ИНСТРУМЕНТ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ПАКЕРА Российский патент 1998 года по МПК E21B23/06 E21B33/12 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности,а именно к устройствам для извлечения пакера.

Известен инструмент извлечения пакера [1], состоящий из полого штока, на нижнем конце которого закреплен нижний цилиндр с полым патрубком и упором. На наружной поверхности патрубка расположена цанга, которая может свободно перемещаться по патрубку. Внутри нижнего цилиндра и патрубка расположен подвижный шток-поршень с наконечником. На верхнем конце штока закреплена внутренняя втулка. На наружной поверхности штока смонтирована наружная втулка и верхний цилиндр, имеющий возможность перемещаться относительно штока. Кольцевая полость, расположенная между верхним цилиндром и штоком, соединена отверстиями с внутренней полостью штока. Внутренняя полость закрыта гайкой. Полости заполнены маслом и вместе с полым штоком и штоком-поршнем образуют гидропривод инструмента. Упор, наконечник и гидропривод вместе составляют узел расфиксации инструмента. К верхнему цилиндру крепится переводник, с помощью которого инструмент крепится к колонне бурильных или насосно-компрессорных труб.

Недостатком данного инструмента является низкая надежность как при извлечении пакера из скважины, так и при отсоединении инструмента от пакера, обусловленная наличием сложных узлов с низкой надежностью и малой жесткостью.

Принцип отсоединения инструмента от пакера, основанного на срезе бурта упора, приводит к частому его срезу при усилиях значительно ниже величин, при которых происходит срыв и извлечение пакера или же к обрыву уже расфиксированного пакера при его подъеме на поверхность из-за какой-либо затяжки или остановки.

Усилие, развиваемое этим инструментом (50 тс), достаточно для срыва и извлечения пакера, проработавшего в скважине непродолжительное время, порядка 3-5 лет. При более продолжительной эксплуатации, от 7 и более лет, усилие, необходимое для срыва и извлечения пакера, особенно с прихваченным песком подпакерным хвостовиком, возрастает в несколько раз и может достигать 100 тс. В этом случае пакер извлечь из скважины данным инструментом не представляется возможным.

Задача, стоящая при создании инструмента извлечения пакера, состоит в разработке надежного, жесткого инструмента, безотказно работающего как в обычном, так и в осложненном режиме.

Достигаемый технический результат, который получается в результате создания изобретения, состоит в простоте и высокой жесткости.

Поставленная задача и технический результат достигаются тем, что известный инструмент извлечения пакера, включающий патрубок, размещенную на нем цангу, узел расфиксации, в отличии от прототипа снабжен удлинителем с центратором-ограничителем на нижней части, патрубок выполнен с буртом на наружной поверхности, а узел расфиксации соединен с патрубком левосторонней резьбой и выполнен в виде элемента, обеспечивающего фиксацию цанги в пакере при его извлечении, при этом бурт на патрубке выполнен с возможностью ограничения длины хода цанги и предотвращения ее зацепления с узлом расфиксации при отсоединении инструмента от пакера.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод о соответствии данного изобретения критерию "новизна".

Технический результат, полученный при использовании изобретения, позволяет достичь давно существующую производственную потребность, попытки получения которого в полной мере не удавались. На основании изложенного можно сделать вывод о соответствии изобретения критерию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 показан заявляемый инструмент извлечения пакера, на фиг. 2 - схема взаимодействия инструмента с пакером в момент их соединения, на фиг. 3 - схема взаимодействия инструмента с пакером в момент освобождения уплотнительных элементов от сжимающих нагрузок и выхода верхнего конуса пакера из-под шлипс, на фиг. 4 - схема взаимодействия инструмента с пакером в момент выхода нижнего конуса пакера из-под шлипс, на фиг. 5 - схема взаимодействия инструмента с пакером при их рассоединении.

Инструмент извлечения пакера (см. фиг. 1) состоит из полого патрубка 1, на котором с одной стороны закреплен на резьбе переводник 2, с помощью которого инструмент соединяется с колонной бурильных или насосно-компрессорных труб, на другой - цанга 3, узел расфиксации 4, состоящий из одного упора, удлинитель 5 с центратором-ограничителем 6. На патрубке 1 выполнены кольцевой бурт 7 для ограничения хода цанги 3 и отверстие 8 для сообщения внутренней полости инструмента с наружной поверхностью. Цанга 3 расположена на наружной поверхности патрубка 1 и может свободно перемещаться по нему до упора в кольцевой бурт 7. Узел расфиксации 4 закреплен на наружной поверхности нижнего торца патрубка 1 с помощью левосторонней резьбы. Удлинитель 5 с центратором-ограничителем 6 закреплен на внутренней поверхности нижнего торца патрубка 1 с помощью правосторонней резьбы.

Устройство работает следующим образом.

Инструмент спускается в скважину до упора узла расфиксации 4 инструмента с замковую втулку 9 пакера. При этом лепестки цанги 3 инструмента, упираясь в гильзу 10 пакера, сжимаются и проходят в кольцевую проточку "А" гильзы 10 пакера и под собственным весом падают на узел расфиксации 4 инструмента. Момент контакта инструмента с пакером, а значит, и вхождение цанги 3 в кольцевую проточку "А" фиксируется на шкале гидравлического индикатора веса (ГИВ).

