RU33973U1 - Пакер-зонт для манжентного и ступенчатого цементирования - Google Patents

Description

20031 г 1828

Е 21 В 33/13,33/134,33/136

ПАКЕР-ЗОНТ ДЛЯ МАНЖЕТНОГО И СТУПЕНЧАТОГО ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ

Полезная модель относится к устройствам для буровых скважин, в частности к пакерам-зонтам для манжетного и ступенчатого цементирования обсадной колонны в нефтяных и газовых скважинах.

Известны пакеры-зонты, включающие цилиндрический корпус с обечайкой и прикрепленный к ним эластичный уплотнитель в виде тонкостенного конуса с диаметром в верхней части больше диаметра скважины (см. а.с. СССР № 1640362 кл. Е 21 В 33/134, 33/13). Недостатком их является низкая прочность эластичного уплотнителя и разрушение его под действием перепадов давления, возникаюш,их при спуске обсадных труб с расхаживанием и во время цементирования.

Известны пакеры-зонты, включающие два обруча, обхватывающие обсадную трубу, закрепленный на нижнем обруче уплотнитель в виде тонкостенного конуса с диаметром больше диаметра скважины и защитные пластины, концы которых прикреплены к обручам (см. Каталог изделий и услуг фирмы Weatherford, 1994, WFD 94065/5М/11-94, стр. 31). Недостатком их является разрушение эластичного разобщителя при спуске обсадных труб с расхаживанием из-за контакта со стенкой скважины.

Известны пакеры-зонты, включающие обруч, охватывающий обсадную трубу, и прикрепленные сверху к обручу металлические лепестки с защитными пластинами, образующие тонкостенный конус-уплотнитель с диаметром в верхней части больше диаметра скважины (см. каталог «Baker Oil Tools Primary Cementing, 1991, ВРС/1/5М/БШУ 12-91, стр. 18). Недостатком их является сложность конструкции и повышенная опасность разрушения металлических пластин при спуске обсадных труб с расхаживанием.

из эластичного материала с металлическими защитными пластинами, известный из книги «Справочник инженера по бурению, т. 1 под ред. В.И.Мищевича и Н.А.Сидорова, М., Недра, 1973, стр. 395, 396, рис. XI.2.

Недостатком известного пакера-зонта является низкая прочность тонкостенного эластичного уплотнителя и разрушение его из-за трения о стенки скважины во время спуска обсадных труб с расхаживанием и из-за воздействия высоких перепадов давления, возникающих при спуске и цементировании.

Целью, достигаемой применением полезной модели, является повышение надежности работы пакера-зонта путем повышения прочности уплотнителя и предотвращения его трения о стенки скважины во время спуска обсадных труб с расхаживанием.

Поставленная цель достигается тем, что в пакере-зонте, включающем цилиндрический корпус и закрепленные на нем уплотнитель из эластичного материала и металлические защитные пластины, уплотнитель выполнен с наружным диаметром меньше диаметра скважины, а корпус выполнен с внутренним диаметром, обеспечивающим установку на обсадной трубе с зазором и в верхней части имеет радиальные щели.

Поставленная цель достигается также тем, что защитные пластины выполнены в виде лепестков коронки, охватывающей нижнюю часть уплотнителя и прикрепленной к корпусу посредством проставки.

Поставленная цель достигается также тем, что на нижнем конце корпуса закреплено эластичное кольцо для уплотнения его на нижней муфте обсадной трубы при крайнем нижнем положении пакера-зонта на этой трубе.

На рисунке показан предлагаемый пакер-зонт в положении, установленном на обсадной трубе при спуске в скважину.

Пакер-зонт включает корпус 1, уплотнитель 2 и коронку 3. Коронка прикреплена к корпусу посредством проставки 4 и имеет центрирующие выступы 5. Нижняя часть уплотнителя закреплена на корпусе и в коронке посредством резьбы и клеевого состава. Верхняя часть уплотнителя выполнена

более мягкой и имеет возможность расширяться до стенки скважины под действием напора жидкости, направленной сверху вниз. В верхней части корпуса выполнены радиальные щели 6 для сообщения внутренней полости с пространством выше уплотнителя. На нижнем конце корпуса 1 посредством проставки 4 закреплено эластичное кольцо 7 для уплотнения корпуса на нижней муфте 8 обсадной трубы 9 при крайнем нижнем положении пакеразонта на этой трубе. На обсадной трубе пакер-зонт устанавливается с зазором 10.

При спуске в скважину корпус 1 упирается в верхнюю муфту 11 обсадной трубы. Скважинная жидкость перетекает вверх через зазор 10 и радиальные щели 6, а также вокруг уплотнителя 2. Нри этом уплотнитель не задевает стенки скважины.

При медленном вытягивании труб вверх нижняя муфта 8 обсадной трубы упирается в корпус 1, перекрывая зазор 10 и скважинная жидкость перетекает вниз вокруг уплотнителя, а он не задевает стенку скважины. При цементировании скважины под действием напора вязкого цементного раствора пакер-зонт также продвигается вниз до упора в нижнюю муфту 8 обсадной трубы, а верхняя часть уплотнителя расширяется до полного перекрытия зазора вокруг пакера-зонта. Лепестки 12 коронки 3 прогибаются до стенки скважины, предотвращая выдавливание уплотнителя в зазор вокруг коронки при высоких перепадах давления. Плотность закрытия зазора 10 обеспечивается эластичным кольцом 7.

Предложенный пакер-зонт имеет простую конструкцию и значительно меньшую стоимость, чем известные пакеры для перекрытия заколонного пространства. Поэтому пакер-зонт может устанавливаться на нескольких трубах, размещаемых в интервале плотных пород и обеспечить тем самым эффективность цементирования.

Claims (3)

1. Пакер-зонт для манжетного и ступенчатого цементирования обсадной колонны, включающий цилиндрический корпус и закрепленные на нем уплотнитель из эластичного материала и металлические защитные пластины, отличающийся тем, что уплотнитель выполнен с наружным диаметром меньше диаметра скважины, а корпус выполнен с внутренним диаметром, обеспечивающим установку на обсадной трубе с зазором, и в верхней части имеет радиальные щели.

2. Пакер-зонт по п.1, отличающийся тем, что защитные пластины выполнены в виде лепестков коронки, охватывающей нижнюю часть уплотнителя и прикрепленной к корпусу посредством проставки.

3. Пакер-зонт по п.1, отличающийся тем, что на нижнем конце корпуса закреплено эластичное кольцо для уплотнения его на нижней муфте обсадной трубы при крайнем нижнем положении пакера-зонта на этой трубе.