Пакер

)5 Е 21 РЗЗ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ. (71) Всесоюзный нефтяной научнвательский институт по технике бсти(56) Авторское свидетельство СССМ 1620607. кл, Е 21 В 33/12, 198(57) Изобретен фи ромышленнос с для разобщения с бретения - повыш за счет герметич скважины. Для это корпус 19 со шлиц хности, уплотните сы 32, верхний 2 связанные с корп клапан выполнен каналом и шипами 61 вилок 24. Обрат ют в полой камере стко связан с ниж о-исследо- езопасноие относится к не ти, а именно к у тегазово ройства 5 7 ГОСУДАРСТВЕННый КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР твола скважины. Цель изоение надежности работы ного разобщения ствола го в пакере, включающем ами на внутренней поверльный элемент 34, шлип и нижний 21 прижимы, усом резьбой. обратный в виде шара 3 с осевым 60, вставленными в пазы ный клапан устанавлива. При этом клапан женим прижимом 2 и имеет1740623 поперечину 57. В пазах 44 прижимов устанавливают связанную с колонной труб муфту 15 с поворотными подпружиненными упорами 48 для взаимодействия с прижимами. Под упорами размещено основание 15 с толкателем 58. На верхнем прижиме установлена герметизирующая манжета 16, При необходимости установки пакера упоры 48 вставляют внутрь прижимов 2 в продольные пазы 44, При этом тол катель 58, связанный гибким элементом 17 с муфтой 15, своим грузом 58 . упирается в планки 57 клапана, преодолев Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для разобщения ствола скважины при ее эксплуатации и ремонте,Известен пакер. содержащий корпус со шлицами на внутренней поверхности, установленные на наружной поверхности корпуса уплотнительный элемент и шлипсы. верхний и нижний прижимы с пазами. связанные с корпусом резьбой, обратный тарельчатый клапан, установленный на нижнем прижиме с возможностью перекрытия проходного канала в нем, связанную резьбой с колонной труб муфту с поворотными подпружиненными упорами, установленными с воэможностью размещения в пазах прижимов и взаимодействия с последними, установленное под упорами и связанное с ними основание с толкателем, взаимодействующим с обратным клапаном, манжету верхнего прижима и защелки прижимов с возможностью взаимодействия с основанием и шлицами корпуса.Пакер спускают в скважину на трубах с захватом за верхний прижим с утопленным уплотнительным элементом, раздвигающимся после установки на определенной глубине. При дальнейшем опускании труб обратный клапан открывается толкателем и наоборот. Для извлечения захватывают пакер за нижний прижим.Недостатками этого пакера является отсутствие устьевой технологической катушки, обеспечивающей точный захват при переходе с верхнего прижима на нижний: трудность изготовления тарельчатого клапана; необходимость открытия его вниз эа пределы устройства, что снижает надежность герметизации.Целью изобретения является повышение надежности 1 эаботы за счет герметичного разобщения ствола скважины,Поставленная цель достигается тем, что в пакере, содержащем корпус со шлипсами пружину 23. Клапан открывают воздействием на шипы 60 прорезями 61. поворачивая шар на 90", Спускают пакер на необходимую глубину, После чего вращают колонну труб, а вместе с ней упоры и верхние прижимы. При этом ролики 40 упрутся во внутреннюю поверхность эксплуатационной колонны, предотвращая вращение корпуса 19. Конусные втулки 29 и 30 выталкивают плиты 32. Уплотнительный элемент 34 распирают, создавая необходимую герметичность. 6 ил. на наружной поверхности, уплотнительныйэлемент. верхний и нижний прижимы, связанные с корпусом резьбами. клапан, установленный на нижнем прижиме с5 воэможностью перекрытия проходногоканала в нем,толкатель, связанный с колонной труб. а поворотными подпружиненными упорами - с верхним прижимом.