Пакерующее устройство
Изобретение относится к бурению и может быть использовано для опрессовки колонны в скважине и определения интервалов ее негерметичности. Цель - повышение надежности работы устройства при опрессовке колонны труб и обеспечение возможности неоднократного создания давления на разных уровнях скважины. Пакерующее устройство содержит корпус 1, установленный на корпусе 1 уплотнительный элемент 2 с верхней 3 и нижней 4 опорами , жестко связанную с переводником, концентрично размещенную относительно корпуса гильзу 5, образующую с корпусом разделенные перегородкой верхнюю А и нижнюю Б кольцевые камеры, заполненные
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (л)5 Е 21 В 33/12 к патенту
Ni оЯ ае лмлакча
f5
Ю Ъл(ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 4852008/03 (22) 18.07,90 (4б) 15.04,93. Бюл. М 14 (71) Украинская военизированная часть по предупреждению возникновения и по ликвидации открытых газовых и нефтяных фонтанов (72) Г.И.Меерсон, Ю.Е.Ленкевич и А.З.Субаев (73) Украинская военизированная часть по предупреждению возникновения и по ликвидации открытых газовых и нефтяных фонтанов (56) Авторское свидетельство СССР
М 1035192, кл. Е 21 В 33/10, 1981.
Авторское свидетельство СССР
М 439589, кл. Е 21 В 33/12, 1965, „, Ж„„1809856 АЗ (54) ПАКЕРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к бурению и может быть использовано для опрессовки колонны в скважине и определения интервалов ее негерметичности, Цель — повышение надежности работы устройства при опрессовке колонны труб и обеспечение воэможности неоднократного создания давления на разных уровнях скважины, Пакерующее устройство содержит корпус 1, установленный на корпусе 1 уплотнительный элемент 2 с верхней 3 и нижней 4 опорами, жестко связанную с переводником, концентрично размещенную относительно корпуса гильзу 5, образующую с корпусом разделенные перегородкой верхнюю А и нижнюю Б кольцевые камеры, заполненные
1809856
30
35 жидкостью, установленные в перегородке обратный клапан 6 и перепускные золотниковые клапаны 15, установленные с возможностью взаимодействия с фиксаторами 9, размещенными в конической проточке кольцевой головки полого истока 7, концентрично установленного между корпусом 1 и гильзой 5. Шток 7 имеет периферийные осевой "е" и радиальные каналы "r" и "д". Кольцевая камера под подпружиненным поршнем 11 связана с эатрубным пространством. Плунжеры 12 после создания давле.ния в колонне труб и сцепления уплотнительного элемента 2 с обсадной труИзобретение относится к бурению и может быть использовано для опрессовки колонны в скважине и определения интервалов ее негерметичности.
Цель изобретения — повышение надеж- 5 ности работы устройства при опрессовке колонны труб и обеспечения возможности, неоднократного создания давления йа разных уровнях скважины.
На фиг. 1 и 2 показано пакерующее уст.- 10 ройство, Пакерующее устройство содержит корпус 1, установленный на корпусе 1 уплотнительный элемент 2 с верхней 3 и нижней 4 опорами. жестко связанный с колонной труб, жестко связанную скорпусом 1,,концентрично размещенную относительно него гильзу 5, образующую с корпусом разделенные перегородкой верхнюю А и нижнюю Ь кольцевые камеры, заполненные жидкостью, установленные в перегородке клапана 6 с каналами для гидравлической связи верхней А и нижней Б кольцевых камер. Устройство снабжено полым штоком 7, концентрично установленным между корпусом 1 и гильзой 5 с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с верхней опорой 3 пакера, имеющим периферийные осевой "е" и радиальные каналы "r" и "д", и .кольцевую головку 8 с конической проточкой на верхнем торце, ограничивающую верхнюю кольцевую камеру А, фиксаторами
9, установленными в проточке головки 8 и имеющими наружную коническую поверхность под поверхность проточки, верхним кольцевым поршнем 10 с периферийными осевыми каналами, установленным над головкой 8 штока 7 с возможностью взаимодействия с ней и фиксаторами 9.
- Устройство снабжено нижним подпру- 40 жиненным кольцевым поршнем 11, огранибой и прекращения движения верхнего кольцевого поршня 10 продолжают опускаться, задвигая фиксаторы 9 в коническую проточку головки. При этом масло поступает в нижнюю кольцевую камеру Б, сдвигая нижний кольцевой поршень 11. Золотниковая втулка 13 при этом опущена до посадки на упорную втулку и перекрывает каналы
"а". После снятия внутритрубного давления каналы "а" и "б" совпадают, поскольку втулка 13 возвращается s исходное положение, а в затрубной полости создают давление опрессовки. 2 ил. чивающим нижнюю кольцевую камеру Б и образующим с гильзой 5 и верхней опорой
3 уплотнительного элемента 2 подпоршневую камеру, гидравлически связанную с затрубным пространством плунжерами 12, размещенными в периферийных осевых какалах верхнего поршня 10 с возможностью взаимодействия с фиксаторами 9, подпру>киненной золотниковой втулкой 13 с заглушкой и радиальными каналами "б", которая установлена под нижней опорой 4 уплотнительного элемента 2 и упорной втулкой 14 с фланцем, жестко связанной с нижней частью корпуса, при этом перепускные клапана выполнены в виде золотников 15, установленных в периферийных осевых каналах штока 7 с возмо>кностью взаимодействия с фиксаторами 9.
Корпус 1 выполнен с верхними и нижними радиальными каналами, сообщающими внутритрубное пространство соответственно с пространством над верхним поршнем
10 и через радиальный канал золотниковой втулки 13 с затрубным пространством. Корпус 1 имеет упор, а фланец отверстия "ж", сообщающие пространство под заглушкой золотниковой втулки с затрубным пространством, золотниковая втулка установлена в корпусе с воэможностью осевого перемещения между торцевым упором корпуса 1 и упорной втулкой 14 с разобщением трубного и затрубного пространств при превышении давления внутри труб относительно трубного давления. Золотниковая втулка 13 подпружинена пружиной 16.
