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, содержащий полый ствол, связанный с колонной труб, уплотнительные элементы, шлипсы [1].

Недостатком известного пакера является то, что он не обеспечивает подачу ингибитора гидратообразования и технологических растворов на забой скважины, возможна подача растворов только в ствол скважины с применением дополнительных устройств: ингибиторного или циркуляционного клапанов.

Известен пакер, содержащий полый ствол, корпус, уплотнительные элементы, шлипсы [2].

Недостатком данного пакера является также невозможность подачи ингибитора гидратообразования и технологических растворов в ствол скважины без дополнительных устройств: ингибиторного или циркуляционного клапанов.

Наиболее близким аналогом изобретения является пакер, включающий корпус с уплотнительными элементами и радиальными отверстиями выше и ниже уплотнительных элементов, полый ствол, образующий с корпусом кольцевое пространство, соединенное с наружным пространством, и шлипсы [3].

Недостатком этого пакера является то, что его радиальные отверстия ниже уплотнительных элементов ничем не перекрыты. Следовательно, при эксплуатации такого пакера его кольцевое пространство будет постоянно заполнено добываемым флюидом, например природным газом, наступаемым снизу от забоя.

При эксплуатации, особенно длительной, этот газ или другой флюид имеет возможность через негерметичность соединений в пакере попасть в затрубное пространство скважины выше уплотнительных элементов пакера, что приведет к появлению затрубных проявлений в скважине, а следовательно, к невыполнению пакером его функционального предназначения.

Техническим результатом изобретения является разработка надежного пакера, обеспечивающего высокую герметизирующую способность при эксплуатации скважин с возможностью кратковременного сообщения надпакерного и подпакерного наружного затрубного пространства при техническом обслуживании и ремонте скважин.

Необходимый технический результат достигается тем, что пакер, включающий корпус с уплотнительными элементами и радиальными отверстиями выше и ниже уплотнительных элементов, полый ствол, образующий с корпусом кольцевое пространство, соединенное с наружным пространством, и шлипсы, снабжен подпружиненной втулкой, помещенной в нижней части кольцевого пространства, перекрывающей нижние радиальные отверстия и имеющей возможность осевого перемещения и открытия нижних радиальных отверстий.

На основании вышеизложенного 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 - то же, в процессе добычи газа из пласта; на фиг. 3 - то же, в процессе закачки ингибитора гидратообразования или технологических растворов на забой скважины.

Пакер включает полый ствол 1, уплотнительные элементы 2, цилиндр 3 с поршнем 4, верхний 5 и нижний 6 конусы, шлипсы 7, корпус 8 (верхний, средний и нижний). Цилиндр 3 с поршнем 4 образуют камеру "А", которая через отверстия "Б" соединена с внутритрубным пространством "В". Полый ствол 1 с корпусом 8 образуют кольцевое пространство "Г". В корпусе 8 выше и ниже уплотнительных элементов расположены радиальные отверстия "Д" и "Е", через которые кольцевое пространство "Г" соединено с наружным пространством. В нижней части кольцевого пространства "Г" размещена подпружиненная втулка 9 (10), перекрывающая нижние радиальные отверстия "Е", имеющая возможность осевого перемещения и открытия нижних радиальных отверстий.

Устройство работает следующим образом.

Пакер спускают в скважину на колонне труб. После его спуска до требуемой глубины и установки на устье фонтанной арматуры во внутритрубное пространство "В" сбрасывают шар, который садится на седло, расположенное ниже пакера (не показано).

При создании давления в колонне труб жидкость через отверстие "Б" поступает в камеру "А" цилиндра 3 и начинает перемещать поршень 4 вверх . При этом срезается винт 12, 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. После чего поршень 4 начинает сжимать уплотнительные элементы 2, что приводит к герметизации затрубного пространства. В конце хода поршень 4 стопорится стопорным кольцом 13, которое удерживает уплотнительные элементы 2 от распускания. Одновременно происходит окончательное подклинивание шлипсов 7 верхним конусом 5. В конце хода верхний конус 5 стопорится стопорным кольцом 14, которое удерживает его от возвратного движения. Пакер зафиксирован в обсадной колонне.

При эксплуатации скважины добываемый из пласта газ поступает по внутритрубному пространству "В" не дневную поверхность. Наружное (затрубное) пространство герметично разобщено уплотнительными элементами 2 на надпакерное и подпакерное. При этом кольцевое пространство "Г" герметично перекрыто подпружиненной втулкой 9, сообщение надпакерного пространства с подпакерным возможно только при создании перепада давления, обеспечивающего большее усилие отжима, нежели усилие пружины 10, препятствующее отжиму втулки 9.

Подачу ингибитора гидратообразования или других технологических растворов осуществляют закачкой их в надпакерное затрубное пространство скважины. Под действием избыточного перепада давления втулка 9 отжимается и открывает нижние радиальные отверстия "Е". Надпакерное и подпакерное пространства временно получают возможность сообщаться (на период закачки). По окончании закачки раствора за счет снижения перепада давления втулка 9 под действием пружины 10 вновь вернется в исходное положение и перекроет кольцевое пространство "Г".

Извлечение пакера осуществляют с помощью инструмента, спускаемого во внутритрубное пространство "А".

Пакер включает корпус с уплотнительными элементами, полым стволом, шлипсами. Выше и ниже уплотнительных элементов корпус имеет радиальные отверстия. Полый ствол образует с корпусом кольцевое пространство. Оно соединено с наружным пространством. В нижней части кольцевого пространства помещена втулка. Она перекрывает нижние радиальные отверстия и имеет возможность осевого перемещения и открытия нижних радиальных отверстий. 3 ил.

Пакер, включающий корпус с уплотнительными элементами и радиальными отверстиями выше и ниже уплотнительных элементов, полый ствол, образующий с корпусом кольцевое пространство, соединенное с наружным пространством, и шлипсы, отличающийся тем, что он снабжен подпружиненной втулкой, помещенной в нижней части кольцевого пространства, перекрывающей нижние радиальные отверстия и имеющей возможность осевого перемещения и открытия нижних радиальных отверстий.