реактивный упор, размещенный на наруж 10 ной поверхности корпуса под уплотнительным элементом и неуравновешенныезащелки, размещенные на осях в пазах верхнего и нижнего прижимов с возможностьювзаимодействия с толкателем и шлицами на15 внутренней поверхности корпуса, манжетаверхнего прижима также взаимодействует столкателем, Клапан выполнен в виде шара,закрывающего седло, в основании которогопредусмотрена подвижная подпружинен 20 ная вилка, оканчивающаяся вертикальнымипазами. в которые входят эксцентричныешипы шара.На конце толкателя прикреплен гибкийэлемент тела, оканчивающийся грузом, На25 устье скважины предусмотрена дополнительная катушка, по высоте равная расстоянию между пазами верхнего и нижнегоприжимов, и подкладная вилка для снятиякатушки с устья скважины для проведения30 операции по извлечению такера из скважины.На фиг. 1 изображено оборудованиефонтанной скважины с установленным вней пакером в положении закрытого клапа 35 на (на проекции виды на клапан сдвинутыдруг относительно друга на 90), разрез; нафиг. 2 - подкладная вилка, вид сбоку; на фиг.3 - то же, вид сверху; на фиг. 4 - пакер воткрытом положении со сдвинутыми видами40 на клапан, продольный разрез: на фиг, 5 -разрез А-А на фиг 4: на фиг. 6 - разрез Б-Бна фиг,4,Пакер 1 устанавливают в эксплуатационной колонне 2. Он оканчивается обрат1740623 20 25 30 40 50 55 ным клапаном в виде шара 3 с осевым каналом, В скважину спущена колонна НКТ 4, ввинченная сверху в катушку 5, На верхний фланец крестовика б установлен дополнительный фланец 7. На катушке 5 расположены задвижка 8, крестовик 9. Колонна НКТ 4 соединена с катушкой 5 через муфту 10, К отводам крестовика 9 крепятся задвижки 11, Предусмотрены также прокладная вилка 12 и дополнительная катушка 13, Снизу ко лонны НКТ 4 через муфту 14 крепится муфта 15, герметизируемая манжетой 16 пакера 1. Толкатель оканчивается гибким элементом - канатом 17, Дополнительный фланец 7 имеет манжету 18, уплотняющую колонну НКТ 4,Пакер 1 состоит из корпуса 19 в виде цилиндрического патрубка, окэнчиваюцегося с обеих сторон внутренней упорной резьбой, на которую навинчиваются прижимы сверху 20 и снизу 21. Прижим 21 имеет полую камеру с проходным каналом и поперечину 22, в которую упирается пружина 23 вилки 24, пропущенной в поперечину 22. Внутренние торцы прижимов имеют скосы Прижимы уплотнены относительно корпусапрокладками 25 и 26,Между наружными торцами прижимовчерез упорные. подшипники 27 и 28 на наружной поверхности корпуса 19 зажаты прижимные конусные втулки 29 - 31. а также клинья-шлипсы 32 с зазором по периметру внутренней поверхности обсадной колонны 2, связанные между собой пружиной 33 с рифленной поверхностью, кроме того, имеется уплотнительный элемент в виде манжеты 34. Низ конусной втулки 31 выполнен уширяющимся 35 к низу и по периметру его имеются ушки, в которых на осях 36 расположены подпружиненные пружинами 37 рычаги 38, на осях 39 которых расположены ролики 40 с рифленными поверхностями. Верхний прижим 20 имеет фаску 41, а также проточку 42 с манжетой 16 на внутренней цилиндрической поверхности 43 и два диаметрально противоположно расположенных продольных паза 44, оканчивающихся сверху и снизу скосами. Аналогичные пазы 45, оканчивающиеся как сверху, так и снизу прямыми углами. имеются на внутренней поверхности прижима 21. В нижнюю муфту 46 колонны НКТ 5 или дополнительной трубы вставного насоса(или ЭЦН) ввинчивается конец 47 основания толкателя 15, возможно также взаимодействие манжеты 43 непосредственно с муфтой 46. Основание имеет продольный паз, туда вставлены подпружиненные двумя пластинчатыми пружинами-упорами 48 поворотные (оси 49) упоры 90. Ролики 40 частично утоплены в пазах 51 корпуса 19. Корпус имеет продольные шлицы 52, а прижимы 21 поворотные рычажки-зажимы 53, расположенные в пазах 54 на осях 55, хвостовики 56 которых по весу гораздо меньше самого рычажка. Вилка 24 соединена сверху планкой 57, на которую опирается груз 58, прикрепленный к канату 17. Шар 3 клапана имеет параллельные скосы 59 с обеих сторон, на которых размещены шипы 60, вставленные в прорези-пазы 61. вилок 24,В центре шара прудусмотрены шипы 62, помещенные в ограничительные пазы 63. Высота катушки 12 равна расстоянию между пазами 44 и 45 прижимов 20 и 21. Высота подкладной вилки 12 большая, чем катушки 12, Позицией 64 обозначена полая камера,Пакер работает следующим образом.