Пакер

(51)5 Е 21 В ГОСУДАРСТВЕН(ЫЙ КОМИТЕТПРИ ГКНТ СССРОПИСАНИЕ ИК ДВтОРСОМУ СВИДЕт дге рщЗОБРТЕНИЯЕЛЬС ГВУ , "О 5(22) 2506.90 .: .: . - .:.;:"," (57) Изобретение относится к нефтегазодо- (46) 15,0792. Бюл.%26 .: 5::,." :.:," ".:.",: бывающей йромышленности, в частности (71) Йаучно-производстве 1 йное объединение. - , " .дМ разобщения полостей в скважине. Цель йотермическим методам добычи нефти "Со- . изобретения - упрощение конструкции и Юзтермнефть: .".:,":, :.".;-. ". -":, . , .- повышение надежности работы за счет гер- (72) ИХ.Калбазови М;А.Бурштейн:":.:-", метйчного разобщения ствола скважины, (53) 622.255.4 (088,8) , .:..,:-" " : , Для этогойакер,вклвчающий полый ствол (66) Авторское свйдетельство СССР.: .,5 с йаружным 31 и внутренним 9 выступами, М.587237, кл, Е 21 8 ЗЗЛ 2, 1978; :,связанный состволом резьбовым соедине.,"Авторскбе Свидетельство СССР ;.,:.;, нием 4 корпус 1 с конической наружной поМ 1148971, кл. Е 21 В 33/12, 1985.:;,. верхйостью 3; втулку 11, размещенную на1747676 4 стволе, уплотнительный элемент 14 с опорными шайбами 15 и 16, снабжен упором 30, жестко связанным с корпусом, установленным с возможностью взаимодействия с наружным выступом 31 ствола при извлечении пакера, пружиной 17, размещенной между ний, перемещаясь вверх по конической поверхности корпуса 18 и взаимо- действу,я;. через: нижнюю шайбу 15 с уплотнительным элементом 14, сжимает последний и фиксирует его в скважине. Одновременно стопор 25 фиксируется в одной из канавок втулки 11. Для извлечения пакера вращают колонну труб и корпус 1 вправо. Ствол 5 через винт 21 находится свободным концом в продольном пазу,13 ствола, отвинчивается от корпуса, якорь 24 выходит из зацепления с обсадной колонной. 1 ил. выступом 18 орпуса и уплотнительнымэлементом 14, Послеспуска пакера и. создания давления в колонне труб, связанной с корпусом 1, жидкость через отверстия 10 попадает в цйлидндр 8 и перемещает вверхпоршень (19 л 20); жестко связанный хвосто-виками со стопором 25 и якорем 24. Послед-:, ИзобретениеотноситСя к йефтьегшаЗодьо-: - -с пдршнем, уплотняющий койутс; якорныйбывающей промышленности; а именнтокус-узел, состоящилй иэ верхнего и нижнего ко- .тРойствам длЯ РазобщЕниЯ полостей в:нУсовСРазмЕЩЕнноймеждУйймливплашкай, скважине, устанавливаемым в обсадной ко-:и разрезной стопор, Причем уплоттнаощий войне привыполнении разлйчныхл техйоло конус размещен с возможностью взаимо гических операций в нефтянйх и газовых:- действйя.его конической части с уплолтни скважинах, в частности в паранатгйеттатеьль- . тельным элеметйтом, имеег в нижней части, ,.ных скважинах; .:; .:." -выступ для взаимодействия с опорной шай Йзвестен гитдролмеханичесткий пактелрь бой,аввврхйейчьаьстиснатбжен раэмещенвключающий ствол и улпорнууо втулку, вы-. 10 ным между сгволом й уплоьтнительньым : полненные с каналами, уплотнительныйэлементоьм.хвостовиком и связанной с ним;,- элемент, гидроцилиндр с плунжером, свя-: срезным элементотМ вгулкой, взаимодейстзанным с плашками, упорное кольцо и воз-,: " вующей с ралэрелзйым стопором и йижнимс; .вРатнУю пРУжйнУ, поРшень с Размлеьщенлнотй ,Койцом ЯкоРногоя Узла, ПакеР спУскают нанад ним дружиной, расположенной подплун-, 15 гребуемую глубйну, в насосно-коьмптрнесСор- ,жером. Пакер спускают на колонне труб до,: ные трубы бросавт шар, птерекьрываяютт внут-заданной глУбины. Затем в колоннУ. тРУб: - Реннюьтю.пблбстьпакеРа Клапатйом й нагнетают буровой рас 1 вор, давлейие кого- "нзгнеттаниетм жидлктости создают в литфтоьвых "рого передается в гидроцилиндр ивындалигла- трубах давление, позволяющее создать на .,ет плашки досоприкосновения с обсадной 20 йоршне давление, оябеспьечоийающее пере- - .