Устройство для разобщения затрубного пространства

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗОБЩЕНИЯ ЗАТРУБНОГО ПРОСТРАНСТВА, соW 1 2 S // / держащее втулку, наружная поверхность которой образована двумя конусами с общим основанием, установленный на втулке эластичный элемент, отличающееся тем, что, с целью обеспечения надежной работы устройства при бурении геологоразведочных скважин за счет предотвращения разрушения эластичного элемента, последний выполнен с продольной кольцевой прорезью, разделяющей его на наружную и внутреннюю части, при этом наружная часть выполнена с двумя рядами лепестков треугольного сечения, а внутренняя в верхней части имеет кольцевой выступ для перекрытия кольцевой прорези эластичного элемента в процессе герметизации. (Л О5 -г 00 .1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(5D Е 21 В 33/12

ВСРСИОРу д

РЕТЕНИЯ

ЫаЬЛМ 371-, q< р"..

ВУ

V СВИДЕТЕЛЬСТ

К ЛВТОГСКОМ „ l G

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБ (21) 3679025/22-03 (22) 23.12.83 (46) 07.06,85. Бюл. № 21 (72) А. А. Абдумажитов, Ю. В. Бескровный, Ю. П. Тихонов и В. И. Черкасов (71) Среднеазиатский научно- исследовательский институт геологии и минерального сырья (53) 622.245.4 (088.8) (56) 1. Беленьков А. Ф..Исследование, разработка и применение пакерных устройств в бурении. М., жНедра», 1976.

2. Авторское свидетельство СССР № 92861, кл. Е 21 В 33/12, 1950. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗОБЩЕНИЯ ЗАТРУБНОГО ПРОСТРАНСТВА, со,яц„„1160008 д держащее втулку, наружная поверхность которой образована двумя конусами с общим основанием, установленный на втулке эласт ичн ы и элемент, отличающееся тем, что, с целью обеспечения надежной работы устройства при бурении геологоразведочных скважин за счет предотвращения разрушения эластичного элемента, последний выполнен с продольной кольцевой прорезью, разделяющей его на наружную и внутреннюю части, при этом наружная часть выполнена с двумя рядами лепестков треугольного сечения, а внутренняя в верхней части имеет кольцевой выступ для перекрытия кольцевой прорези эластичного элемента в процессе герметизации.

1160008

Изобретение относится к устройствам для разобщения затрубного пространства в процессе бурения геологоразведочных скважин.

Известны устройства для разобщения затрубного пространства скважин, содержащие эластичный уплотнительный элемент, предназначенный для использования при испытании, крепление, освоении и эксплуатации скважин (11.

Однако указанные устройства применимы в процессе бурения геологоразведочных скважин с двойной бурильной колонной или с обратной циркуляцией промывочной жидкости.

Известно также устройство для разобщения затрубного пространства при бурении скважин, содержащее втулку, наружная поверхность которой образована двумя конусами с общим. основанием, и установленный на втулке эластичный элемент (2).

Недостатком устройства является то, что при установке на колоннах труб с вращательным и поступательным движением

его эластичный элемент быстро разрушается и перестанет надежно разобщать затрубное пространство скважины в процессе ее углубления.

Цель изобретения — обеспечение надежной работы устройства при бурении геологоразведочных скважин за счет предотвращения разрушения его эластичного элемента.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для разобщения затрубного пространства при бурении скважин, содержащем втулку, наружная поверхность которой образована двумя конусами с общим основанием, установленный на втулке эластичный элемент, последний выполнен с продольной кольцевой прорезью, разделяющей его на наружную и внутреннюю части, при этом наружная часть выполнена с двумя рядами лепестков треугольного сечения, а внутренняя в верхней части имеет кольцевой выступ для перекрытия кольцевой прорези эластичного элемента в про цессе гер мети з а ци и.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство в нерабочем положении, общий вид; на фиг. 2 — то же, в рабочем положении; на фиг. 3 — сечение А — А на фиг. 1.

Устройство (фиг. 1) содержит эластичный элемент 1, установленный на втулке 2, который снабжен с наружной стороны двумя рядами лепестков 3 и 4 треугольного се-. чения, закрепленных в нижней части 5 элемента, а его сопрягающаяся с втулкой поверхность образована двумя конусами 6 и 7 с общим основанием 8. В верхней части эластичный элемент имеет кольцевой выступ 9. Между выступами 9 и верхними концами 10 лепестков имеется зазор

11 для обеспечения свободы их перемещения. Верхняя и нижняя части эластичного элемента выступают над торцами 12 и 13 втулки для обеспечения деформации элемента под действием осевого усилия. Бла5 годаря выполнению треугольного сечения лепестки 4 внутреннего ряда входят в зазор между лепестками 3 наружного ряда и плотно прилегают к ним по сторонам треугольника. Вследствие образования поверхности сопряжения эластичного элемента

10 и втулки по конусам с общим основанием средняя часть 14 элемента имеет меньшую толщину по сравнению с его концевыми частями.

Устройство работает следующим обра15 зом (фиг. 2).

При сжатии эластичного элемента 1 его внутренние поверхности скользят по конусам

6 и 7. При этом увеличиваются диаметры кольцевого выступа 9 и нижнего торца эластичного элемента. Одновременно средняя часть 14 эластичного элемента, увеличиваясь в диаметре, принимает форму, показанную на фиг. 2. Увеличиваясь в диаметре, средняя часть эластичного элемента отгибает лепестки 3 и 4 в положение, показанное на фиг. 2 и 3 пунктиром.

Деформация средней части 14 принята такой величины, чтобы лепестки 3 и 4 своими свободными концами 10 не выхо- дили внутренним и верхними кромками за наружный диаметр кольцевого выступа 9. зо Благодаря этому частицы шлама не могут попасть в зазор между лепестками цилиндрической частью эластичного элемента и препятствовать возвращению лепестков в нерабочее положение при снятии осевой нагрузки..

Подбирая различные соотношения между геометрическими размерами втулки и эластичной манжеты, в частности длинами участков лепестков от средней части втулки до их концов и до места закрепления, можно получить практически (в условиях бурения) любое увеличение диаметра лепестков при незначительной деформации эластичного элемента.

Лепестки, по сравнению с остальной

45 частью эластичного элемента, отличаются бол ьшей гибкостью, а следовательно, и износостойкостью из-за отсутствия больших усил ий контакта со стенкой скважины.

Они также способны заполнять углубления в стенках скважины, недоступные для

50 заполнения эластичными уплотнительными элементами известных пакеров. Основным т ребова нием раЪоб щающих устройств в условиях бурения геологоразведочных скважин с опробованием по шламу является исключение попадания шлама из верхней части затрубного пространства на забой при возможности перетока чистой воды.

Поэтому практически значительного перепада давления жидкости в разобщенных

1160008

A — 
Составитель Л. Фарукшин

Техред И. Верес Корректор И. Эрдейи

Тираж 540 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор О. Бугир

Заказ 3707/2б устройством полостях затрубного пространства скважины не создаются.

При снятии осевой нагрузки эластичный элемент занимает нерабочее положение. При этом лепестки за счет упругости возвращаются в первоначальное положение и облегчают внутреннюю часть эластичного элемента. Для увеличения упругих свойств лепестков их можно армировать пружинными пластинами, Технико-экономический эффект от использования изобретения заключается в увеличении срока службы устройства для разобщения затрубного пространства скважины и сокращения таким путем затрат на ее бурение.