Гидромеханический пакер
Оп ИСАНИЕ
Союз Советскик
Социалистических
Республик (ii)785461
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 08.01.79 (21) 2708204j22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.
Б 21 В 33/12
Государственный комитет
Опубликовано 07.12.80. Бюллетень Ле 45
Дата опубликования описания 15.12.80 (53) УДК 622.245, 4 (088.8) по делам нэооретеннй н отнрытнй (72) Авторы изобретения
В. К. Ларионов, Б. М. Курочкин, О. С. Яковлев, В. А. Взородов и П. И.Шапко
Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт буровой техники (71) Заявитель (54) ГИДРОМБХАНИЧБСКИЙ 11AK)=p т5
Изобретение относится к области нефтегазодобыва ю гцей и ромы шленности, а именно, к пакерующим устройствам для разобщения пластов при ликвидации поглощений промывочной жидкости.
Известен пакер, включающий корпус, размещенный на нем уплотнительный элемент, шлипсы, соединенш"е с подпружиненной гильзой, гидроцилиндр с поршнем и впускным клапаном (1). Запакеровка ствола скважины осуществляется за счет перепада давления, действующего на поршень, что ведет к возникновению гидравлического удара.
Известен также гидромеханический пакер, включающий коопус, углотнительный элемент, конус, шлипсы, -оединенные с подпружиненной гильзой, гидроцилиндр с поршнем и пружиной и впускной клапан (2).
Запакеровку ствола скважины осугцествляют также за счет перепада давления, возникающего во время прокачки через него промывочной жидкости. Постоянное поддержание перепада давления на штуцере ведет .: возникновению гидравлического удара в момент прилегания уплотнительного элемента к стенкам скважины и тем самым к гидроразрыву пластов, а в некоторых случаях может привести к срыву пакера.
Кроме того, осуществление циркуляции промывочной жидкости нри запакеровке может вызвать эрозию уплотнительных манжет за счет появления высокоскоростного напора в уменьшающемся кольцевом зазоре между стенкой скважины и уплотнительными манжетами flî мере увеличения диаметра последнего.
Целью изобретения является повышение надежности работы пакера за счет предо-.вращения гидравлического удара при его срабатывании.
Поставленная цель достигается тем, что в гндроцилиндре над поршнем установлена ступенчатая вт,лка, подпружиненная отноcûTåëüHo поршня.
Предлагаемый гидромеханический пакер изображен на чертеже.
Он состоит из корпуса 1, верхний конец которого соединен с переводником 2, а нижний — с втулкой 3. Корпус выполнен ступенчатым и имеет уступ а. На некотором расстоянии от нижнего конца корпуса 1 в нем выполнено отверстие б. На корпусе установлены опорное кольцо 4 и конус 5. Кольцо 4 соединено с корпусом 1 при помощи резь78546!
Щ
Фор. !ала ааод! )отгнил бы, а конус 5 имеет возможность осевого перемещения относительно корпуса. Между кольцом 4 к конусом 5 размещен уплотнительный элемент 6, например, резиновый, состоящий из секций, разделенных между собой проставкой 7. На наружной поверхности конуса 5 выполнены наклонные пазы в, в которых расположены и могут переме-! цаться в осевом направлении шлкпсы 8 собранные в гильзе 9. С гильзой посредством резьбы соединена обойма 10, внутри которой находится возвратная пружина 11.
Нижний конец конуса 5 соединен с патрубком 12, который в свою очередь соелинен с гилроцилинлром 13. B патрубке 12 выполнено отверстие г, а в кольцевом зазоре между патрубком и гидроцилиндром 13 последовательно расположены толкающая пружина 14, ступенчатая втулка 15, пружина iá и поршень 17. Пружины 11, 14 и 16 рассчитаны таким образом, что усилие, необходимое для сжатия толкающей пружины 14 значительно болыпе, чем возвратной пружины 11. причем усилие сжатия возвратной «póæèíû
11 значительно больше, чем пружины 16.
Пружина 16 в исхот(пом положении находится в сжатом состоянии от действия возвратной пружкнь1 11. Между патрубком 12 и вт;лкой 3 pBcilo lo?KPII lit!Y скной i<,IB «3 H 8 с пруя<ии)й 19. Нижний конец втулк:.! 3 при помону оск 20 соединен с клапаном 21, имеющим рычаг е. В клапане 21 и»еется дроссельное отверстие д.
Предлагаемый гилромеханический пакер работает слелующи» образом.
Он спускается в скважину на бурильных трубах. После спуска пакера на требуемую глубину, в бурильные трубы закачивают про»ывочную жилкость в результате чего на клапане 21 возникает перепад давления.
3,2нный перепад давления действует через отверстие о корпуса «ервоначально на клапан 18, смещая его вниз. а затем на втулку 17, перемещая ее вверх. Втулка 17 через втулку !5 и толкающую пружину !4, воздействует на обойму 10, гильзу 9 со Lllëèïсами 8, сжимая возвратную пружину 1!.