При необходимости установить в скважине пэкер его опускают вместе с насоснокомпрессорными трубами 4, для чего конец 47 толкателя 15 ввинчивают в муфту 46, а упоры вставляют внутрь прижима 20,Упоры, двигаясь по скосам 41, сжимают пружины 48, скользят по внутренней цилиндрической поверхности прижима и попадают в продольные пазы 44. При этом вес пакера в сборе недостаточен для того, чтобы преодолеть и ружины 48, Если упоры опустились на уровень пазов, но не вошли в них, необходимо вращением повернуть упоры нэ необходимый угол.,При этом груз 58 толкателя упирается в планку 57 клапана, преодолев пружины 23, опускает ее и открывает клапан за счет поворота шара на 90 воздействием на шипы 60 прорезями 61. При этом нижний прижим 21 полностью навинчен на корпус 19. а верхний 20 частично отвинчен, Последнее соответствует такому положению клиньев 32 и манжеты 34, когда они не касаются внутренней поверхности эксплуатационной колонны 2, Пропускают всю систему внутрь эксплуатационной колонны 2, При этом подпружиненные ролики 40 сместятся к центру скважины и будут касаться внутренней поверхности эксплуатационной колонны 2. Начинают спускать пакер в скважину в виде, показанном на фиг. 4, При этом вес пакера в сборе будет приходиться на подпружиненные упоры 50, но он окажется недостаточным, чтобы сжать упоры и отсоединиться от них, проскочить внутрь скважины,После того, как произвели спуск пэкера до места его установки, начинают вращать колонну НКТ 4 по часовой стрелке, т,е. в сторону свинчивания труб, При этом ролики 40 своими заостренными концами упрутся, во внутреннюю поверхность эксплуатационной колонны. создавая реактивный мо5 10 152030404550 пан,После длительной работы при необходимости извлечь пакер на дневную поверхность, после глушения скважины путем закачки в нее утяжеленного раствора толка- тель 15 опускают ниже так, чтобы упоры 50 55 мент, предотвращая вращение корпуса 19, а прижимы 20 начнет навинчиваться на него. Конусные втулки 29 и 30 начнут выталкивать клинья 32, упирая их во внутреннюю стенку эксплуатационной колонны, при этом дополнительный реактивный момент, а также необходимую реактивную силу, предотвращающую подъем пакера, Манжета 34 распирается и упирается во внутреннюю поверхность эксплуатационной колонны, создавая необходимую герметичность. В таком положении производится фонтанная или полуфонтанная глубиннонасосная (ЭЦН) эксплуатация скважины,Для того, чтобы поднять колонну НКТ 4 с целью ремонта скважины, закрывают центральную задвижку 8, снижают давление в . обвязке до нуля, отсоединяют задвижки 11 от манифольдных линий, отвинчивают болты фланца катушки 13, на которой подвешена колонна НКТ 4 с крестовиком 9, Трактором-подъемником поднимают колон,ну НКТ 4 на величину Ь, достаточную длятого, чтобы груз 58 поднялся с планки 57, ашаровой клапан повернулся и закрылся бы, После этого давление во внутритрубном и затрубном пространстве скважины снижают до нуля. Затем, подложив под фланец 5 катушки элеватор, сажают колонну НКТ нанего. Снимаю центральную задвижку 8 с крестоьиком 9 и производят подъем колонны НКТ, В дальнейшем при подьеме НКТ муфта 15 с тол кателем выйдет из контакта с манжетой 16 и жидкость из межтрубногопространства останется внутри эксплуатационной колонны 2. При дальнейшем подьеме колонны НКТ 4 пакер отсоединится от толкателя, так как он достаточно жестко установлен на месте, пружина 48 деформируется и упоры 50, скользя по верхним наклонным поверхностям пазов 44, сблизятся и выйдут из пазов. отсоединяясь от самого пакера, После этого обычным способом продолжают поднимать колонну НКТ 4.