колонной, после чего проиэводьят пакеровку меьщейие кайуаа в кратйнее верхнее положе-:весом колонны НКТ, :,:,:,".;,:.,:;ние. При этом конус сжимает по толщинеОсновным недостатком известного па- .уплотненьие, тем самымуллотняя зазор меж-кераявляется низкая надежность работы,: ., ду пьакером и обсадной колонной, Ори даль- обусловленная наличием промежуточных 25 нейшем перемещении поршень давит на дополнительных деталей между. поршнем и . . - ййжнйй конус, который, перемещаясь а на-: якорем; а также.тем, что пакеровткьа уплотни- правлейиик верхнему конусу; вводит плаштельного элемента производится весом:ки в сопнрикосновение свнутренней НКТ. 8 этом случае при закачке теплолноси-полверхноетью обсаднйой. колонны - пакер теля создается .повьышенноье давление на 30 эапакеровывэяется.нижнюю часть пакера, компенсйруя там са-:ОсноявныМ недостатком йэвестного памым вес колонны НКТ, в результате чегопри хера ялвляется низкая надтежйость работы достаточно больших перепадах может про-пакера, обуслоэьленная тем, что уплотнение изойти распакеровка, т.е. иэвестный аакер " -располагаегся йе на корптусе пакера, а на имеет ограниченную область прйменеййя и Зб йромежутточных деталях, расположенньых притермическихметодахртаэработлаатнемо-" мьежду корпусом и утплотлнениеМ, имеющихжет бйть использован. " .-.,: вьоэмложность аеремещенйя Ьднз откоси-Наиболее близким к и реДлагаемолму яв-телььнотдрутгой. Тэкйя конструкцйяь способстляется гйдромехайический пакер,содержа-еует прохождению среды иэ призабойной щий ствол с головкой, устайовленоный на 40 зотйы амежтрубное прострлайство через заствол уплотнйтельйый элемент 0 Огрйничи- эбры маету деталями. другим недостатком тельной и уя орной шайбами, тидроцилинйр иаавстното наваре является ниаяея еероят.ность распакеровки при о;атном движе- выполнена в форме обращенного вниз нии поршня в случае работы в паронагнета- меньшим осйоеанием усечейного конуса 3. тельных пескопроявляющих скважинах, в 45 Корпус 1 на внуТренней поверхности имеет частностиприпароциклическихметодахдо- левую резьбу 4, по которой подвижно соебычи, когда цикл нагнетание - добыча мно- динен со стволом 5. На стволе 5 с помощью гокргтно повторявтая. Р.ротность контргайки 6 неподвижно закреплена цираспакеровки в этом случае низка в реэуль- линдрическая втулка 7, которая образует тате того, что все полости пакера, в том кольцевуюполость 8.8 нйжнейчастиствола числе и рабочие, забиваются пластовым пе 5 на внутренней поверхности имеется фискомчто способствует заклиниванию дета-гурный выступ 9, который выполняет роль лей в промежуточном положении, Низкая седла. Кроме того, ствол 5 имеет средства надежность известного пакераобусловленакрепления к внутрискважинному оборудотакже сложностью его конструкции, наличи- ванию (не показаны). Кольцевая полость 8 ем дополнительных промежуточнйх дета соединена с внутренней полостью ствола 5 лей между поршнем и якорем, что, кроме:. с помощью отверстия 10. На наружной по- того, снижает технологичность изготовле-: верхности ствола 5 в верхней его части нения.": подвижно с помощью сварки закрепленаЦель изобретения -устранение этих не-стопорная втулка 11, на йаружной поверх- достатков. повышение надежности и упро- ности которой выполнены кольцевые канавщениеконструкциипакера.: : ки 12 треугольного профиля. ПричемвПоставленная цель достигается тем, что продольном сечений сторона.