Натяжением колонны труб вверх производят фиксацию цанги 3 в кольцевой проточке "А" узлом расфиксации 4, который заходит под цангу 3 и не дает ей выйти из кольцевой проточки гильзы 10 пакера.

Дальнейшим натяжением колонны труб производят перемещение гильзы 10 пакера вверх, а после ее зацепления с корпусом 11 пакера - и перемещение корпуса 11 пакера вверх. При их перемещении верх происходит освобождение уплотнительных элементов пакера от сжимающей нагрузки и выход верхнего конуса пакера из-под шлипс (не показано). Моменты контакта гильзы 10 пакера с корпусом 11, освобождения уплотнительных элементов и выхода верхнего конуса из-под шлипс фиксируется ГИВом.

Под действием веса подпакерного хвостовика (не показано) замковая втулка 9 пакера перемещается вниз. Перемещение замковой втулки передается через другие детали пакера на его нижний конус (не показан), который также выходит из-под шлипс. Момент выхода нижнего конуса из-под шлипс фиксируется ГИВом.

Уплотнительные элементы и шлипсы получают возможность оторваться от внутренней поверхности эксплуатационной колонны и занять первоначальное (транспортное) положение.

Однако из-за усталостных явлений, возникающих в процессе длительной работы пакера в скважине (коррозия, абразивный износ и т.д.), уплотнительные элементы и шлипсы не отрываются от эксплуатационной колонны ("прикипели" к ней).

Расхаживанием инструмента (движением "вверх" - "вниз") производят срыв пакера (отрыв уплотнительных элементов и шлипсов пакера от эксплуатационной колонны).

Усилие, развиваемое инструментом, достаточно для срыва пакера даже при условии "прикипания" уплотнительных элементов и шлипсов к стенке эксплуатационной колонны и присыпке песком подпакерного хвостовика. Это достигнуто за счет выполнения бурта узла расфиксации 4 инструмента толщиной порядка 20-25 мм для предотвращения его среза при больших нагрузках и наличия левой резьбы в узле для предотвращения самоотворота узла расфиксации.

При необходимости отсоединения инструмента от пакера колонну труб вращают в противоположном направлении (влево) и резко разгружают на замковую втулку 9 пакера. При этом узел расфиксации 4 инструмента отворачивается от патрубка 1, выходит из-под цанги 3 и падает вниз на центратор-ограничитель 6, который улавливает его и не дает ему упасть на забой (предотвращает загрязнение забоя, узел расфиксации можно использовать многократно). Цанга 3 под собственным весом перемещается по патрубку 1 и удлинителю 5 вниз, но войти вновь в зацеплление с узлом расфиксации 4 не может из-за разницы длины удлинителя 5 и длины возможного хода цанги 3, ход которой ограничен кольцевым буртом 7. Надежность отсоединения инструмента от пакера обеспечивается наличием левой резьбы в узле расфиксации 4, которая также обеспечивает упрощение конструкции.

Расфиксированный (приведенный в рабочее состояние) пакер вместе с инструментом поднимается на дневную поверхность на колонне бурильных или насосно-компрессорных труб. При этом вытесняемая пакером задавочная жидкость, находящаяся в скважине, переливается из затрубного пространства за пакером и инструментом через отверстие 9 во внутреннюю полость инструмента и далее на забой, не переливаясь на устье и не снижая уровня задавочной жидкости в скважине. Тем самым устраняются условия поршневания, а следовательно, условия возможного выброса. Кроме того, обеспечиваются условия экологической чистоты технологического процесса.

Использование: в нефтегазодобывающей промышленности, а именно в устройствах для извлечения пакера. Обеспечивает повышение надежности извлечения пакера из скважины. Сущность изобретения: инструмент имеет патрубок, на котором размещены цанга и узел расфиксации. В нижней части устройства размещен удлинитель с центратором-ограничителем. При этом патрубок выполнен с буртом на наружной поверхности. Узел расфиксации соединен с патрубком левосторонней резьбой. Это узел выполнен в виде элемента, обеспечивающего фиксацию цанги в пакере при его извлечении. Бурт на патрубке выполнен с возможностью ограничения длины хода цанги и предотвращения ее зацепления с узлом расфиксации при отсоединении инструмента от пакера. 5 ил.

Инструмент извлечения пакера, включающий патрубок, размещенную на нем цангу и узел расфиксации, отличающийся тем, что он снабжен удлинителем с центратором-ограничителем на нижней части, патрубок выполнен с буртом на наружной поверхности, а узел расфиксации соединен с патрубком левосторонней резьбой и выполнен в виде элемента, обеспечивающего фиксацию цанги в пакере при его извлечении, при этом бурт на патрубке выполнен с возможностью ограничения длины хода цанги и предотвращения ее зацепления с узлом расфиксации при отсоединении инструмента от пакера.