Устройство для изоляции опробуемых интервалов скважин

"Ф гВ 3 МЪг.ЯЫэЛЩ ЯЩ ЕТЕЛЬСТ ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(72) Б.Я.Гвирцман и В.Н.Гусев (7,) Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела(56) 1. Авторское свидетельство СССР Р 747979, кл. Е 21 В 33/126, 1980.2. Авторское свидетельство СССР Р 649825, кл. Е 21 В 33/12, 1977.3. Авторское свидетельство СССР 9 751961, кл. Е 21 В 33/12,. 1978 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ОПРОБУЕМЫХ ИНТЕРВАЛОВ СКВАЖИН, вклю-. чающее корпус, секционный уплотнительный элемент, цилиндр с поршнем, жестко соединенным с полым штоком,выполненным с радиальным отверстием, толкательр установленный на нижнем конце штока, установочный.патрубок, соединенный с колонной труб, о т л и ч а ю ще е с я тем, чтос целью снижения трудоемкости работ по установке устройства при гидрогеологических исследованиях скважин, цилиндр разглещен внутри корпуса, который снабжен защелками, а полый шток выполнен с кольцевым выступом для взаимодействия с защелками и связан внутренним шлицевым соединением с установочным патрубком, расположенным внутри штока и подпружиненным отно, сительно него, причем цидиндр имеет радиальные отверстия выше поршня для сообщения колонны труб с интервалом скважин под устройством через отверстие в установочном патрубке при край- Сре нем его верхнем положении.Изобретение относится к оборудо-. ванию для проведения гидрогеологических исследований скважины при про ведении опытных нагнетаний и измерений напоров подземных вод.Известно устройство для изоляции 5 опробуемых интервалов скважин, основной частью которого .является уплотнительный элемент, расширяемый путем нагнетания в неговоды или воздуха 1 11. 10Недостатком этого устройства является быстрый выход из строя уплотнительного элемента при спускоподъемных операциях.Известно также устройство для гер метизации кольцевого пространства скважины, устанавливаемое в скважине с помощью конуса с плашками. Уплотнительный элемент устройства сжимается с помоцью гидроцилиндра, а его фиксация осуществляется за счет насечки на внутренней поверхности стопорного элемента Г 2 ."Недостатком устройстваявляетсянеобходимость постоянной закачки жид кости через него для сообщения полости колонны труб с интервалом скважины под устройством, что не позволяет использовать его для Гидрогеологических исследований.Известно также устройство для изо-З 0 ляции интервалов скважин, спускаемое в скважину на трубах и включающее секционный уплотнительный элемент, цилиндр с поршнем, жестко соединенным с полым штоком, выполненным с ради альным отверстием, толкатель, уста.новленный на нижнем конце штока, и установочный патрубок для соединения, с колонной труб 3 3для приведения устройства в действие необходимо перекрывать его центральный канал специальным клапаном, спускаемым через колонну труб. Для обеспечения сообщения. колонны труб с интервалом скважины ниже устройства 45 клапан необходимо поднять на поверх.ность. Следовательно, применение ука- . занного устройства связано с необходимостью проведения дополнительных работ по спуску и извлечению клапана, что приведет к увеличению, объема работ при его использовании для гидро- геологических исследований скважин.Целью изобретения является снижение трудоемкости работ по установке устройства при гидрогеологических :исследованиях скважин с использованием изолирующих устройств.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для изоляции опробуемых интервалов скважин, включающем 60 корпус, секционный уплотнительный элемент, цилиндр с поршнем, жестко соединенным с полым штоком, выполненным с радиальным отверстием, толка- тель, установленный на нижнем конце 65 штока, установочный патрубок, соединенный с колонной труб, цилиндр размецен внутри корпуса, который снабжензацелками, а полый шток выполнен скольцевым выступом для взаимодействияс защелками и связан внутренним шли-,цевым соединением с установочнымпатрубком расположенным внутри штока и подпружиненным относительно него, причем цилиндр имеет радиальные отверстия выше поршня для сообщения колонны труб с интервалом скважин под устройством через отверстие в установочногл патрубке при крайнем его верхнем положении.На фиг.1 показано устройство,при его спуске в скважину; на фиг,2 - сечение А-А на фиг.1, на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - устройство в рабочем положении в скважине.Устройство содержит .