После производства ремонтных .работпроцесс повторяется, но в обратном порядке, Причем, когда муфта 15 войдет в контакт с манжетой 16; груз 58 начнет давить на планку 57 вилки 24, последняя начнет опускаться вниз и эксцентрично давить своейпрорезью 61 на шипы 60 и поворачивать шар 3 клапана против часовой стрелки наоугол 90 в пределах хода шипа 62 в ограничительном в пазу 63 и откроет шаровой клавошли в продольные пазы 45 нижнего прижима 21 (см, фис. 4 штрихпунктиром).Переход упоров 50 с пазоц 44 на 45 производится следующим образом. Трактором-подъемником поднимают колонну НКТ 4 так, чтобы зазор между нижним и верхним торцами катушек 5 и 13.и был бы больше высоты подкладной вилки 12 плюс цилиндрической части муфты 10. Затем вставляют подкладную вилку 12, своей прорезью надвигая ее на тело НКТ 4, внутрь катушки 13 и опускают колонну НКТ 4 вниз, сажая ее торцом муфты 10 на подкладную вилку 12, отвинчивают катушку 5 от муфты 10. Предварительно раскрепив болтовые соединения катушки 13 и фланца 7, поднятием вверх снимают катушку 13 с устья скважины. Снова навинчивают катушку 5 на муфту 10, Приподнимают за крестовик 9 колонну НКТ 4. В бок отводят подкладную вилку 12 и сажают катушку 5 на фланец 7. При этом на забое скважины упоры 50 опустятся на величину, которая окажется достаточной, чтобы упоры оказались на уровне пазов 45 и вошли в них. Вращением колонны НКТ 4 по часовой стрелке начинают отвинчивать прижим 21 от корпуса 19, При этом манжета 34, клиньяшлипсы 32 утопятся и отойдут от внутрен- . ней поверхности эксплуатационной колонны 2, Поднимают колонну НКТ 4 вместе с пакером на дневную поверхность, Рычажки 53, предназначенные для фиксации прижимов от отвинчивания, входят н шлицевые пазы 52, когда на них не воздействует толкатель 15, и, наоборот. дают возможность вращать прижимы при воздействии на хвостовик 56 толкателя 15, Под действием собственного веса они поворачиваются в горизонтальное положение,При необходимости повернуть клапан он разгружается от действия пружины. Формула изобретения Пакер, содержащий корпус со шлицами на внутренней поверхности, установленные на наружной поверхности корпуса уплотнительный элемент и шлипсы, верхний и нижний прижимы с пазами, связанные с корпусом резьбой, обратный клапан, установленный на нижнем прижиме с возможностью перекрытия проходного канала в нем, связанную резьбой с колонной труб муфту с поворотными подпружиненными упорами. установленными с возможностью размещения в пазах прижимов и взаимодействия с последними, установленное под упорами и связанное с ними основание с толкателем, взаимодействующим с обратным клапаном, герметизирующую манжету, размещенную на верхнем прижиме и взаимодействующую с муфтой, реактивные упоры, установленные на корпусе под уплотнительным элементом, и защелки. установленные на осях. связанных с верхним и нижним прижимами с возможностью взаи модействия с основанием и шлицами на внутренней поверхности корпуса, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности работы за счет герметичного разобщения ствола скважины, пакер снаб жен полой камерой. жестко связанной с нижним прижимом, и поперечиной с проходным каналом, установленной в полости камеры. а обратный клапан выполнен в виде шара с осевым каналом и шипами, который установлен в полости камеры под поперечиной, и вилки с планкой и пазами под шипы шара, при этом толкатель выполнен в виде гибкого элемента с грузом, установленным с возможностью взаимодействия с планкой вилки, а последняя подпружинена относительно поперечины камеры,оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул ина, 10 каз 2061ВНИИПИ Г Тираж Подписноерственного коМитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5