ПАКЕР Российский патент 1998 года по МПК E21B33/12 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для герметичного разобщения затрубного пространства скважины.

Известен пакер, включающий полый ствол, связанный с колонной труб, уплотнительные элементы, шлипсы, верхний и нижний конусы для подклинивания шлипсов в колонне, втулку, связанную с полым стволом срезанными винтами, и гильзу, соединенную с нижним конусом [1]
Недостатком данного пакера является невозможность его распакеровки и извлечения без помощи специального инструмента, спускаемого во внутреннюю полость пакера.

Известен пакер, включающий полый ствол, связанный с колонной труб, уплотнительные элементы, шлипсы, верхний и нижний конусы для подклинивания в колонне, втулку, связанную с полым стволом срезанными винтами, и гильзу, соединенную с нижним конусом [2]
Недостатком данного пакера является также невозможность его распакеровки и извлечения без помощи специального инструмента, спускаемого во внутреннюю полость пакера.

Задача, стоящая при создании пакера, состоит в разработке конструкции, обеспечивающей надежность его распакеровки и извлечения из скважины.

Достигаемый технический результат, который получается в результате создания изобретения, состоит в простоте и высокой надежности, а также устранении условий поршневания скважин и обеспечения противофонтанной и экологической безопасности.

Поставленная задача и технический результат достигаются тем, что в известном пакере, включающем полый ствол, связанный с колонной труб, уплотнительные элементы, шлипсы, верхний и нижний конусы для подклинивания шлипсов в колонне, втулку, связанную с полым стволом срезанными винтами, и гильзу, соединенную с нижним конусом, в отличие от прототипа имеются опорные кулачки, дополнительно фиксирующие втулку относительно полого ствола, а гильза выполнена с радиальными отверстиями на боковой поверхности, при этом втулка снабжена седлом, например, под шар, и выполнена тоже с радиальными отверстиями на боковой поверхности, возможностью ее перемещения с освобождением опорных кулачков и перемещения ею гильзы с нижним конусом до расфиксации устройства и совмещения ее радиальных отверстий с радиальными отверстиями гильзы.

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

Технический результат, полученный при использовании изобретения, позволяет реализовать давно существующую производственную потребность.

На основании изложенного можно сделать вывод о соответствии изобретения критериям "изобретательский уровень".

На фиг. 1 показан заявляемый пакер в транспортном положении; на фиг. 2 - вид А фиг. 1 при распакеровке пакера; на фиг. 3 вид А фиг. 1 при извлечении пакера.

Пакер включает полый ствол 1, связанный с колонной труб, уплотнительные элементы 2, цилиндр 3 с поршнем 4, верхний 5 и нижний 6 конусы, шлипсы 7, втулку 8, гильзу 9. Втулка 8 снабжена седлом 10 под спускаемый с устья шар 11, на боковой поверхности ее выполнены радиальные отверстия 12, кроме того, она посредством секторов 13 и срезанных винтов 14 связана с полым стволом 1 пакера, помимо того ее положение относительно полого ствола 1 дополнительно фиксируется опорными кулачками 15, стянутыми резиновым кольцом (не показано). Гильза 9 соединена на резьбе с нижним конусом 6 и выполнена с радиальными отверстиями 16 на боковой поверхности, которые в процессе распакеровки совмещаются с отверстиями 12 втулки 8. Цилиндр 3 с поршнем 4 образуют камеру А, которая через отверстия 17 соединена с внутритрубным пространством Б.

Устройство работает следующим образом.

Пакер спускается в скважину на колонне труб (не показано). После его спуска до требуемой глубины и установки на устье фонтанной арматуры во внутритрубное пространство Б сбрасывается шар меньшего нежели шар 11 размера, который садится на седло, расположенное ниже пакера (не показано).

При создании давления в колонне труб жидкость через отверстия 17 поступает в камеру А цилиндра 3 и начинает перемещать поршень 4 вверх. При этом срезается винт 18, связывающий поршень 4 с верхним конусом 5. Освобожденный верхний конус 5 под действием жидкости перемещается вниз и толкает нижний конус 6 на шлипсы 7, подклинивая их в эксплуатационной колонне. Затем поршень 4 начинает сжимать уплотнительные элементы 2, что приводит к герметизации затрубного пространства. В конце хода поршень 4 фиксируется стопорным кольцом 19, которое удерживает уплотнительные элементы 2 от распускания. Одновременно происходит окончательное подклинивание шлипсов 7 верхним конусом 5. В конце хода верхний конус 5 фиксируется стопорным кольцом 20, которое удерживает его от возвратного движения. Пакер запакерован.