корпус 1 и уплотнительный элемент с эластичными кольцами 2, разделенными жесткими прокладками 3. Внутри корпуса 1 на его крышке ,4 установлен цилиндр 5 с поршнем б, жестко соединенным с полым штоком 7. Полый шток 7 снабжен выступом 8, установленным с возможностью взаимодействия с пружинными защелками 9 на стенках корпуса 1, и заканчивается внизу круглой головкой 10 с кольцевой выемкой 11, в которой закреплен толкатель 12 с возможностью вращения относительно полого штока 7.Толкатель 12 выполнен в виде кресто"вины, концы которой заведены в продольные вырезы 13 в стенках корпуса1 и удерживают на себе эластичныекольца 2 и жесткие прокладки 3В полый шток 7 вставлен проходящий черезкрышку 4 корпуса .1 и поршень б установочный патрубок 14, снабженный в нижней части головкой 15 с выступами 16, входящими в продольные пазы 17на стенках полого штока 7, и в верхней части - упором 18, отделяемым от крышки 4 корпуса 1 прокладкой 19, ипереводником 20 под трубы 21, Междуголовкой 15 и поршнегл 16. на установочный патрубок .14 надета упорная пружина 22. В стенках цилиндра 5, пологоштока 7 и установочного патрубка 14 выполнены радиальные отверстия23-26 для пропуска нагнетаемой водыиз колонны труб 21 под поршень б приустановке устройства в скважине 27 иобеспечения гидравлической связи глежду внутренним пространством 28, труб21 и опробуемым интервалом 29 пригидрогеологических исследованиях. Вместах прохода установочного патрубка 14 через крышку 4 корпуса 1 и через поршень б и в месте прохода полого штока 7 через нижнюю крышку 30 цилиндра 5 установлены сальниковыеСпуск устройства к месту установки осуществляется на колонне труб 21, с которой оно соединяется .с помощью переводника 20. В колонну труб21 с помощью бурового насоса подает- . ся вода, которая сначала поступает в 5 установочный патрубок 14, затем через радиальное отверстие 25 - в полый шток 7, а оттуда через радиальнре отверстие 26 - в пространство цилиндра 5 под поршнем б. Выходу радиального отверстия 25 иэ внутреннего пространства полого штока 7 до начала подачи воды в полый шток препятствует упорная пружина 22. При подаче воды в пространство цилиндра 5 под поршень 15 б в указанном пространстве возникает избыточное давление, под воздействием которого поршень б перемещается вверх, увлекая эа собой полый шток 7 с толкателем 12. Толкатель 12, двигаясь вверх, сжимает эластичные20 кольца 2, а перемещению вверх корпу,са 1 препятствует упор 18. При проходе выступа 8 выше пружинных защелок 9 .происходит фиксация эластичных колец 2 в сжатом состоянии, при этом 25 кольца плотно перекрывают пространство между корпусом 1 и стенками сква- . жины 27. О входе выступа 8 в зацепление с защелками 9 свидетельствует падение давления воды на манометре30 бурового насоса, которое имеет место при поднятии нижнего края поршня б вьые радиального отверстия 24,после чего подачу воды в трубы прекращают. Для проведения гидрогеологи ческих исследований (опытных нагнетаний и измерений напора подземных вод ) в изолированном интервале 29 скважины 27 должна быть обеспечена гидравлическая связь между укаэанным интервалом и внутренним пространством 28 колонны труб 21. С этой целью после входа выступа 8 в зацепление с защелками 9 производят без вращения подъем колонны труб 21 до тех пор, пока выступы 16 головки 15 установочного патрубка 14 не упрутся в окончание продольных пазов 17 полого штока 7. При этом радиальное отверстие 25 установочного патрубка 14 окажется впространстве между крышкой 4 корпуса 1 и поршнем б и гидравлическая связь между опробуеьым интервалом 29 и. внутренним пространством 28 труб 21 осуществляется через отверстия 25 и 23 и через открытую ниж" нюю часть корпуса 1. По окончании гидрогеологических исследований в интервале 29 производят путем медленного вращения колонны труб 21 по часовой стрелке поворот установочного патрубка 14 на 90 О. Вместе с установочным патрубком 14 эа счет взаимо-. действия выступов 16 головки 15 с продольными пазами,17 на тот же угол поворачивается и полый шток 7. При этом выступ 8 выходит из зацепления с защелками 9, в результате чего эластичные кольца 2 освобождаются от сжатия, обеспечивая таким образом. извлечение устройства из скважины при подъеме колонны труб 21.Экономический эффект от использования предложенногб устройства заключается в сокращении объема работ по изоляции: опробуемых интервалов и проведении гидрогеологических исследований в скважинах с целью определения условий безопасной выемки угля под водными объектами и их охраны.1046475 Тираж 603осударственного комитета ССам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб. П С Заказ 7 б 90/33ВНИИПО исно