Шлипсы 8, перемешаясь по пазам втулки 5 вверх. входят H зацепление со стенкой скважины. После этого сжимается толкающая пружина !4. Как только толкающая пружина 14 полностью сожмется, поршень 17 остановится, произойдет выравнивание давления в полости пол поршнем 17 и в бурильных трубах. Клапан 18 пол действием пружины 19 закроется v разобщит полость под поршнем 17 от внутренней полости бурильных труб. После этого прекращают ç3качку промывочной жидкости в бурильные трубы. Поршень 17 остается в верхнем положении, а шлипсы 8 будут поджиматься к стенкам скважины толкающей пружиной 14.
Затем производят посадку бурильного инструмента на шлипсы 8, при этом корпус 1, перемещаясь вниз, через втулку 4 сжимает уплотнительные манжеты 6. Одновременно с корпусом 1 перемешается втулка, 3. при этом пруя<кна !9 разжимается. Корпус своим уступом а cJBHI ает к IdIIBli 19 и полость под втулкой 17 сооб)цается с бурильными трубами. Поршень 17 пол действие» пружи)!ы 16 возвращается в исходное not0?KettHe. Это необходимо Лля "îãî, чтобы дать Yî » пружине 11 к осущеcTBHTh возврат шли«сов 8 с уплотнительпых!И,tBH?Kåòàidè б
B HcYo.rtIop транспортное положение. Б противно» случае. при отсутствии 1!ружи(!ы 16 с втулкой !5, 1!ри г)ереме!пении корпуса вверх, произойдет прежлеврех)енное закрытие кла(гана !8 и разоб)цение .".олости пол поршнем 17 i внутренней полостью труб.
Это I!pHBp. tc г к -.О. .1», IT() IIOj)ltlpнь 1) !. rip»жина 11 нс б»лу) t;Y!Pr»:хола внкз. Во" ара тить втулку !5 H порп!ень !7 H исходное
tt0 IO?KPHHC,Ip, H 14. По мере сжатия упг!01н!!Тельнь!х ман?кет 6. клапан 21 освобожлае-.-.я вы.1. я из tIBTpY бка 12. K12«dH ItpHHHMBPT «ое по loжепие, 0TKpi t ttBH .тем самы» вну греннкй KB!ld« накера. (!акер:отов к закачКр тампониру)ошей смеси н зону пог (ощеНся 11о окон (анк!! ра(н)ты, IIHcTðó.,;ент «ркi 0, »HH. I ак)т. Шгlипсь(8 IUI» Y(K\ят кз з21„ еп,! ения co cTP!Iho« cKBBH:Hi!hi, ;: rlo, t T(ействием возвратной itp»?Ktttti» (! Заик,!ают исход oe поло?кение. при это» возв1затпаFi пруiKvна через толка(оп!i 10 прхжинх 14 сжкмаеT пряжи и» 1(). 120 i ItèTP, iüt! û и зле ме:T 6 разжимается .",)Л действие I собственной ; пругост)! и пере< е(цае", вгу,!ку 5 с г;атрубком 12 a«èç. Патру()ок 12 осв::!» -.opto» ействует на р:»чаг е. 1-!Оворачивает Kid!!BH 21 -2 оск 20, котор!1кй перекрывает Itåíгральный ltpoхолной е.!2rtai! Накереi. (ак1«» Onpado», Гакер приведен н и«ходкое голожение к может бь)ть извлечен из скважкнь:. Прк необходимости зесь цикл мо?кно повторить без подъема HHструме:!та:)2 поверхность. Положи:е,! - ный -)ффpкт от i(спользова— ния прел12! Bpxiot «3 <ера locTHI ается за счет ТОГО, что носа каl с ГО н2 I)i 1 H псы и C?KBTHP Y It. t0TH3tTCЛ1эНЫХ 12!i?KCT !7 )ОИЗЗОДИТся после прекра цi :.!èÿ I: ðîêà÷êè про.;:ывочного раствора. Это позволя;-т избежать гидравлического ударя 13 мг)»ент перекрытия затрубногO !IpocTpBHcTHB и сопутствующих ему отрицательныY явленик в скважине, таких как гидроразрыв il!UPT(в. обвалы стеrt0;< и др. Гкдромеханическ !, пакер, вкгночаюший корпус, уплотнительн: i элемент, конус, шлипсы, соед <»ptitttÄе !юлпружиненной гильзой, гкдрош<лкнлр с:1оршнем и пру785461 Составитель В. Ларионов Техред К. Шуфрии Коррскгор М. 1нарогин Тираж 626 11одннснос ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 1!3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Редактор Т. Авдсйчик Заказ 8781, 32 жиной и впускной клапан, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы пакера, за счет предотвращения гидравлического удара при его срабатывании, в гидроцилиндре над поршнем установлена ступенчатая втулка, подпружиненная относительно поршня. Источники информации, принять1е во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельст о СССР ¹ 300594, кл. Е 21 В ЗЗ/12, 16.12.68. 2. Авторское свидетельство СССР ¹ 587237, кл. E 21 В 33/12, 04.11.74.
