УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗОБЩЕНИЯ ПЛАСТОВ В СКВАЖИНЕ

Устройство для разобщения пластов в скважине.
Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для разобщения пластов в скважине, преимущественно при цементировании обсадных колонн.
Известно устройство ( а.с.№ 1025866, МПК Е 21 В 33/12, опубл.1983 г, БИ № 24), включающее ствол с осевым каналом и радиальными отверстиями, кожух, размещенный концентрично стволу и образующий с ним кольцевую полость, установленные на стволе упор, уплотнительную манжету и разжимной конус с конической торцевой поверхностью в нижней части, расположенный в кольцевой полости между стволом и кожухом
Недостатком этого устройства является невысокий коэффициент пакеровки, обусловленный конструкцией пакерующего элемента, раскрывающегося под действием разжимного конуса, который при движении вниз растягивает уплотнительный элемент, внедряясь в него.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство для разобщения пластов в скважине ( а .с .№ 1758207,
МПК Е 21В 33/12, опубл.30.08.92 г.,БИ № 32), включающее ствол с осевым каналом и радиальными отверстиями, кожух, размещенный концентрично стволу и образующий с ним кольцевую полость, установленные на стволе упор, основную и дополнительную манжеты, разжимной конус с конической торцовой поверхностью в нижней части, расположенный в кольцевой полости между стволом и кожухом
Однако это устройство имеет невысокийкоэффициент
пакеровки,обусловленный ограничением диаметра уплотнительного элемента и разжимного конуса в траспортном положении разностью между внутренним диаметром кожуха и наружным диаметром ствола.
Кроме низкого коэффициента пакеровки существует вероятность, что при внедрении разжимного конуса в дополнительную уплотнительную манжету после срезки штифтов происходит полное заполнение кольцевой полости материалом этой манжеты еще до выхода последней за границы кожуха ,
МПК Е21 В 33/12
gQ&/rt/P/
вследствие чего возникают значительные силы трения на поверхности ствола и кожуха, что приводит к заклиниванию пары конус - уплотнение.
Поставлена задача повысить надежность пакеровки за счет увеличения коэффициента пакеровки и предотвращения заклинивания.
Поставленная задача достигается за счет того, что в устройстве для разобщения пластов в скважине , включающем ствол с осевым каналом и радиальными отверстиями, кожух, размещенный концентрично стволу и образующий с ним кольцевую полость, установленные на стволе упор, основную и дополнительную манжеты, разжимной конус с конической торцовой поверхностью в нижней части, согласно полезной модели, разжимной конус выполнен из цилиндрического поршня и соединенной с ним конической части, причем коническая часть и дополнительная уплотнительная манжета, жесткость которой, по крайней мере в 1,5 раза превышает жесткость основной уплотнительной манжеты, размещены за пределами кожуха, а угол торцовой
поверхности а конической части разжимного конуса больше угла сопряжения (3 основной и дополнительной манжеты в три раза, при этом под внутреннюю поверхность основной уплотнительной манжеты введена смазывающая добавка, а диаметр дополнительной и основной манжеты не превышает наружный диаметр разжимного конуса и кожуха..
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг.1 представлено предлагаемое устройство в транспортном положении, на фиг.2 устройство в промежуточном положении, на фиг.З - устройство с максимально раскрытым пакерующим элементом.
Устройство содержит ствол 1 с осевым каналом и радиальными отверстиями 2, кожух 3, размещенный концентрично стволу и образующий с ним кольцевую полость, в которой размещен разжимной конус, состоящий из поршня 4, удерживаемого штифтами 5, и конической части 6 разжимного конуса. Для удержания поршня 4 в рабочем положении на внутренней поверхности кожуха 3 установлен пружинный фиксатор 7. Коническая часть 6 разжимного конуса связана с поршнем 4 винтами 8. Далее на стволе размещены дополнительная уплотнительная манжета 9, основная манжета 10, и упор 11 с наружной обечайкой, удерживающей манжеты 9,10 в транспортном и рабочем положении. Для предотвращения разрушения или преждевременного срабатывания
устройство имеет два центратора 12 на резьбовых соединениях для соединения с обсадной колонной, причем диаметр центраторов больше диаметра уплотнительных манжет, но меньше диаметра скважины. Под внутреннюю поверхность основной манжеты введена смазывающая добавка.
Устройство работает следующим образом.
Перед спуском в скважину на устройстве устанавливается расчетное количество срезных штифтов, давление срезки которых превышает конечное рабочее давление в процессе цементирования на 20-25%, производится спуск устройства в скважину в составе обсадной колонны, причем количество устройств в составе колонны не ограничивается. Их может быть столько, сколько пластов необходимо изолировать между собой. По окончанию процесса цементирования в обсадной колонне повышается давление до величины, необходимой для срезки установленных штифтов на устройстве, при этом поршень 4 срезает штифты 5 и воздействует на коническую часть разжимного конуса 6, которая перемещается по стволу и толкает дополнительную уплотнительную манжету 9, имеющую большую жесткость, под основную манжету 10, имеющую меньшую жесткость, в результате чего происходит ее расширение (фиг.2).
Разность углов конической поверхности между конической частью разжимного конуса а, дополнительной и основной уплотнительными манжетами (3, а также различные усилия трения между металлическим конусом и дополнительной уплотнительной манжетой без смазки обеспечивает последовательное проникновение дополнительной манжеты под основную, а затем проникновение конуса под дополнительную и основную манжеты, удерживаемые упором и обечайкой (фиг.З).
Таким образом обеспечивается надежная герметизация кольцевого пространства скважины со значительным повышением коэффициента пакеровки в сравнении с прототипом за счет увеличения начальных диаметров дополнительной уплотнительной манжеты и разжимного конуса при ограничении диаметра устройства.
ЈСЫУР&Ј /
-зФормула