Пакер

(45) Дата опубликования описания 22.03.78. Кл.в Е 21 В 3 Государственный комитет Совета Министров СССР 3) УДК 622 245 4(71) Заявитель Г. А. Чазов, В, ф. Шапкин и В. А. Севастьянов рмский государственный научно-исследовательский и проектны институт нефтяной промышленности54) П Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для герметизации кольцевого пространства скважины, и предназначается для использования преимущественно при термогазохимической обработке призабойной зоны.Известны пакера для герметизации кольцевого пространства нефтяных скважин, которые имеют корпус и уплотнительный элемент, в камере которого установлена цилиндрическая пружина, растягивающая кольцо в осевом направлении. При распакеровке пружина внутри резинового кольца восстанавливает его первоначальную форму, что облегчает извлечение пакера из скважины 11,Однако пакера с такими уплотнительными элементами не обеспечивают надежной герметизации кольцевого пространства при повышенных перепадах давления.Наиболее близким к изобретению является пакер, который состоит из корпуса, раздвижных упоров, втулки, жестко соединенной с корпусом и установленной с возможностью взаимодействия с упорами, уплотнительного элемента, обоймы и пружины 121.Однако такая конструкция пакера также не обеспечивает надежной герметизации кольцевого пространства при повышенных перепадах давления и снижения усилий при распакеровке,Целью изобретения является обеспечениенадежной работы пакера путем повышения герметизации и снижения усилий для распакеровки.5 Это достигается тем, что обойма и корпуспакера выполнены с перепускными каналами, причем каналы корпуса перекрыты втулкой.На чертеже представлен пакер, общий вид.Пакер содержит корпус 1, подпружиненные 10 раздвижные упоры 2, втулку 3 и уплотнительный элемент 4. Корпус 1 имеет перепускной канал 5, гнезда 6 для размещения подпружиненных раздвижных упоров 2, выступы 7, центральное сквозное отверстие 8 для пропускания 15 через корпус кабель-троса 9, на котором пакер опускается в скважину.Упоры 2 могут быть выполнены Г-образнойформы, при этом нижние их выступы обращены к оси пакера и расположены в глубокой 20 кольцевой проточке 10 корпуса 1, образуя темсамым шарнирное соединение. Верхний заостренный конец упора для повышения износостойкости наплавлен твердым сплавом.Втулка 3 имеет окна 11 для выхода верхних 25 концов упоров 2. Для предохранения упоров 2от выпадения из гнезд 6 через окна 11 нижние кромки последних расположены выше верхней кромки кольцевой проточки 10.Уплотнительный элемент 4 выполнен в ви де рукава из эластичного материала, напри40 45 50 55 мер из прорезиненной ткани, и закреплен снизу корпуса 1 пакера. Длина рукава равна 20 - 30 его диаметрам. В нижней части внутри уплотнительного элемента закреплена обойма 12 с перепускными отверстиями 13.По оси пакера внутри уплотнительного элемента 4 расположен патрубок 14, который резьбовым соединением связан с корпусом 1, а внизу проходит через центрирующее отверстие обоймы 12. Патрубок 14 состоит из двух труб, соединенных между собой муфтой 15, внутри которой установлен самоуплотняющийся упругий элемент 16, перекрывающий зазор мекду патрубком 14 и кабель-тросом 9. Муфта 15 внутри имеет полость, соединенную с нарукным пространством посредством равномерно размещенных сквозных мелких отверстий, Между муфтой 15 и обоймой 12 установлен пружинный элемент 17, растягивающий уплотнительный элемент 4 в осевом направлении. Снизу к обойме 12 может крепиться прибор 18 для регистрации давления в подпакерном пространстве.Пакер крепится неподвижно на кабель-тросе 9 с помощью цангового зажима, состоящего из трех подпружиненных конических вкладышей 19, затягиваемых накидной гайкой 20 на втулке 3. Перед опусканием пакера в скважину штифт 21 устанавливают так, что втулка 3 перекрывает перепускной канал 5. На расстоянии 40 - 60 м ниже пакера на том же кабель-тросе 9 подвешивают пороховой заряд с электровоспламенителем, Во время опускания пакера упоры 2 под действием пружин выдвигаются из гнезд 6 корпуса 1 в окна 11 втулки 3 и скользят по стенкам скважины, 1(идкость и газы, находящиеся в скважине, перетекают через перепускные отверстия 13 в обойме 12 из-под пакера, не препятствуя его движению вниз. По достижении интервала установки пакера, его приподнимают до вхождения верхних концов упоров 2 в муфтовое соединение колонны обсадных труб. При зацеплении упоров производят стопорение пакера путем натяжения кабель-троса усилием в 100 в 2 кг, По кабель-тросу пропускают электрический ток и поджигают пороховой заряд, Образующиеся в подпакерном пространстве при сжигании порохового заряда продукты горения свободно проходят через перепускные отверстия 13 обоймы 12 и раздувают изнутри уплотнительный элемент 4, плотно прижимая его к стенкам обсадных труб скважины. Одновременно под действием возрастающего давления самоуплотняющийся упругий элемент 16 плотно обжимает кабель-трос 9. Упоры 2 предотвращают сдвиг пакера вверх 5 10 15 20 25 30 35 и воспринимают вертикальную нагрузку только в первоначальный период создания давления под пакером. При дальнейшем нарастании давления большую часть осевой нагрузки на пакер воспринимает уплотнительный элемент 4 за счет сил трения его о стенки обсадных труб, Площадь соприкосновения уплотнительного элемента 4 со стенками обсадных труб велика, и чем больше создают давление в подпакерном пространстве, тем надежнее герметизация кольцевого пространства скважины.После окончания термогазохимической обработки в скважине пакер поднимают. При натяжении кабель-троса усилием в 300 - 400 кг штифт 21 срезается. Втулка 3, жестко соединенная с кабель-тросом цанговым зажимом, двигается относительно корпуса 1 вверх до соприкосновения нижних кромок окон 11 с выступами. При своем движении вверх втулка 3 открывает перепускной канал 5 и, скользя по наружной поверхности упоров 2 нижними кромками окон 11, утапливает упоры в гнезда 6 корпуса 1. Избыточное давление в подпакерном пространстве стравливается через перепускной канел 5, при этом пружинный элемент 17 приводит уплотнительный элемент 4 в транспортное положение. Пакер свободно поднимается из скважины на кабель-тросе 9 без разрушения уплотнительного элемента 4 и других его частей и годен к многократному использованию.Пакер обеспечивает надежную герметизацию скважины при повышенных перепадах давлений, что позволяет использовать его при обработке призабойной зоны скважин пороховыми зарядами. Формула изобретения Пакер, включающий корпус, раздвижные упоры, втулку, жестко связанную с корпусом и установленную с возможностью взаимодействия с упорами, уплотнительный элемент, обойму и пружины, отл и ч а ю щи й с я тем, что, с целью обеспечения надежной работы пакера путем повышения герметизации и снижения усилий при распакеровке, обойма и корпус пакера выполнены с перепускными каналами, причем каналы корпуса перекрыты втулкой,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР Мо 135443,кл. Е 21 В 33/12, 1961. 2. Авторское свидетельство СССР Ио 308183,кл. Е 21 В ЗЗ/12, 1971.каз 251/4НПО ПодписССР Типография, пр. Сапунова, 2 Изд. М 279 осударственного комит по делам изобрет 113035, Москва, Ж, Тираж 734та Совета Мшшстропий и открытийРаушская наб., д. 4/5