SU1747675A1 - Гидравлический пакер - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к устройствам дл  разобщени  пластов нефт ных и газовых скважин при бурении гидравлическим пакерами. Цель изобретени  - повышение надежности работы пакета в зонах каверно- образовани  без подъема бурильных труб. Дл  этого гидравлический пакер содержит полый корпус 11 с каналами, эластичный

Description

элемент 1 с верхним 2 и нижним 3 наконечниками снабжен полой клапанной коробкой 4,6 радиальных каналах которой установлены выпускные клапаны, выпдлнШгнУе в виде подпружиненных поршней 5 и 7. В процессе бурени  пакер сШрашеТ незапа- состо ние За счет силы, создаваемой пе|Мпадо м давлени  в турбобуре, налibJke н но и на п ло щади кол ьцё в ых п ор ш- ней 1 И, св занных с корпусом 1. Нагрузка на долото и крут щий момент при бурений передают через шток 8 и Шлйцевое соединение 22. Шток опираетс  в упор 23 корпуса И

жестко св зан с клапанной коробкой 4 в нижней части. После прекращени  циркул ции бурового раствора путем возвратно-по ступательного движени  измен ют объем всасывающей камеры 20, последовательно открывают клапаны 17 и 19, сообща  всасывающую 20, нагнетательную 24 и рабочую 21 камеры. Поелёднюгсi наполн ют жидкостью, обеспечива  пзкеровку. Дл  распакеровки создают в трубах избыточное давление и открывают клапан 5, выпуска  жидкость из полости 21. 1 ил.

Изобретение относитс  к горной про- мышленностига именно к испытанию скважин и пластов на нефть и газ в процессе бурени .

Известен надувной гидравлический па- кер, состо щий из корпуса с основным каналом , концевой арматуры, соединенной с подвижным цилиндром, образующим с корпусом кольцевую,полость, и уплотнитель- ным элементом, включающим наружный и внутренний эластичные слои, а также силовой корд между ними, выполненный с двум  переходными участками, которые расположены по обе стороны от центральной части уплотнйтельного элемента, причем угол намотки силовых слоев относительно вертикальной оси пакера увеличиваетс  от центральной части и концевой арматуре.

Известен также гидравлический пакер, содержащий полый корпус с каналами и разделительным поршнем, св занный с корпусом эластичный элемент с верхним и нижним наконечниками, концентрично установленный в корпусе полый шток, образующий с корпусом и эластичным элементом соответственно всасывающую и рабочую камеры, установленные в каналах корпуса и разделительном поршне всасывающий и нагнетательный клапаны дл  сообщени  соответственно всасывющей камеры с пространством за корпусом и всасывающей и рабочей камер.

Недостаток известного пакера заключаетс  в том, что его нельз  использ бв ать дл  испытани  пластов в процессе бурени  без подъема бурильных труб и долота, и он не имеет механизмов, преп тствующих его надуванию в процессе бурени , и распакеров- ке после окончани  испытани . :

Цель изобретени  - повышение надежности в работе пакера в зонах кавернообра- Зовани  без подъема бурильных труб и долота.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что гидравлический пакер содержит полый корпус с каналами и разделительным поршнем, св занный с корпусом эластичный элемент

с верхним и нижним наконечниками, кон- центрично установленный в корпусе полый шток с поршнем, образующий с корпусом и эластичным элементом соответственно всасывающую и рабочую камеры, установленный в каналах корпуса и разделительном поршне всасывающий и нагнетательный клапаны дл  сообщени  соответственно всасывающей камеры с пространством за корпусом и всасывающей и рабочей камер,

а также дополнительно содержит полую клапанную коробку с радиальными каналами, имеющими наружные конические проточки, установленными в каналах клапанов коробки выпускными клапанами, жестко св занными с корпусом и штоком дополнительными поршн ми, размещенными между корпусом и штоком над всасывающей камерой и жестко св занным с корпусом упором дл  взаимодействи  со

штоком, при этом корпус и шток имеют каналы между поршн ми и св заны в верхней части шлицевым соединением, клапанна  коробка жестко св зана с нижним наконечником и нижней частью штока, выпускные

клапаны выполнены в виде подпружиненных поршней с уплотнени ми и коническими тарелками под проточки каналов клапанной коробки с торцами поршней, обращенными во внутреннюю полость клапанной коробки сообщающегос  с полостью штока.

На чертеже изображена конструкци  надувного гидравлического пакера, разрез.

Устройство содержит пакерующий эластичный элемент 1, верхний 2 и нижний 3

наконечники, клапанную коробку 4, выпускные клапаны 5, пружины 6, поршни 7 клаланов . полый шток 8, поршни Э штока, каналы 10 штока, корпус 11 поршни 12 корпуса, радиальные каналы 13 корпуса, верхнюю присоединительную резьбу 14 пакерэ, нижнюю резьбу 15 пакера, всасывающую клапанную коробку 16, всасывающий Kianan 17, нагнетательный клапан 18, разделительный поршень 19, всасывающую камеру 20, рабочую камеру 21, шлицевое соединение 22, упор 23, нагнетательную камеру 24.

Гидравлический пакер работает следующим образом.

