения ствола скважины, содержащее корпус, внутри которого находится поршень с толкателем, эластичный элемент, помещенный снаружи корпуса, верхнюю и нижнюю опоры, стержень, расположенный внутри эластичного элемента, жестко связанный с нижней опорой и выполненный в верхней части с нарезкой по наружной поверхности, цанги, помещенные на верхней опоре и взаимодействующие с нарезкой стержня, снабжено диском, выполненным из материала с антифрикционными свойствами, помещенными между эластичным элементом и верхней опорой, выполненной с резьбой под ловильный инструмент, а толкатель установлен с возможностью взаимодействия с верхней опорой, причем стержень в верхней части связан с корпусом левым резьбовым соединением, нарезка выполнена в виде левой резьбы, имеющей момент на разъединение с цангами больший, чем момент на разъединение резьбового соединения стержня с корпусом.

На фиг.1 изображено устройство, общий вид; на фиг.2 — сечение А-А на фиг.1.

Устройство содержит корпус 1, внутри которого находится поршень 2 с толкателем (или толкателями) 3, эластичный элемент 4, помещенный снаружи корпуса 1, верхнюю 5 и нижнюю

6 опоры эластичного элемента 4,. стержень. 7, расположенный внутри эластичного элемента 4, жестко связанный с нижней опорой б и выполненный в верхней части с нарезкой в виде левой резьбы 7а под цанги 8, помещенные на верхней опоре 5, которая дополнительно выполнена с резьбой

9 под ловильный инструмент.

Кроме того, устройство снабжено диском 10, выполненным из материала с антифрикционными свойствами и помещенным между эластичным элементом и верхней опорой 5. Стержень в верх1 (148972

Изобретение относится к бурению скважин различного натяжения, в частности к устройствам для разобщения ствола скважины, и может преимущественно использоваться для установки в скважине изолирующих пробок.

Известно устройство для разобщения ствола скважины, включающее цилиндрический корпус, связанный переводником с колонной труб, поршне- (p вой патрубок, верхний конец и нижний конус, образующий с патрубком камеру, гидравлически связанную с внутритрубным пространством, шлипсовый узел с промежуточным кольцом, уплотнительный элемент с нажимной втулкой и фиксатором, при этом между корпусом и шлипсовым узлом установлена жестко соединенная с нижним конусом посадочная втулка, которая связана срезныии элементами с верхним кольцом и промежуточным кольцом шлипсового узла, а на внутренней поверхности корпуса выполнены направляющие ребра (1 g, Однако это устройство имеет сложную конструкцию и требует больших затрат времени на удаление уплотнительного элемента.

Наиболее близким к изобретению является устройство для разобщения

30 ствола скважины, содержащее корпус, внутри которого находится поршень с толкателем, эластичный элемент, помещенный снаружи корпуса, верхнюю . и нижнюю опоры, стержень, расположен-З5 ный внутри эластичного элемента, жестко связанный с нижней опорой и выполненный в верхней части с нарезкой по наружной поверхности, цанги,. помещенные на верхней опоре и взаимодействующие с нарезкой стержня (21.

Однако известное устройство неудобно эксплуатировать, так как после проведения различного рода 4> работ: гидрогеологических исследований, тампонирования под уплотнительным элементом, создания искусственной опоры для пластоиспытателей сверху устройства, необходимо извлечься последнее, в частности извлечь уплотнительный элемент, который без разбуривания извлечь невозможно. Разбуривание пакера довольно сложная и продолжительная операция, для осуществления которой необходимо иметь специальный буровой инструмент. Кроме того, необходимо время как на

Pd М (И+У) - - аа — «

10 где P — - усиление осевое, т.е. усилие сжатия упругого элемента;

d — диаметр резьбы средний; р — угол подъема винтовой линии;

p — угол трения, должно выполняться следующее условие

d tg (р„+р ) ) tg (р +g ), где d — диаметр резьбы средний; — угол трения резьбы по цанге; р„ — угол подъема винтовой линии резьбы;

25 — диаметр резьбы средний; — угол трения резьбы; у — угол подъема винтовой линии

Т резьбы.

Устройство работает следующим образом.

Собранное на поверхности устройство опускают на колонне труб в скважину в необходимое место. После этого включением насоса на поверх- 35 ности создают давление жидкости в надпоршневой полости корпуса 1, вследствие чего поршень 2 перемещает-. ся вниз и посредством толкателей 3 действует на верхнюю опору 5, кото- 40 рая через диск 10 деформирует эластичный элемент 4, который прижимается своими наружными стенками к стенкам скважины, перекрывая последнюю. При этом цанги 8 перемещаются по левой 45 резьбе 7 и фиксируются после окончания деформации эластичного элемента 4. Затем вращают бурильную колонну, в результате чего происходит развинчивание только по резьбе 12, так 50 как момент на развинчивание по резьбе 12 меньше момента на развинчивание по резьбе 7. В результате корпус

1 с поршнем 2 и толкателями 3 отсоединяется от стержня 7 с опорами

5 и 6, цангами 8, антифрикционным

3 11489 ней части связан с корпусом, например опорой 11, имеющим левое резьбовое соединение 12. При этом момент на разъединение левого резьбового соединения 7 больше момента на разъедиые5 ние левого резьбового соединения 12.

Момент на разъединение соединения (резьбового) определяют из следующего соотношения

72 4 диском 10 и эластичным элементом 4.

При этом эластичный элемент 4 деформирован и, таким образом, прижат к стенкам скважины, надежно перекрывая ствол. Эластичный элемент 4 удерживается в деформированном состоянии посредством цанг 8, упирающихся в резьбу 7 стержня 7". При подъеме корпуса 1 поршень 2 смещается вниз и открывает отверстие для слива жидкости из колонны бурильных труб.

При этом на поверхности регистрируется резкое падение давления промывочной жидкости, что сигнализирует об отсоединении корпуса 1 от стержня

7 . После проведения в скважине гид" рогеологических исследований или других работ извлекают на поверхность .стержень 7 опорами 5 и 6, цангами 8, эластичным элементом 4 и антифрикционным диском 10. Для этого в скважину опускают специальный ловитель (не показан), выполненный в виде обычной трубы, прикрепленной верхним концом к колонне бурильных труб. На нижнем конце ловителя выполнена резьба, соответствующая резьбе 9 на верхней опоре 5. Затем вращением бурильной колонны ловитель навинчивают на резьбу 9 и после окончания навинчивания продолжают вращать бурильную колонну. В результате цанги 8, вращаясь по резьбе 7 стержня 7, поднимаются вверх и верхняя опора 5 разжимает эластичный элемент 4. Эластичный элемент 4 и стержень 7" удерживаются от вращения при развинчивании силами трения эластичного элемента 4 о стенки скважины. Антифрикционный диск 10 облегчает развинчивание. После снятия нагрузки с эластичного элемента 4 последний вместе со стержнем 7, верхней опорой 5 с цангами 8 и антифрикционным диском 1О поднимается на поверхность.

Положительный эффект предлагаемого устройства по сравнению с известным заключается в повышении удобств эксплуатации за счет уменьшения затрат времени на извлечение уплотнительного элемента, так как последний можно извлекать без разбуривания. ;Это, в свою очередь, повышает производительность геологоразведочных работ.

1148972

ВНИИПИ Заказ 1840/20

Тираж 540 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4