При эксплуатации скважины добываемый из пласта газ поступает по внутритрубному пространству Б на дневную поверхность. Затрубное пространство герметично разобщено уплотнительными элементами 2 на надпакерное и подпакерное.

Извлечение пакера осуществляют следующим образом.

Во внутритрубное пространство Б сбрасывают шар 11, который садится на седло 10, выполненное во втулке 8 пакера, и перекрывает проходное отверстие пакера.

Для взаимодействия с седлом 10 может использоваться специальная втулка, сбрасываемая во внутритрубное пространство Б или спускаемая на трубах либо канате.

Под воздействием давления, создаваемого в колонне труб выше шара 11 втулка 8 перемещается вниз, срезаются винты 14, освобождаются опорные кулачки 15. Втулка 8, упираясь в суженную часть гильзы 9, перемещает ее. Гильза 9 движется вниз, тянет за собой нижний конус 6, освобождая 7 от своего подклинивающего воздействия. При этом отверстия 12 втулки 8 и отверстия 16 гильзы 9 совмещаются, обеспечивая сообщение внутритрубного пространства Б с подпакерным затрубным пространством. Момент расфиксации пакера отмечается резким падением давления во внутритрубном пространстве Б.

После расфиксации пакера натяжением лифтовой колонны вверх производят срыв пакера. При этом ствол 1 пакера движится вверх, не удерживаемый больше опорными кулачками 15 в зацеплении с втулкой 8, а через нее с гильзой 9 и нижним конусом 6, освобождая уплотнительные элементы 2 от сжимающего усилия. Уплотнительные элементы 2 распускаются и отходят от внутренней стенки эксплуатационной колонны, занимая свое транспортное положение. При дальнейшем движении ствола 1 вверх его буртик 21 подходит к винту 22 и посредством его вытягивается верхний конус 5 из-под шлипс 7. Шлипсы 7, удерживаемые до этого в зацеплении с внутренней стенкой эксплуатационной колонны, открываются и отходят от нее, занимая свое транспортное положение. Пакер распакерован.

После распакеровки пакер свободно извлекается из скважины на лифтовой колонне, на которой и был установлен. Жидкость, находящаяся во внутритрубном пространстве Б над шаром 11 при подъеме пакера выливается через отверстия 12 и 16 в подпакерное затрубное пространство, устраняя условия поршневания.

Использование: в нефтегазодобывающей промышленности, а именно в устройствах для герметичного разобщения затрубного пространства скважины. Обеспечивает повышение надежности распакеровки устройства и извлечения его из скважины. Сущность изобретения: устройство включает полый ствол. связанный с колонной труб. Кроме того, устройство имеет уплотнительные элементы, шлипсы, верхний и нижний конусы, втулку и гильзу. Конусы служат для подклинивания шлипсов в колонне. Втулка связана с полым стволом срезными элементами. Ее дополнительно фиксируют относительно ствола опорные кулачки. Гильза выполнена с радиальными отверстиями на боковой поверхности. Втулка выполнена тоже с радиальными отверстиями на боковой поверхности и имеет седло, например, под шар. Втулка выполнена также с возможностью перемещения с освобождением опорных кулачков и перемещения гильзы до расфиксации устройства и совмещения ее радиальных отверстий с радиальными отверстиями гильзы. 3 ил.

Пакер, включающий полый ствол, связанный с колонной труб, уплотнительные элементы, шлипсы, верхний и нижний конусы для подклинивания шлипсов в колонне, втулку, связанную с полым стволом срезными винтами, и гильзу, соединенную с нижним конусом, отличающийся тем, что он снабжен опорными кулачками, дополнительно фиксирующими втулку относительно полого ствола, а гильза выполнена с радиальными отверстиями на боковой поверхности, при этом втулка снабжена седлом, например, под шар и выполнена тоже с радиальными отверстиями на боковой поверхности с возможностью ее перемещения с освобождением опорных кулачков и перемещения ею гильзы с нижним конусом до расфиксации устройства и совмещения ее радиальных отверстий с радиальными отверстиями гильзы.