Пакер

(57) Изобретение относитсягазодобывающей пром-сти иповысить надежность работыоблегчения снятия пакера ительных перепадах давленияштоке (Ш) 4 с патрубком 5 улены уплотнительный элеменимодействующие с ним раздвиний 1 и нижний 2 опорные уследние взаимодействуют сооно с верхним и нижним кольцступами 6, выполненными нацевым соединением Ш 4 соеди нефт зволя а сче знач едовакторскийв исо-и нст их методоя и контроскважинВ.В.Пустов ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР 1) 4 149350/22-032) 17. 11. 866) 23.08,89. Бюл.(56) Патент США 9 30кл. 277-114, 1962.Патент США У 2836кл. 277-116.2, 1958. На полом станов и вза жные верхзлы. По- тветстненевыми вы- Ш 4. Шлинен с,1502807 30 в мпостна ограниченно о о.егогопе 1 вмещения с верхним и нижним перевдник;ми 7 и 8. Последние жесткосоединены с установленными на Ш 4и в лимон йствующими с выступами 6обоймами 9 с радиальными пазами 12,в которых расположены секторы 13опорного кольца (К) 17, На наружномконце секторов 13 выполнены выступы 15 в виде перекрывающих одна другую пластинок 16, Поверхности обойм9 и секторов 13 узлов 1 и 2 и взаимодействующие с ними ответные поверхности элемента 3 выполнены соответственно н форме вогнутой и выпуклой торовых поверхностей с плавным переходом их в цилиндрическуюповерхность от концевого участкаэлемента 3 и его средней части. Опор ные поверхности обоймы 9 образованывогнутой тороной поверхностью, авзаимодействующие с ними участки Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к оборудованию для герметизации межтрубного пространства при вскрытии пластов и испытании скважин,Цель изобретения - понышение надежности работы пакера эа счет об легчения его снятия при значительных перепадах давления.На фиг,1 изображен пакер в транспортном (исходном) положении; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1 (уплот иительный элемент при этом условно не показан); на фиг.3 - сечение В-Б на фиг.2 (при этом иэображение развернуто по дуге); на фиг,4 - па - кер в рабочем положении;на фиг.5 - 45 узел 1 на фиг 4.Пакер (фпг.1) включает верхний 1 и нижний 2 опорные узлы, уплотнительный элемент 3, шток 4 с патрубком 5, имеюший выступы 6 и соединенный шлиценым соединением возможностью ограниченного осевого перемещения с верхним переводником 7. Аналогично шток 4 через патрубок 5 соединен с нижним переводник и Я, Переволники 7 и 8 жестко соснин вы с установленными на штокеи иатрубке 5 и в аимодействующими с выстуми 6 обоймами 9 с помощью сектчв 13 имеют ответную поверхность. Б средней части Ш 4 выполнены дополнительные выступы 18 с возможностью взаимодействия с К 17 узлов 1 и 2, Для снятия пакера к верхнему переводнику 7 прикладываютрастягинающее усилие, при этом однаиэ обойм (нижняя) 9 перемещаетсявверх относительно верхнего К 17,секторы 13 скользят по пазам обоймы. В результате верхняя опора убирается, прекращается поджатие верхней части элемента 3 к стенке колонны. При последующем перемещенииверхнего переводника 7 в движениеприводится Ш 4 с патрубком 5, который воздействует на нижнее К 17 исекторы 13. В результате происходитпринудительный сдвиг элемента 3 иперемещение секторов 13, при этомпакер снимается. 1 з.п. ф-лы, 5 ил . накидных гаек 1 О.Контактирующие с уплотнительным элементом 3 поверхности 11обойм 9 выполнены в ниде вогнутойторовой поверхности и имеют радиальные пазы 12 постоянного сечения,в которых расположены секторы 13,повторяющие в своей средней частиформу опорных поверхностей 14 этихпазов, а именно форму части кольцас радиусом, равным радиусу образующей окружности торовой поверхности.На наружном конце секторов 13 имеются выступы 15, выходящие за пределы торовой поверхности. Выступы15 имеют расположенные перпендикулярно к оси пакера пластинки 16, направленные попеременно вверх иливниз, причем соседние выступы 15контактируют между собой по поверхностям пластинок 16, образуя раздвижную сплошную кольцевую опору.Внутренние концы секторов 13 подвижно соединены с опорными кольцами 17посредством выполненных в них пазов, контактирующих с внутреннимибуртами опорных колец 17, Соединениепредусматривает наличие зазоров,обеспечивающих частичный поворот секторов 13 относительно колец 17, атакже их радиальное смещение, Осьповорота секторов 13 расположена вплоскости симметрии торовой по02807 6Одновременно с расхождением секторов 13 происходит прижатие уплотнительного элемента 3 к стенке обсадной колонны 21. Обойма 9 (верхняя)смещается в осевом направлении относительно верхнего опорного кольца17, обеспечивая перекрытие верхнегокольцевого зазора выступами 15 секторов 13 и поджатие верхней части уплотнительного элемента 3 к стенкеобсадной колонны 21, Дальнейшее осевое сжатие уплотнительного элемента 3 приводит к полному заполнениюкольцевого пространства между раздвижными опорами деформированнымуплотнительным элементом, чем обеспечивается надежность удержанияперепада давлений как сверху вниз,20 так и снизу вверх,15 верхности, имея возможность смещения относительно нее на некоторую величину 1/2 вверх и вниз (фиг.5). Опорные кольца 17 установлены с воэможностью взаимодействия с выступами 18 штока 4 и патрубка 5 (фиг.5) и могут смещаться относительно обойм 9 на величину 1. Уплотнительный элемент 3 охватывает в своей средней части шток 4, а в концевых участках контактируют с обоймами 9, опорными кольцами 17 секторами 13 и их выступами 15. При этом внутренняя поверхность 19 концевых участков 20 уплотнительного элемента 3 (фиг.5) образована выпуклой торовой поверхностью, переходящей в цилиндрическую. Наружная поверхность уплотнительного элемента 3 выполнена цилиндрической и в растянутом положении образует со стенкой обсадной колонны кольцевой зазорПакер работает следующим образом.