В корпусе 1 выполнен верхний канал 17.
Нижний кольцевой поршень 11 подпружинен пружиной 18.
Пакерующее устрой:тво работает следующим образом. Прои: водится спуск устройства на заданную гл бину. При этом вп
1809856
25
30 уплотнительный элемент 2 в сжатом састо- 40 янии. При этом полые золотники 15 опуска45
50 время спуска или подъема устройства внутритрубная и затрубная полости сообщаются через радиальные каналы "а" и "б", что исключает возможность гидроразрыва пласта при спуске и осложнений при подъеме (поршневание, уменьшения противодавления на пласт).
После спуска устройства на заданную глубину на буровом насосе создается расчетный расход для данного диаметра канала
"б" для создания необходимого перепада давления. При этом золотниковая втулка 13, сжимая пружину 16,опускается до посадки на упорную втулку 14, перекрывая проход из внутритрубной полости через радиальные каналы "а" и "б" в затрубную полость.
Давление во внутритрубной полости повышается и избыточное давление через отверстие 17 в корпусе 1 воздействует на верхний кольцевой поршень 10, который вместе с плунжерами 12 опускается вниз, толкая перец собой полый шток 7 с золотниками 15 и фиксаторами 9, Полый шток 7, двигаясь по гильзе 5, передвигает верхнюю опору 3 уплотнительного элемента 2, которая сжимает уплотнительный элемент 2, опирающийся на опорную поверхность нижней опоры 4. При этом масло из кольцевой камеры А через радиальные отверстия
"в", "г", "д" и обратный клапан 6 перетекает в кольцевую камеру Б, в результате чего нйжний кольцевой поршень 11 опускается вместе с полным штоком 7. После сцепления уплотнительного элемента 2 с обсадной трубой движение верхнего кольцевого поршня 10 прекращается, а плунжера 12 продолжают опускатьсл, задвигая фиксаторы 9 в конический зазор между кольцевой головкой 8 и корпусом 1, которые фиксируют ются, разделял отверстия "г" и "д", образуя систему предотвращения разгерметизации затрубного пространства после снятия избыточного давления с внутренней полости пакерующего устройства. Вы>кимаемое при этом масло из вертикального отверстия "е" поступает в нижнюю кольцевую камеру Б, сдвигая нижний кольцевой поршень 11, который сжимает пружину 18.
После фиксации уплотнительного элемента 2 давление во внутритрубной полости снимается и золотниковая втулка 13 под действием пружины 16 возвращается в исходное положение, соединяя отверстия "а" и "б", Усиление пружины 16 регулируется упорным винтом 19. Отверстия "ж" служат для выравнивания давления в затрубной и подзолотниковой полостях во время спуска и подъема устройства.
После сброса давления во внутритрубной полости устройства в затрубной полости создается давление опрессовки, которое свидетельствует о негерметичности соединения устройства с обсадной трубой.
После сброса избыточного опрессовочного давления из затрубной полости уплотнительный элемент 2 с верхней опорой 3 занимает исходное положение и. пакерующее устройство готово к перемещению по колонне обсадных труб и последующим опрессовкам.
Формула изобретения
Пакерующее устройство, включающее корпус, установленный на корпусе уплотнительный элемент с верхней и нижней опорами, переводник, жестко связанный с колоннсй труб, жестко связанную с переводником, концентрично размещенную относительно корпуса гильзу, образующую с корпусом разделенные перегородкой верхнюю и нижнюю кольцевые камеры, заполненные жидкостью, установленный в перегородке обратный клапан и перепускные клапана с каналами для гидравлической связи верхней и нижней камер, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства при опрессовке колонны труб и обеспечения возможности неоднократного создания давления на разных уровнях скважины, устройство снабжено полым штоком, концентрично установленным между корпусом и гильзой с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с верхней опорой пакера, имеющим периферийные осевые, радиальные каналы и кольцевую головку с конической проточкой на верхнем торце, ограничиваю-щую верхнюю кольцевую камеру, фиксато- рами, установленными в проточке головки и имеющими наружную коническую поверхность под поверхность проточки, верхним кольцевым поршнем с периферийными осевыми каналами, установленным над головкой штока с возможностью взаимодействия с ней и фиксаторами, нижним подпружиненным кольцевым поршнем, ограничивающим нижнюю кольцевую камеру и образующим с гильзой и верхней опорой уплотнительного элемента подпоршневую камеру, гидравлически связанную с затрубным пространством, плун>керами, размещенными в периферийных осевых каналах верхнего поршня с возможностью взаимодействия с фиксаторами, подпружиненной золотниковой втулкой с заглушкой и радиальными каналами, которая установлена под нижней опорой уплотнительного элемента и упорной втулкой с фланцем, жестко связанной с нижней частью корпуса, при этом перепускные клапана
1809856 выполнены в виде золотников, установленных в периферийных осевых каналах штока с возможностью взаимодействия с фиксаторами, корпус выполнен с верхним и нижним радиальными каналами, сообщающими внутритрубное пространство соответственно с пространством над верхним поршнем и через радиальный канал золотниковой втулки с затрубным пространством, корпус имеет упор, флэнец отверстия, сообщаю/ щие пространство под заглушкой золотниковой втулки с затрубным пространством, причем золотниковая втулка установлена в корпусе с возможностью осевого переме5 щения между торцевым упором корпуса и упорной втулкой с разобщением трубного и затрубного пространств при превышении давления внутри труб относительно затрубного давления.
