SU1696673A1

SU1696673A1 - Packer

Info

Publication number: SU1696673A1
Application number: SU894737170A
Authority: SU
Inventors: Петр Григорьевич Пугин; Талгат Назметдинович Бикчурин; Борис Михайлович Курочкин; Рашад Хасанович Фактуллин
Original assignee: Государственное Альметьевское Управление Буровых Работ Производственного Объединения "Татнефть"; Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Буровой Техники
Priority date: 1989-09-15
Filing date: 1989-09-15
Publication date: 1991-12-07

Abstract

Изобретение относитс к нефтедобывающей пром-сти и предназначено дл изол ции затрубного пространства от зоны поглощени и закачивани в нее наполнител в процессе бурени скважины. Цель изобретени - повышение надежности па-. кера в работе за счет исключени возможности образовани застойной зоны в центральном канале (ЦК) его ствола из-за скоплени крупноразмерного и волокнистого наполнител . На стволе 1 пакера с ЦК 3,радиальным каналом 4 и штуцерным наконечником (ШН) 5 установлен подвижно секционный уплотнительный элемент из манжет 6 и 7 и кольца 8. Под ним размещены корный узел с корпусом 9 и плашками 14, соединенными т гами 15 с обоймой 16, и узел гидропривода с цилиндром 17 и подпружиненным поршнем 21. Полость 20 под поршнем гидравлически св зана с ЦК 3. С цилиндром 17 жестко св зан кожух 24 с осевым каналом 25, пазами 40 и кольцевым упором 38. На ШН 5 установлен поворотный кран (ПК) 27 со сферической поверхностью 28, проходным каналом 30, пружинами кручени и выступом 29, взаимодействующим с кольцевым упором 38 и осевыми пазами 40 кожуха 24 в исходном и рабочем положени х пакера. Площади поперечного сечени канала 30 ПК27и канала 25 кожуха 24 равны площади поперечною сечени ЦК 3. При закачивании жидкости в колонну труб избыточное давление передаетс в полость 20 цилиндра 17 под поршень 21. Плашки 14 выдвигаютс до сцеплени со стенками скважины, и посадкой веса колонны труб производ тс деформаци манжет 6 и 7 и перекрытие ствола скважины. При сжатии манжет 6 и 7 ствол перемещаетс и канал 30 ПК 27 совмещаетс с ЦК 3 и каналом 25 кожуха 24, через которые производитс закачивание различных тампонажных смесей в подпакерное пространство скважины. 7 ил. СП с о о о а vi соThe invention relates to an oil producing industry and is intended to isolate the annulus from the absorption zone and inject the filler into it during the drilling of a well. The purpose of the invention is to increase the reliability of the pa. ker in operation by eliminating the possibility of the formation of a stagnant zone in the central channel (CK) of its trunk due to the accumulation of large-size and fibrous filler. On the barrel 1 of the packer with CC 3, radial channel 4 and nipple tip (ShN) 5, a movably sectional sealing element is installed from cuffs 6 and 7 and ring 8. Under it are the core assembly with housing 9 and dies 14 connected by rods 15 with a yoke 16, and a hydraulic drive assembly with a cylinder 17 and a spring-loaded piston 21. The cavity 20 under the piston is hydraulically connected to the CC 3. The cylinder 24 is rigidly connected to the casing 24 with an axial channel 25, grooves 40 and an annular stop 38. A rotating crane is mounted on the SN 5 (PC) 27 with a spherical surface 28, passage channel 30, pr ins torsion and the projection 29 interacting with the annular ledge 38 and the axial grooves 40 of the housing 24 in the initial and operating positions of the packer. The cross-sectional areas of channel 30 of PC27 and channel 25 of jacket 24 are equal to the cross-sectional area of CC 3. When fluid is pumped into a pipe string, excess pressure is transferred to the cavity 20 of cylinder 17 under piston 21. Dies 14 are extended to adhere to the walls of the well, and TC deformation of the cuffs 6 and 7 and the overlap of the wellbore. When the cuffs 6 and 7 are compressed, the barrel moves and the channel 30 of the PC 27 is aligned with the CC 3 and the channel 25 of the case 24, through which various plugging mixtures are pumped into the sub-packer space of the well. 7 il. Joint venture vi co