канавки, обрав пакере, включающем полый ствол снаруж-:щенная своей поверхностью вверх, перпенным выступом й внутренним выстуйом под . дикулярна вертйкальной оси пакера, В бросовый запорный элемент, связанныйсо 5 ередйей части ствола 5 на наружной его стволом реэьбовым соединением корпус с поверхности выполнен продольнйй паэ 13. . конической наружной поверхностью, втул- Йа конической поверхности 3 корпуса 1 раску, размещенную на стволе под корпусом,положен уплотнительный элемент 14, взаиуплотнительный элемент сопорными оерх-. модействующий нижней торцовой ней йнижней шайбами, концентрично уста поверхностью с опорной шайбой 15, а верхйовленные относительно ствола, цилиндра: . ней торцовой поверхностью-с верхней с поршнем, образующие со стволом кольце-:шайбой 16, подпРужинЕннсй пружинсй 17, вую полость;гидравлическисвязаннуюспо- которая упираетсядругим концомв выступ лостью ствола, якорь, установленный на 18 на корпусе 1,коническОй поверхности корпуса и стопор с 15 В кольцевой полости 8 установлен с воззубчатой внутренней поверхностьюдляаэа- можностью перемещения поршень, состояимодействия с наружной поверхностью;: щий из двух цилйндрических деталей 19 и втулки, пакер снабжен упором, жестко свя-: - 20, соединенных между собой винтом 21, и эанным с корпусом и установленным с воз- уйлотнительных колец 22 и 23, Поршень можностью взаимодействия с наружнйм 20 расйоложен в кольцевой полости 8 так, что выступом ствола при вращенйи корпуса, выступающая за пределы поршнячасть винвинтомжесткосвязанйымспоршйеми пру-:та 21 находится в пазу 13. Верхние части жиной,причем якорь и стопор снабжены деталей 19 й 20 выполнены в виде разрезхвостовиками, жестко связанными с порш- ных втулоксоответственно 24 и 25 (типа нем, а ствол имеет на наружной поверхно цанги) и представляют собой якорь 24 и стости продольный паз, в котором размещей - пор 25. При этом верхняя часть" разрезного свободный конец винта, при этом корпус конца якоря взаимодействует с опорной выполнен с наружным выступом в верхней шайбой 15 и имеет участок 26 с зубчатой части, уплотнительный элемент размещен поверхностью, контактирующей в рабочем на конической поверхности корпуса и взаи.- 30 положении с обсадной колонной 27, и учамодействует с якорем, втулка выполнена с сток 28, находящийся на внутренней поверканавками под зубчатую поверхность сто- хности и взаимодействующий с конической пора, а пружина установлена на корпусе" поверхностью 3, а стопор 25 имеет с внут- между его. наружным выступом и верхней ренней стороны ступенчатый выступ 29, На шайбой уплотнительного элемента 35 нижнем конце корпуса 1 со стороны внутНа чертеже представлен пакер в раба- ренней поверхности закреплен упор 30, а чем положении, продольный разрез;верхний конец ствола имеет выступ 31. УпорГидромеханический пакер состоит из. 30 и выступ 31 служат для предотвращения корпуса 1, имеющего в верхней части сред- полного разъединения корпуса 1 со стволом ства крепления к колонне насосно-компрес 5 при их перемещении один относительно сорных труб (НКТ) 2. Часть корпуса 1 другого,20 сборки,.а также для создания постоянного 30торцового давления на уплотнительный элепоршень, и который своим выступом 29, перемещаясь вдоль стопорной втулки 11; фиксируется.в одной из кольцевых канавок 11,40 щаться к продольной оси пакера. Якорь 24 выходит из зацепления с обсадной колон 55 Пакер работает следующим образом.