Пакер в компоновке с нижерасположенным якорем спускается на насоснокомпрессорных трубах на требуемую глубину, производится заякоривание, Пакер позволяет передавать крутящий момент нижерасположенным устройством в растянутом и сжатом положениях. Затем на пакер передается сжимающая нагрузка от веса труб. В этом положении нижний переводник 8 вместе с обоймой 9 (нижней) неподвижен относительно стенок обсадной колонны 21,а нижнее опорное кольцо 17 под действием уплотнительного элемента 3 смещается вниз на величину 1, перемещая секторы 13, которые двигаются по лазам на торовой части обоймы 9. При этом внутренний конец секторов перемещается по дуге на величину, равную перемещению опорного кольца, что соответствует повороту сектора 13 на угол аС (фиг,5). Наружный конец каждого сектора вместе с выступами 5 при этом выходит за пределы пакера на величину. д, чем обеспечивается перекрытие кольцевого зазора скважины. Радиальное перемещение выступов 15 приводит к их расхождению относительно друг другаОбразования зазоров между соседними выступами 15 по окружности не происходит, так как это расхождение компенсируется скольжением по перпендикулярным плоскостипакера поверхностям этих выступов. Снятие пакера производится следующим образом. За счет расклинивания пакср находится в сжатом состоянии после снятия осевой сжимающейнагрузки. Приложение к верхнемупереводнику 7 растягивающего усилияприводит к тому, что жестко связанная с ним верхняя обойма 9 перемещается вверх относительно верхнегоопорного кольца 17, поскольку последнее удерживается выступом 18штока 4, секторы 13 скользят по лазам обоймы, в результате чего верхняя раздвижная опора убирается, прекращается поджатие верхней частиуплотнительного элемента 3 к стенкеобсадной колонны 21. В процессе дальнейшего перемещения верхнего переводника 7 вверх в движение приводится также шток 4 с патрубком 5,который воздействует на нижнее опорное кольцо 17 и секторы 13, стремясь сдвинуть их вверх, тогда какнижний переводник 8 вместе с нижнейобоймой 9 удерживается якорем. Врезультате происходит принудительный сдвиг уплотнительного элемента3 выступами 15 секторов 13 относительно стенок обсадной колонны 2 1.50При этом секторы 13 скользят по пазам нижней обоймы 9, поджатие нижней части уплотнительного элементак стенкам скважины прекращается,происходит снятие пакера. В дальнейшем пакер может быть переставленна другой интервал скважины илиподнят на поверхность.формула изобретения 1. Пакер, .содержащий полый шток с кольцевыми выступами в его верхней и нижней частях, установленные подвижно на штоке уплотнительный элемент и взаимодействующий с ним верхний опорный узел, взаимодейству. ющий с верхним кольцевым выступом штока, и нижний раздвижной опорный узел, взаимодействующий с кольцевым выступом в нижней части штока, включающий обойму с радиальными пазами и опорное кольцо с секторами, соединенными с ним с воэможностью поворота относительно него, расположенными в пазах обоймы с возможностью взаимодействия с ее опорными поверхностями и имеющими на наружных концах выступы в виде перекрывающих одна другую пластинок, и верхний и нижний переводники, соединенные с опорными узлами, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности работы пакера за счет облегчения его снятия при значительных перепадах давления,нижний опорный узел установлен на штоке с возможностью осевого перемещения относительно него, поверхностиобойм и секторов верхнего и нижнегсопорных узлов и взаимодействующиеними ответные поверхности уплот.ительного элемента выполнены соотетственно в форме вогнутой и выпуклой торовых поверхностей с плавнымпереходом их в цилиндрическую по верхность от концевого участкауплотнительного элемента к его средней части, опорные поверхности обоймы образованы вогнутой торовой поверхностью, взаимодействующие с ни ми участки секторов имеют ответнуюповерхность,а шток имеет в среднейчасти дополнительные выступы, выполненные с возможностью взаимодействия с опорными кольцами верхнего 20 и нижнего опорных узлов.2. Пакер по п.1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что секторы соединены с опорным кольцом с возможностьюрадиального смещения относительно 25 него, а ось поворота секторов расположена в плоскости симметрии торовых поверхностей обоймы и секторов, при этом верхний опорный узелвыполнен раздвижным аналогично ниж- ЗО нему..Бугренкова Техред Л,Олийнык Корректор Н.Борисов Редакт Тираж 514 62 4 Зака 101 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагар Государственного комитета по 113035, Москва, Жзобретениям Раушская н дписноеоткрытиям при ГКНТ СССд. 4/5