Description

Изобретение относитс к нефтедобывающей промышленности, а именно к устройствам дл изол ции затрубного пространства от зоны поглощени и закачивани в него наполнител в процессе бурени скважины.The invention relates to the oil industry, namely, devices for isolating the annulus from the absorption zone and injecting filler therein during the drilling of a well.

Цель изобретени - повышение надежности пакера в работе за счет исключени The purpose of the invention is to improve the reliability of the packer in the work by eliminating

возможности образовани застойной зоны в центральном канале его ствола из-за скоплени крупноразмерного и волокнистого наполнител .the possibility of the formation of a stagnant zone in the central bore of its trunk due to the accumulation of large-sized and fibrous filler.

На фиг.1 представлен пакер; на фиг,2 - сечение А - А на фиг. 1; на фиг.З - сечение Б - Б на фиг.1; на фиг.4 - сечение В - В на фиг.1; на фиг.5 представлен пакер в рабочем положении; на фиг.6 - сечение Г - Г на фиг.5; на фиг.7 - сечение Д - Д на фиг.6.Figure 1 shows the packer; FIG. 2 is a section A - A of FIG. one; on fig.Z - section B - B in figure 1; figure 4 - section b - b in figure 1; figure 5 presents the packer in the working position; figure 6 - section G - G in figure 5; figure 7 - section D - D figure 6.

Пакер содержит ствол 1 с переводником 2. центральным и радиальным каналами 3 и 4 и штуцерным наконечником 5 на его ниж- нем конце, установленный подвижно на стволе 1 секционный уплотнительный элемент из манжет 6 и 7 и разделительного кольца 8, размещенные под ними корный узел . включающий корпус 9 с радиальными окнами 10 и осе.выми прорез ми 11, конусными пазами 12 с канавками 13 и установленные в них конусные плашки 14, соединенные т гами 15 с обоймой 16, узел гидропривода, включающий соединенный жестко с корпусом 9 корного узла цилиндр 17 с окнами 18 и уплотнительным кольцом 19, полость 20 которого гидравлически св зана в исходном положении с центральным каналом 3 ствола 1 через его радиальный канал 4 и размещенный в цилиндре 17 поршень 21 с манжетой 22 и пружиной 23, соединенный с обоймой 16, св занной жестко с цилиндром 17 и установленный на штуцерном наконечнике 5 кожух 24 с осевым кана- лом 25 и размещенный в штуцерном наконечнике 5 с радиальным окном 26 поворотный кран 27 со сферической наружной поверхностью 28, выступом 29 и цилиндрическим проходным каналом 30, площадь по- перечного сечени которого равна площад м поперечного сечени центрального и осевого каналов 3 и 25 ствола 1 и кожуха 24. Цилиндр 17 выполнен с внутренней кольцевой проточкой 31 и упором 32 под обойму 16. Поворотный кран 27 с помощью осей 33 и ушков 34 закреплен на штуцерном наконечнике 5. Дл управлени работой поворотного крана 27 на его ос х 33 установлены поворотные пружины 35 и 36, а в кожухе 24 выполнены радиальное окно 37 и упор 38 дл взаимодействи с выступом 29 поворотного крана 27 в исходном положении . Кроме того, кожух 24 имеет окна 39, а также осевые пазы 40 дл взаимодействи со сферической наружной поверхностью 28 поворотного клапана 27.The packer contains a barrel 1 with a sub 2. central and radial channels 3 and 4 and a nipple tip 5 at its lower end, movably mounted on the barrel 1 sectional sealing element of the cuffs 6 and 7 and dividing ring 8, the root node located under them. includes a housing 9 with radial windows 10 and axial slits 11, tapered grooves 12 with grooves 13 and tapered rails 14 mounted therein, connected by pins 15 to the yoke 16, hydraulic drive assembly including a cylinder 17 connected rigidly to the housing 9 of the crank assembly with windows 18 and a sealing ring 19, the cavity 20 of which is hydraulically connected in the initial position with the central channel 3 of the barrel 1 through its radial channel 4 and placed in the cylinder 17 a piston 21 with a cuff 22 and a spring 23 connected to the yoke 16 rigidly connected with cylinder 17 and mouth a casing 24 with an axial channel 25 and a hub-shaped nozzle 5 with a radial window 26 mounted on a choke tip 5 and a rotary valve 27 with a spherical outer surface 28, a protrusion 29 and a cylindrical bore channel 30, the cross-sectional area of which is equal to the cross-section area sections of the central and axial channels 3 and 25 of the barrel 1 and the casing 24. The cylinder 17 is made with an internal annular groove 31 and an abutment 32 under the ferrule 16. The rotary valve 27 is fixed to the choke tip 5 using axes 33 and eyelets 34. th slewing crane 27 on its axles 33 are mounted rotary springs 35 and 36 and in the housing 24 are radial port 37 and the abutment 38 for cooperating with the protrusion 29, the rotary crane 27 in the rest position. In addition, the case 24 has windows 39 as well as axial grooves 40 for engagement with the spherical outer surface 28 of the rotary valve 27.

