Механический пакер

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Е 21 В 33 т плмеюъдъ И ИЗО ЕЛЬСТ ОС И ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВ(56) Справочник мастера по капитальному ремонту скважин.-М.,Недра, 1985, с.104,105,Композит-каталог фирмы "Бейкер", том 1,1984-1985, с.685,696,изделие В 739-08. (54) МЕХАНИЧЕСКИЙ ПАКЕР,Ы 2 1686128 А 1 при проведении технологических операции по изоляции зон поглощения в процессе проводки скважин, при цементировании под давлением, гидроразрыве пластов и т.д. Цель - повышение надежности механического пакера (МП) в работе за счет увеличения ресурса работы шлипсов при одновременном повышении качества пакеровки. Для этого МП содержит ствол 1 с опорой 2 и нажимным уплотнительным элементом в виде манжет Э и 4, конус (К) 5 и обойму 6. В обойме 6 установлены шлипсы (Ш) 7 с пружинами 8. Для управления положением Ш 7 имеется кольцевой фигурный паэ на теле1686128 ствола 1 и кулачки 14, установлен ные неподвижно на К 5 и геометрически размещенные со смещением на величину А относительно оси длинного участка 16 фигурного паза, что обеспечивает прохождение Ш 7 при их движении в крайнее верхнее положение. Короткие участки 17 фигурного паза обеспечивают взаимодействие Ш 7 с кулачками 14. При спуске МП на НКТ совместно с обоймой б эа счет сил трения Ш 7 перемещается вверх по стволу 1, При провороте обоймы Ш 7 прижимаются кулачками 14 к стволу 1. На Изобретение стносится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при проведении технологических операций по изоляции зон поглощения в процессе проводки скважин, при цементировании под давлением, гидроразрыве пластов и т.д,Цель изобретения - повышение надежности работы механического пакера за счет увеличения ресурса работы шлипсов при одновременном повышении качества пакеровки.На фиг, 1 представлен механический пакер, общий вид; на фиг, 2 - элементы конструкции в положении нагружения; на фиг, 3 - тоже, в транспортном положении; на фиг. 4 - развертка, циклогэамма перемещения элементов конструкции при работе пакера и переводе его из транспортного положения в рабочее.Механический пакер (фиг. 1) выполнен в виде сборной конструкции и состоит из ствола 1 с опорой 2 и нажимным уплотнительным элементом в виде манжет 3 и 4.Кроме того, на стволе 1 подвижно установлен конус 5, ниже которого подвижно установлена обойма б, Б теле обоймы 6 в гнездах установлены шлипсы 7, поджимаемые в радиальном направлении пружинами 8. Конструктивно шлипсы 7 (фиг. 2) выполнены в виде двуплечих рычагов, имеющих на одном конце упор 9, в средней части - ограничитель 10, а на свободной части - зубья 11 с наружными наклонными поверхностями 12.Для обеспечения управления положением шлипсов 7 имеются кольцевой фигурный паз 13 на теле свола 1 и кулачки 14 (фиг. 3), которые установлены неподвижно на конусе 5 посредством винтов 15, Кольцевой фигурный паз 13 (фиг, 4) имеет длинные 16 и короткие 17 участки, Для обеспечения 5 10 15 20 25 30 35 40 проектной глубине производится остановка и некоторый подъем МП с перемещением обоймы 6 вниз. При этом Ш 7 выходят из зацепления с кулачками 14 и прижимаются к стенке колонны. При незначительном перемещении МП вниз Ш 7 разжимаются К 5, что обеспечивает установку МП в рабочее положение, Распакеровка осуществляется путем натяжения НКТ, При этом Ш 7 сходят с К 5 и прижимаются к стенке колонны только незначительным усилием пружин 8, не препятствуя подъему МП, 4 ил. перехода выступа 18 из длинных участков в короткие на стволе выполнены наклонные участки 19 и наклонные фаски 20 и 21. Конфигурация кольцевого паза выбирается, исходя из согласования работоспособности элементов конструкции, а его геометрия имеет особенности согласования конфигурации и размещения кулачков 14, Количество кулачков 14 равно количеству шлипсов и находится в пределах 4-6. Геометрически кулачки 14 размещены со смещением на величину А относительно оси длинного участка 16, что обеспечивает свободное прохождение шлипсов 7 при их движении в крайнее верхнее положение.