Пакер для бурильной колонны

 

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для разобщения затрубного пространства в процессе бурения геологоразведочных скважин. Цель - расширение функциональных возможностей пакера за счет возможности дополнительного центрирования и отклонения. Для этого на кольцевых выступах 17 и 18 втулки 11 установлены с возможностью взаимодействия при растяжении эластичной манжеты упорные элементы 15,16 с осями. На втулке 11 установлены гидроцилиндры 6 и 7, концы 8 и 9 которых, направленные навстречу друг другу, на части окружности выполнены с чередующимися выступами и пазами. Выступы одного из гидроцилиндров размещены в пазах другого в их исходном положении. При встрече долота при бурении со стыками пород разной твердости изменяется направление бурения в сторону мягких пород. В этом случае манжета с упорами выходит из защитной камеры только с одной стороны, а с другой - выступы препятствуют выходу манжеты. В результате колонна отклоняется от одной стенки скважины до прилегания к другой. Точная установка выступов и пазов осуществляется по меткам на концах секций двойных труб. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 Е 21 В 33/12

Ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЗйЫЮИМ лм (.л11 ..; " Ь44

Ь ;..М ж (1 (21) 4409570/24-03 (22) 11. 04. 88 (46) 07.09.90. Бюл. й- 33 (71) Среднеазиатский научно-исследовательский институт геологии и минерального сырья (72) А.А.Абдумажитов, Ю.В. Бескровный, Ю.П. Тихонов, Д.А. Учаров и Д. Ьалтабаев (53).622.245.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР Р 1467159, кл. E 21 В 33/12, 1987. (54) ПАКБР ДЛЯ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ (57) Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для разобщения затрубного пространства в процессе бурения геологоразведочных . скважин. Цель — расширение функцио-, нальных возможностей пакера за счет возможности дополнительного центрирования и отклонения. Для этого на кольцевых выступах 17 и 18 втулки 11 ус. тановлены с возможностью взаимодействия при растяжении эластичной манжеты упорные элементы 15, 16 с осями. EIa втулке 11 установлены гидроцилиндры

6 и 7, концы 8 и 9 которых, направленные навстречу друг другу, на части окружности выполнены с чередующимися выступами и пазами. Выступы одного из гидроцилиндров размещены в пазах дру/ гого в их исходном положении.При встрече долота при бурении со стыками по" род разной твердости изменяется направление бурения в сторону мягких по-. род. В этом случае манжета с упорами выходит из защитной камеры только с одной стороны, а с другой — выступы препятствуют выходу манжеты. В ре„„SU„„1590542 А 1

2 зультате колонна отклоняется от одной стенки скважины до прилегания к другой, Точная установка выступов и пазов осуществляется по меткам на концах секций двойных труб. 4 ил. б

Ф

У

2б

8

Ю

76

18

1590542

Изобретение относится к области горной промышленности, в частности к устройствам для разобщения затрубного пространства в процессе бурения гео- логоразведочных скважин, и может быть

5 использовано для ориентирования колонны в скважине.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей, пакера за счет возможности дополнительного центрирования и отклонения.

На фиг. 1 показан пакер, общий вид, при спускоподъемных операциях и окончании бурения (при.прекращении промывки); на фиг. 2 - то же, при бурении и центрировании колонны; на фиг. 3 — то же, при работе его в качестве отклонителя колонны; на фиг.4 вид А на фиг. 3. 20

Пакер содержит эластичную манжету

1, образующую герметичную полость 2, связанную с каналом 3 подачи жидкости на забой скважины, размещенные по концам манжеты подпружиненные пружинами 25

4 и 5 гидроцилиндры 6 и 7 со свободными концами 8 и 9, образующими при прекращении подачи жидкости защитную камеру 10 и свободно перемещающуюся с гидроиилиндрами и манжетой втулку 11, 30 связанную пружиной 12 растяжения с поворотной втулкой 13.на калибраторе.

14. Защитная камера 10 снабжена упорными элементами (упорами)15 и 16, установленными на кольцевых выступах

17 и 18 втулки 11 с помощью осей 19 и поворачивающимися при ее растяжении. Свободные концы 8 и 9 гидроцилиндров на части окружности выполнены с выступами 20 и 21 и соответствующи- 40 ми нх пазами 22 и 23. Канал 3 подачи жидкости между трубой 24 и корпусом

25 радиальным каналом 26 связан с коллектором 27, который отверстием 28 связан с полостью 2, а отверстиями

29 и 30 — с полостями 31 и 32 гидропилиндров. Гайки 33 и 34 являются ограничителями хода гидроцилиндров.