Пакер работает следующим образом.Packer works as follows.

На колонне бурильных труб пакер опускают в скважину до заданной глубины. В колонну труб нагнетают буровой раствор. Перед радиальным окном 26 штуцерного наконечника 5 возникает перепад давлени , который передаетс через каналы 4 в полость 20 цилиндра 17 и поршень 21 с манжетой 22 и обоймой 16, сжима пружину 23, поднимаетс и выдвигает плашки 14 до упора к стенке скважины 41. При посадке инструмента вес пакера и часть веса инструмента передаетс на манжеты 6 и 7. ЗгиOn a string of drill pipe, the packer is lowered into the well to a predetermined depth. Drilling fluid is injected into the pipe string. In front of the radial window 26 of the nozzle tip 5, a pressure differential occurs, which is transmitted through the channels 4 into the cavity 20 of the cylinder 17 and the piston 21 with the cuff 22 and the holder 16, squeezing the spring 23, rises and pulls the dies 14 all the way to the borehole wall 41. the weight of the packer and part of the weight of the tool are transferred to the cuffs 6 and 7.

тем закачку раствора прекращают и доаод т нагрузку до максимальной расчетной величины . Сжатие уплотнительных манжет 6 и 7 сопровождаетс перемещением ствола 1 пакера в нижнее положение, при котором полость 20 гидроцилиндра 17 герметизируетс уплотнительным кольцом 19, а поворотный кран 27 за счет упора его выступа 29 в упор 38 кожуха 24 совершает вращательное движение вокруг осей 33, закручива пружины 35 и 36, с углом поворота на 90° и сообщает центральный канал 3 ствола 1 пакера и бурильных труб с подпакерной зоной 42 через осевой канал 25 кожуха 24. Дл проверки герметичности разобщени за- трубного пространства в бурильные трубы нагнетают продааочную жидкость: если перелива из скважины не наблюдаетс или уровень жидкости в затрубном пространстве не повышаетс , значит пакер надежно перекрыл зону поглощени от остальной части ствола скважины.the injection of the solution is stopped and the load is up to the maximum calculated value. The compression of the sealing cuffs 6 and 7 is accompanied by movement of the barrel 1 of the packer to the lower position, in which the cavity 20 of the hydraulic cylinder 17 is sealed by the sealing ring 19, and the rotary valve 27 by rotating its protrusion 29 against the stop 38 of the casing 24 rotates around the axes 33, twisting the spring 35 and 36, with a rotation angle of 90 °, and communicates the central bore 3 of the barrel 1 of the packer and drill pipes with the sub-packer zone 42 through the axial channel 25 of the casing 24. To check the tightness of separation of the pipe space into the drill pipes There is a selling liquid: if there is no overflow from the well or if the fluid level in the annulus does not rise, then the packer has reliably blocked the absorption zone from the rest of the wellbore.

