Пакер

(2 1 ) ( 2 2 ) вательии инисследо к еАтег СССР1972.ССР1980. 17 17 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМПРИ П.(НТ СССР РСНСМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4263676/23-0318.06,87(56) Авторское свидетельствР 478933, кл. Е 21 В 33/12,Авторское свидетельство9 899854, кл. Е 21 В 33/12,( 5 7 ) Изобретение относится к нефтегазодобывающей про м- сти , а именно ,оборудованию для герметизации сква- жиН при их испытании как с помощью испытателей пластов , так и компре ссионным способом . Цель изобретения повышение надежности работы па к ер а з а счет обеспечения равномерного ра спр еделения нагрузки на у(1 л отнит ельные элементы (УЭ ) . Па к ер содержит корпус 1, верхний УЭ 2 и нижний УЭ 3 , установле нные н а штоках 4 и 5 узла р егу1479636 лирования давления между УЭ 2 и 3,содержащего цилиндр (Ц) 6 с радиальным каналом (К) 7, полый шток 8 скольцевым выступом 9 и подпружиненный пружинами 11 дифференциальныйпоршень 10, При этом Ц 6 снабженуравнительным К 12, который перекрывается выступом 9 в его крайнем нижнем положении. Польй шток 8, поршень10 и Ц 6 образуют три кольцевые камеры: верхнюю 14, связанную с пространством над УЭ 2, промежуточную 15,связанную через отверстие 16 с полостью штока 8 и нижнюю 17, связанИзобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к оборудованию для герметизации скважин при их испытании как с помо 5 щью испытателей пластов, так и компрессорным способом.Цель изобретения - повышение надежности работы пакера за счет обеспечения равномерного распределения нагрузки на уплотнительные элементы.Иа чертеже схематически представлено предлагаемое устройство.Пакер состоит из корпуса 1, верхнего 2 и нижнего 3 уплотпительных элементов, установленных на штоках 4 и 5, узла регулирования давления между уплотнительными элементами, размещенного над верхним уплотнительным элементом 2, и содержащего ци линдр 6 с радиальным каналом .7, установленные в цилиндре 6 полый шток 8 с кольцевым выступом 9 и подпружиненный диАоеренциальный поршень 10, Дийдеренциальный поршень 10 удерживается 25 в среднем положении пружинами 11, Полый шток 8 имеет шпоночное соединение с цилиндром 6 для передачи крутящего момента нижерасположенному инструменту, Цилиндр 6, жестко свя занный со штоком 4, снабжен уравнительным каналом 12, связывающим пространство над верхним уплотнптельным элементом 2 с пространством между уплотнительными элементами 2 и 3 через радиальный канал 13 в корпусе 1. Уравнительный канал 12 выполнен сную через осевой К 18 и радиальныйК 13, с пространством между УЭ 2 и3, В корпусе 1 выполнен дополнительный уравнительный К 19, который перекрывается штоком 5 в его рабочем положении. Кольцевая площадь камеры 14равна кольцевой площади камеры 15,а сумма их кольцевых площадей равнакольцевой площади камеры 17, При сжатии УЭ 2 и 3 в скважине на кольцевыеплощади камер 14, 15 и 17 действуютразличные по величине давления, приэтом поршень 10 находится в равновесии. 1 з.п.4-лы, 1 ил. возможностью перекрытия кольцевымвыступом 9 полого штока 8 в его нижнем попожении относительно цилиндра6. ДиААеренциальный поршень 10 образует с цилиндром 6 и полым штоком 8три кольцевые камеры: верхнюю 14,связанную через радиальный канал 7с пространством над верхним уплотнительным элементом 2, промежуточную15, связанную через отверстие 16 вполом штоке 8 с внутренней полостьюпакераи нижнюю 17, связанную черезосевой канал 18 в кольцевом выступе9, зазор между полым штоком 8 и штоком 4, радиальный канал 13 - с пространством между уплотнительными элементами 2 и 3,В корпусе 1 имеется также уравнительное отверстие 19 для сообщениявнутренней полости пакера с пространством между уплотнительными элементами 2 и 3, выполненное с возможностью покрытия штоком 5 в ходе пакеровки.Пакер работает следующим образомПосле создания опоры в скважинеи действия сжимающей нагрузки полыйшток 8, двигаясь вниз, перекрываеткольцевым выступом 9 уравнительныйканал 12, При сжатии нижнего уплотнительного элемента 3 перекрываетсятакже уравнительное отверстие 19,выполненное в корпусе 1, В результате пакеровки пространство между уплотнительными элементами 2 и 3 изолируется как от пространства над30 Р,Б,+РБ = Р Б где Р,Р Б+Р Б, - 2 Б, Р 40 откудаР, +РаРеэ верхним уплотнительным элементом(затрубного), так и от внутреннейполости пакера (внутритрубного). Приэтом в случае изменения объема жидкости между уплотнительными элементами происходит смещение дифФеренциального поршня 1 О вверх или вниз сцелью компенсации величины этого изменения. Исход из условия равновесия дифАеренциального поршня 10 и пренебрегая незначительным действием сил пружин 11, можно записать: 15 давление в верхней камере,равное давлению в затрубном 20пространстве;давление в промежуточной камере, равное давлению внутритруб;давление в нижней камере, 25равное давлению в пространстве между уплотнительнымиэлементами;кольцевая площадь верхнейкамеры; 30кольцевая площадь промежуточной камеры;кольцевая площадь нижней камеры. 35Принимая по внимание, что Б, =Б,а Б+Б =Б, получим Следовательно, давление в пространстве между уплотнительными элемен тами равно среднему арифметическому между давлением внутри труб и давлением в затрубном пространстве, т.е.перепады давления, действующие на верхний 2 и нижний 3 уплотнительные 50 элементы, равны между собой.Равномерное распределение нагрузки на уплотнительные элементы позволит использовать пакер при испытании глубоких скважин, а также скважин с 55 высоким удельным весом промывочной жидкости для создания высоких значений депрессий на пласт,Формула из обретениь 1. Пакер, включающий корпус, верхний и нижний уплотнительные элементы , со штоками и узел регулирования давления между уплотнительными элементами, содержащий цилиндр с радиальным каналом, установленные в цилиндре полый шток с кольцевым выступом и подпружиненный поршень, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности работы пакера за счет обеспечения равномерного распределения нагрузки на уплотнительные элементы, узел регулирования давления размещен над верхним уплотнительным элементом, шток которого жестко связан с цилиндром, причем цилиндр имеет уравнительный канал для связи простраства над верхним уплотнительным элементом с пространством между уплотнительными элементами, выполненный с возможностью перекрытия кольцевым выступом полого штока в его крайнем нижнем положении, а подпружиненный поршень выполнен дифФеренциальным и образует с цилиндром и полым штоком верхнюю, промежуточную и нижнюю кольцевые камеры, причем верхняя камера через радиальный канал цилиндра сообщена с пространством над верхним уплотнительным элементом, полый шток имеет радиальные отверстия для сообщения его внутренней полости с промежуточной камерой, корпус выполнен с радиальным каналом, а кольцевой выступ полого штока - с осевым каналом для сообщения нижней кольцевой камеры с пространством между уплотнительными элементами, при этом кольцевая площадь верхней камеры равна кольцевой площади промежуточной камеры, а сумма их кольцевых площадей равна кольцевой площади нижней камеры.2. Пакер по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что корпус имеет дополнительный уравнительный канал для сообщения полости штока нижнего уплотнительного элемента с пространством между уплотнительными элементами, выполненный с возможностью перекрытия штоком нижнего уплотнительного элемента в его рабочем положении.