ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПАКЕР Российский патент 1997 года по МПК E21B33/12 

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и предназначено для разобщения затрубного пространства между колонной НТК и эксплуатационной колонной труб при проведении технологических операций.

Известен пакер ПД-ЯГ (оборудование инструмента для ремонта скважин, Е.И. Бухаленко и В.Е. Бухаленко. М. Недра, 1992 г). Пакер состоит из верхнего и нижнего якорных устройств, уплотнения, гидроцилиндра и фиксатора. Посадка пакера осуществляется путем подачи давления в колонну подъемных труб. Предварительно проход пакера перекрывается шариком, сбрасываемым на седло. Под действием давления в трубах плашки верхнего якоря выдвигаются наружу, заякориваясь на стенке эксплуатационной колонны. Жидкость через отверстие "б" в стволе попадает под поршень происходит заякоривание нижнего якоря, создается упор для сжатия уплотнительных манжет. Проходное отверстие пакера открывается при увеличении давления. При этом срезаются винты и седло с шариком выпадает. При подъеме колонны труб пакер извлекают, при этом срезаются винты, держащие плашкодержатель. Ствол, двигаясь вверх, тянет за собой конус, который освобождает плашки и уплотнение. Недостатком описанного пакера является сложность конструкции и возможность повреждения плашками труб эксплуатационной колонны.

Известно пакерующее устройство (авторское свидетельство СССР N 1698421 кл. E 21 В 33/12, 1989 г.), принятое за прототип.

Пакерующее устройство содержит ствол с радиальными отверстиями "а" и упором, кожух, установленный на стволе и образующий с последним кольцевую камеру "б", поршень, размещенный в кольцевой камере "б" и зафиксированный в начальном положении срезным штифтом, и разжимной конус в виде отдельных продольных секторов. Каждый из них имеет в верхней части деформируемый вкладыш, связанный свободным концом с поршнем, и уплотнительную манжету, установленную на стволе между разжимным конусом и упором.

После спуска устройства в скважину в кольцевой камере "б" через радиальные отверстия "а" повышают давление. При этом срезаются штифты и поршень, двигаясь вниз через деформируемые вкладыши и разжимной конус, передает усилие на уплотнительную манжету, которая раскрывается и перекрывает кольцевой зазор ствола скважины.

Недостатком данного пакерующего устройства является его практическая непригодность.

Целью настоящего изобретения является простота конструкции пакера при герметичном разобщении затрубного пространства.

Предлагаемый пакер содержит ствол с переходником, цилиндр, установленный на стволе и образующий с последним кольцевую камеру, ползун, размещенный верхней частью в кольцевой камере, и уплотнение, установленное на стволе между ползуном и переходником, при этом одни из поверхностей ползуна и уплотнения выполнены коническими. В переходнике установлено седло. Уплотнение и седло фиксируются на переходнике срезными винтами.

В отличие от прототипа в предлагаемом пакере ползун выполнен с цанговым захватом, размещенным между уплотнением и стволом, ствол выполнен с кольцевым выступом.

На чертеже изображен пакер гидравлический, состоящий из уплотнения 1, гидроцилиндра, клапанного узла и присоединительной муфты 2. Уплотнение 1 получают, как одно целое в пресс-форме, оно включает в себя втулку, манжету и хвостовик. Гидроцилиндр состоит из муфты 3, цилиндра 4, ползуна 5 и уплотнительных резиновых колец. Седло 6, винты 7, переходник 8 и уплотнительные резиновые кольца входят в клапанный узел. В единое целое эти узлы объединяет ствол 9.

Ползун 5 выполнен с цанговым захватом, размещенным между уплотнением 1 и стволом 9. Ствол 9 выполнен с кольцевым выступом "б".

Пакер гидравлический работает следующим образом. Перед спуском пакер навинчивают на колонну насосно-компрессорных труб с помощью резьбы в муфте 3. После спуска пакера на необходимую глубину проход в переходнике 8 перекрывается шариком, сбрасываемым на седло 6. В колонну НКТ под давлением подают жидкость, которая по каналам "а" попадает в кольцевую камеру цилиндра 4 и перемещает ползун 5. Ползун 5 наружной поверхностью большого цилиндра разжимает уплотнение 1, герметично разобщая затрубное пространство с цанговым захватом, размещенным между уплотнением 1 и стволом 9, фиксируется за кольцевой выступ "б" на стволе 9. При дальнейшем повышении давления жидкости в колонне НКТ срезаются штифтовые концы винтов 7 и седло 6 с шариком выпадают, освобождая проходной канал пакера. Фиксация ползуна 5 цанговым захватом за кольцевой выступ "б" ствола 9 позволяет пакеру воспринимать усилия от перепада давления, направленного как вниз, так и вверх.

При подъеме колонны НКТ пакер извлекают, при этом срезаются винты 7, держащие переходник 8. Ствол 9, двигаясь вверх, тянет за собой переходник 8, который перемещает ползун 5 в исходное положение. Уплотнение сжимается, и пакер свободно извлекается из эксплуатационной колонны.

Использование: в нефтяной и газовой промышленности при разобщении затрубного пространства между колонной насосно-компрессорных труб и эксплуатационной колонной при проведении технологических операций. Обеспечивает упрощение конструкции устройства и герметичность разобщения затрубного пространства. Сущность изобретения: устройство включает полный ствол с переходником. На стволе установлен цилиндр. Он образует со стволом кольцевую камеру. Она гидравлически связана с полостью ствола. На стволе установлено уплотнение. Оно выполнено с конической поверхностью. Устройство имеет ползун. Он имеет фиксатор его рабочего положения и коническую поверхность. Она служит для взаимодействия с одноименной поверхностью уплотнения. При этом ствол выполнен с кольцевым выступом. Фиксатор рабочего положения ползуна выполнен с цанговым захватом под кольцевой выступ. Он размещен между уплотнением и стволом. Ползун выполнен с возможностью разжатия своей конической поверхностью уплотнения. 1 ил.

Гидравлический пакер, включающий полый ствол с переходником, цилиндр, установленный на стволе и образующий с последним кольцевую камеру, гидравлически связанную с полостью ствола, уплотнение с конической поверхностью, установленное на стволе, ползун с фиксатором его рабочего положения и конической поверхностью для взаимодействия с одноименной поверхностью уплотнения, размещенный в камере, отличающийся тем, что ствол выполнен с кольцевым выступом, а фиксатор рабочего положения ползуна выполнен с цанговым захватом под кольцевой выступ и размещен между уплотнением и стволом, при этом ползун выполнен с возможностью разжатия своей конической поверхностью уплотнения.