Убедившись в герметичности установки пакера, в зону поглощени закачивают тампонирующую смесь, причем пр моточный центральный канал 3 в стволе 1 пакера позвол ет примен ть высокоэффективные бы- стросхватывающие смеси с высоким содержанием крупноразмерных и волокнистых наполнителей После закачки смеси в скважину смесь продавливают в зону поглощени расчетным количеством продэвоч- ной жидкости и выдерживают до схватывани .Convinced of the tightness of the packer installation, a plugging mixture is pumped into the absorption zone, and the direct central channel 3 in the barrel 1 of the packer allows the use of high-performance quick-release mixtures with a high content of large-size and fibrous fillers. After the mixture is pumped into the well, the mixture is forced into the absorption zone the amount of prodevochny fluid and incubated until set.

Съем пакера осуществл етс подъемом бурильных труб, при этом осева нагрузка с манжет 6 и 7 снимаетс и они принимают первоначальную форму, а пружина 23 возвращает обойму 16 с плашкзми 14 и поршнем 21 в исходное положение, при этом корпус 9 корного узла с кожухом 24 опускаетс до упора в штуцерный наконечник 5, а пружины 35 и 36 кручени , раскручива сь, поворачивают кран 27 в исходное положение , перекрыва центральный канал 3 ствола 1 пакера и бурильных труб.The packer is removed by lifting the drill pipes, the axial load from the cuffs 6 and 7 is removed and they take on their original shape, and the spring 23 returns the yoke 16 with the plates 14 and the piston 21 to its original position, and the housing 9 of the core assembly with the case 24 is lowered up to the stop in the choke tip 5, and the torsion springs 35 and 36, unwinding, turn the valve 27 to the initial position, blocking the central bore 3 of the barrel 1 of the packer and drill pipes.

Техническим преимуществом предложенного пакера по сравнению с прототипом вл етс то, что он имеет равнопроходной с бурильными трубами внутренний канал пакера относительно оси скважины, что позвол ет примен ть крупноразмерные и волокнистые наполнители, исключа возможность образовани в проходном канале застойной зоны, а также многократно использовать лакер за один спуск инструмента,The technical advantage of the packer as compared to the prototype is that it has the packer inner channel equally spaced with drill pipes relative to the borehole axis, which makes it possible to use large-size and fibrous fillers, eliminating the possibility of a stagnant zone in the passage channel, and also to reuse lacquer in one descent tool

Claims

Invention Formula

A packer containing a trunk with a sub, central and radial channels and a choke tip on its bottom

end mounted movably on the trunk sectional sealing element and placed under the root assembly with a housing and conical dies connected by rods with a yoke, hydraulic drive unit with a cylinder and a spring-loaded piston hydraulically connected to the central bore of the trunk, and a housing rigidly connected to the cylinder with an axial channel, characterized in that, in order to increase its reliability in operation by eliminating the possibility of the formation of a stagnant zone in the central bore of the packer due to the accumulation of large-size and filler, on the choke tip of the barrel is set turn0

five

A circular valve with a spherical outer surface, a cylindrical bore, torsion springs and a protrusion, an annular abutment and longitudinal grooves are made in the axial channel of the housing with the ability to interact with the protrusion and the outer surface of the rotary crane, respectively, fixing it in the initial position and aligning its bore channel with the central and axial bore and casing bores in the working position, with the cross-sectional area of the bore valve of the rotary valve and the casing axial channel being cross-sectional area of the central bore.

H Fig 1

Aa

Turned

ten

Fie.2

SЈ

J-j

G Shch

9-d

J

S Shch

9-3

CI9969L

14

Fy