Короткие участки 17 размещены соосно кулачкам 14 и обеспечивают взаимодействие шлипсов 7 с кулачками 14 для прижатия шлипсов к телу ствола 1 при перемещении пакера к зоне установки.Механический пакер работает следующим образом.Начальное положение выступа 18 в/ крайнем нижнем положении. точка 1 (фиг. 4). При этом шлипсы разжаты пружинами 8 и находятся в контакте с эксплуатационной колонной,При спуске механического пакера в скважину происходит некоторое обжатие шлипсов 7 и сжатие пружин 8, при этом за счет трения о стенки колонны шлипсы 7 увлекают обойму 6 вверх. При перемещении выступа 18 по наклонной фаске 20 (фиг. 4) за счет ее наклона к оси ствола 1 происходит проворот обоймы 6 и переход выступа 18 в короткий участок 17, Дальнейшее перемещение обоймы б приводит к тому, что шлипсы 7 (фиг, 3) достигают места размещения кулачков 14 и, скользя наружными наклонными поверхностями 12 по внутренним наклонным поверхностям кулачков, прижимаются к стволу 1, образуя зазор Ь, точка 2 (фиг, 4), Наличие такого зазора обеспечивает исключение контакта со стенкой колонны и износа зубьев 11.При достижении места установки механического пакера производится его остановка и некоторый подьем, при этом за счет сил трения гладкой части шлипсов о стенку колонны происходит некоторое перемещение обоймы 6 вниз. Выступ 18 скользит по короткому участку 17 и переходит в наклонный участок 19, точка 3 (фиг. 4), В начале своего движения шлипсы 7 выходят из зацепления с кулачками 14 и прижимаются к стенке колонны эа счет усилия, создаваемого пружинами 8.При незначительном перемещении вниз механического пакера происходит перемещение выступа 18 в длинный участок 16, точка 4 (фиг, 4). При этом шлипсы 7 входят в контакт с конусом 5 и прижимаются к внутренней поверхности стенки колонны, что обеспечивает установку механического пакера в рабочее положение (фнг, 2).После проведения всего регламента запланированных работ производят распакеровку пугем натяженйя колонны НКТ, при этом шлипсы 7 сходят с конуса 5 и прижимаются к стенке колонны только незначительным усилием пружин 8.Формула изобретения Механический пакер, включающий ствол с кольцевым фигурным пазом на наружной поверхности с равномерно располо 3 ьспвуатоиионн женными чередующимися продольными короткими и длинными участками, жестко связанную со стволом опору, расположенные под ней нажимной уплотнительный элемен 5 и конус, установленный с возможностью осевого перемещения относительно ствола, расположенную на стволе с возможностью радиально-осевого перемещения обойму с выступом на внутренней поверхности, раз мещенным в кольцевом фигурном пазу ствола, и установленные в обойме равномерно по ее окружности шлипсы, подпружиненные относительно обоймы в радиальном направлении, отличающийся тем,что, 15 с целью повышения надежности работы механического пакера за счет увеличения ресурса работы шлипсов при одновременном повышении качества пакеровки, он снабжен установленными на конусе кулачками, рав номеоно расположенными по окружности в продольных плоскостях коротких участков фигурного паза на расстоянии друг от друга не менее ширины шлипса, а внутренние поверхности кулачков выполнены наклонными 25 к продольной оси ствола с вершиной угла наклона, обратной вершине угла наклона поверхности конуса к продольной оси ствола, при этом наружные поверхности шлипсов в верхней части выполнены ответными 30 наклонным поверхностям кулачков для взаимодействия с последними в транспортном положении шлипсов, ая гюоюагФиг,4Составитель С.Морозоведэктор И.Шулла Техред М.Моргентэл Корреакэз 3583 Тираж Подписно ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и откр 113035, Москва, Ж, Раушскэю нвб.,4 ЮП роизеодстаенно издательскиьт комбинат "Патент", г. Уж М.Демчиям при ГКНТ Сл. Гагарина, 10