На колонне НКТ пакер спускают до ме ста его установки в обсадной колонне 27,после чего перекрывают внутреннюю полость Н КТ в месте фигурного выступа 9 ствола 5 одним из известных способов (напрймер пробкой, спускаемой сверху на тросе) и подают жидкость по колонне НКТ.:Жидкость через отверстие 10 попадает в гидроцилиндр 8 и перемещает вверх поршень. состоящий из деталей 19 и 20. При этом якорь 24, являющийся верхней частью. детали 19, перемещаясь вверх, контактирует своей внутренней конической поверхностьюс конической поверхностью 28 и получает прй этом радиальное перемещение якорь 24; перемещаясь до тех пор, пока зубцы 26 не войдут в зацепление с обсадной колонной 27, фиксируя тем самым пакер. Одновременно с этим якорь 24 через опорную шайбу 15 перемещает поконической поверхности 3 уплотнительный элемент 14, который за счет полученного при перемещении увеличения своего внутреннего диаметра и торцового сжатия якорем 24 и пружиной 14 получает радиальное перемещение к стенке обсадной колонны 27, Пружина 17 также является компенсатором погрешностей изготовления деталей и их мент 14. Одновременно с якорем 24 вдоль оси перемещается стопор 25, который является верхней частью детали 20, входящий в препятствуя тем самым самопроизвольному перемещению якоря 24 вниз после прекращения подачи жидкости в гидроцилиндр 8.После установки пакера, которую можно определить по индйкатору веса, вынимают пробку из внутренней полости. Для извлечения пакера из скважины вращают колонну НКТ, а с ней и корпус 1 вправо, ствол 5 через винт 21, находящийся в продольном пазу 13, и якорь 24 зафиксирован на обсадной колонне 27 от проворота. В результате вращения корпус 1 получает осевое перемещение вверх за счет резьбы 4, давая возможность якорю 24 переме 5 10 ной 27, после чего пакер извлекается на поверхность.Для предотвращения полного разъединения корпуса 1 и ствола 5 в осевом направлении на нижней части корпуса 1, на его внутренней поверхности, установлен упор 30, а на верхнем конце ствола 5 установлен упор 31, которые в этом случае взаимодействуют между собой торцовыми поверхностями,Применение предлагаемого пакера позволяет снизить в два раза расходы на капремонт скважины за счет повышения надежности пакера и снизить на 40, его себестоимость за счет упрощения конструкции.Формула изобретейия Пакер, включающий полый ствол с наружным выступом и внутренним выступом под бросовый запорный элемент, связанный со стволом резьбовым соединением корпус с конической наружной поверхностью, втулку, размещенную на стволе под корпусом, уплотнительный элемент с опорными верхней и нижней шайбами, концентрично установленные относительно ствола цилиндр с поршнем, образующие со стволом кольцевую полость, гидравлически связанную с полостью ствола, якорь, установленный на конической поверхности корпуса, и стопор с зубчатой внутренней поверхностью для взаимодействия наружнойповерхности втулки, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности работы за счет герметичного разобщения ствола скважины, пакер снабжен упором, жестко связанным с корпусом и установленным с возможностью взаимодействия с наружным выступом ствола при вращении корпуса, винтом, жестко связанным с поршнем и пружиной, причем якорь и стопор снабжены хвостовиками, жестко связанными с поршнем, а ствол имеет на наружной поверхности продольный паз, в котором размещен свободный конец винта. при этом корпус выполнен с наружным выступом в верхней части, уплотнительный элемент размещен на конической поверхности корпуса и взаимодействует с якорем, втулка выполнена с канавками под зубчатую поверхность стопора, а пружина установлена на корпусе между его наружным выступом и верхней , шайбой уплотнительного элемента,