Устройство резьбой 14 соедин етс  с откачивающим устройством поршневого типа , установленного выше пакера в составе колонны бурильных труб (не показано), а резьбой 15 пакер присоедин етс  к клапанной коробке, установленной над турбобуром (не показано). В таком положении пакер может участвовать в процессе бурени , сохран   свое незапакерованное состо ние, поскольку эластичный пакерующий элемент 1 находитс  в нат нутом состо нии за счет значительной гидравлической силы, создаваемой перепадом давлени  в турбобуре, помноженной на кольцевые площадки всех поршней 12. Эта сила составл ет пор дка 30 t и превышает сжимающую нагрузку от веса труб, передаваемую на долосо, что обеспечивает нормальный процесс бурени . При этом избыточного давлени  в рабочей камере 21 дл  надувани  пакерующего элемента 1 не возникает, так как клапаны 5 наход тс  в открытом состо нии за счет перепада давлени , действующего на них изнутри на площади поршней 7 при циркул ции бурового раствора через полый шток 8 в процессе бурени .

Нагрузка на долото и крут щий момент при бурении передаетс  через шток 8 и его шлицевое соединение 22. , После вскрыти  бурением перспективного пласта-коллектора, который в месте ус- тановки пакера имеет каверну или увеличение диаметра на 60 - 80 мм и его следует испытать на приток нефти и газа, бурение и циркул цию бурового раствора прекращают и при этом исчезает гидравлическа  сила, создающа  нат жение эластичного пакерующего элемента 1 и открытое состо ние клапанов 5.

Внутрь труб опускают на кабеле пробо- отборный снар д с датчиками давлени . температуры, расхода и влажности жидкости , который садитс  в специальное седло откачивающего устройства, расположенного выше пакера (не показано). Затем путем возвратно-поступательного движени  объем камеры 20 измен етс , а клапаны 17 и 18 обеспечивают наполнение рабочей камеры

21 и раздувание пакерующего элемента 1 до

5 предельного давлени  в 300 атм, контролируемого клапанами 5. В раздутом состо нии элемент 1 прижимаетс  к стенкам скважины и разобщает зону испытываемого пласта от остальной части скважины, даже если он попал в небольшую каверну или диаметр

0 ствола скважины больше диаметра пакера на 60 - 80 мм. Откачиваема  из пласта жидкость через клапанную коробку, нахо д Щу- юс  выше турбобура и ниже пакера, поступает через полый шток пакера 8 в по5 лость бурильных труб и вытесн ет часть бурового раствора на поверхность, что служит индикатором наличи  притока пластового флюида. Процесс изменени  скважинного давлени , температуры, интенсивности притока и нефтесодержани  передаетс  датчиками пробоотборного снар да на по- верхность, дава  возможность ЭВМ определ тьфизическиепараметры продуктивности испытываемого пласта.

После окончаний исследовани  пласта и отбора достаточного объема пластового флюида в полость бурильных труб пробоот- борный снар д поднимают на поверхность, Создают избыточное давление в бурильных

0 трубах и производ т нат жение бурового инструмента на 3 - 5, с помощью которого открываетс  клапаны 5 и выпускаетс  жидкость из полости 21, а пакерующий элемент приходит в незапакерованное состо ние,

5 выход  из контакта со стенками скважины, обеспечива  тем самым циркул цию бурового раствора и продолжение процесса бурени  до вскрыти  и испытани  следующего перспективного пласта-коллектора.

0 Применение предлагаемого пакера позвол ет повысить эффективность испытани  скважин в зонах каеернообразовани  или в зонах больших кольцевых зазоров затрубного пространства в процессе буре5 ни  без подъема бурильных труб.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Гидравлический пакбр, содержащий полый корпус с каналами и разделительными поршнем, св занный с корпусом эластич0 нын элемент с верхним 1 нижним наконечниками , концентрично установленный в корпусе полый шток с поршнем, образующий с корпусом и эластичным элементом соответственно всасывающую и рабочую

   5 камеры, установленные в каналах корпуса и разделительном поршне всасывающий и нагнетательный клапаны дл  сообщени  соответственно всасывающей камеры с пространством за корпусом и всасывающей и

   0 рабочей камер, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности работы пакера в зонах кавернообразований без

   подъема бурильных труб и долота, он снаб-налы между поршн ми и св заны в верхней

   жен полой клапанной коробкой с радиаль-части шлицевым соединением, клапанна 

   ными каналами, имеющими наружныекоробка жестко св зана с нижним наконечконические проточки, установленными в ка-ником и нижней частью штока, а выпускные

   калах клапанной коробки выпускными кла-5 клапаны выполнены в виде подпружиненпанами , жестко св занными с корпусом иных поршней с уплотнени ми и коническиштоком дополнительными поршн ми, раз-ми тарелками под проточки каналов

   мещенными между корпусом и штоком налклапанной коробки с торцами поршней, обвсасывающей камерой, и жест.о св заннымращенными во внутреннюю полость клапанС корпусом упором дл  взаимодействи  со10 ной коробки, сообщающуюс  с полостью

   штоком, при этом корпус и штбК имеют ка-штока,