Пакер работает следующим образом.

При спуске колонны в скважину эле50 менты пакера находятся в положении, показанном на фиг. 1. Манжета 1 находится в свободном состоянии в камере

10. Свободные концы 8 и 9 гидроцилиндров сомкнуты. При достижении долотом забоя скважины включается промывка скважины, для чего жидкость через канал 3 под давлением подается на забой скважины. Через канал 26 -жидкость поступает в коллектор 27, а из него через отверстия. 29 и 30 в полости 31 и

32 гидроцилиндров и через отверстие

28 - в полость 2 манжеты. Отверстие

28 выполнено меньшего диаметра по сравнению с отверстиями 29 и 30, поэтому давление жидкости в полостях

31 и 32 гидроцилиндров растет быстрее по сравнению с давлением в полости 2 манжеты. Под действием давления жидкости гидроцилиндры 6 и 7 перемещаются до ограничителей 33 и 34. При этом манжета 1 под давлением жидкости раздается н плотно прилегает к стенкам скважины 35 (фиг. 2). При растяжении манжета 1 поворачивает упоры 16 и 15 до соприкосновения со стенками скважиHbl При этом не только происходит надежная герметизация затрубного пространства, но и центрирование колонны.

Сцеплением манжеты и упоров втулка 11 с гидроцилиндрами 6 и 7 удерживается от перемещения с колонной при бурении.

Пружина 12 при бурении растягивается.

С роетом глубины скважины пакеры устанавливают через определенные интервалы. Обеспечивая надежную герметизацию затрубного пространства, они исключают попадание шлама из верхней части затрубного пространства на забой и повышают качество опробования.

Одновременно они центрируют колонну, в результате чего снижаются вибрации и повышается надежность работы ее.

По окончании бурения заданного интервала (0,5-1 м) скважину промывают некоторое время и затем сбрасывают, давление жидкости. С падением давления манжета 1 за счет упругости ее материала возвращается в свободное состояние. При этом гидроцилиндры с помощью пружин 4 и 5 перемещаются один. навстречу другому до контакта свободными концами, возвращают упоры

15 и 16 в исходное состояние и полностью изолируют манжету с упорами.

При прекращении сцепления манжеты и упоров со стенками скважины .с помощью пружины 12 втулка 11 вместе со смонтированными на ней манжетой и гидроцилиндрами перемещается к забою скважины. Пакер занимает исходное положение (фиг. 1), процесс его работы повторяется.

При встрече долота при бурении со стыками пород разной твердости изме-. няется направление бурения в сторону мягких пород. Для исправления направ2 6 эластичную манжету и втулку с кольцевыми выступами, связанную пружиной растяжения с поворотной втулкой, и установленные с возможностью взаимного осевого перемеще мя на втулке подпружиненные гидроцилинцры, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей пакера sa счет возможности дополнительного .центрирования и отклонения, он снабжен установленными с воэможностью поворота при растяжении эластичной манжеты упорными элементами с осями, размещенными на кольцевых выступах втулки, а концы гидроцилиндров, направленные навстречу друг к другу, на части окружности выполнены с чередующимися выступами и пазами, причем выступы одного. из гидроцилиндров размещены в пазах другого в их исходном положении.

Формула изобретения

Пакер для бурильной колонны, содер- 20 жащий цилиндрический корпус с радиаль- ным каналом и размещенные на нем

f7

16

19

Фиг. 2

5 159054 ления бурения, а также ориентирования колонны в заданном направлении используют пакер, свободные концы 8 и 9 гидроцилиндров которого снабжены выступа. ми 20 и 21 и пазами 22 и 23 (фиг.З и

4). В этом случае манжета с упорами выходит из защитной камеры только с одной стороны, а с другой выступы 20 и 21 препятствуют выходу манжеты. В

1О. результате колонна отклоняется от одной .стенки скважины до прилегания к другой.

Точная установка выступов и пазов на окружности скважины осуществляется по меткам на концах секций двойных труб.

1590542

Вид A

Составитель А. Симецкая

Техред H.Дидык Корректор Т. Палий, Редактор Н. Бобкова

Заказ 2616 Тираж 475 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101