ПАКЕР Российский патент 1999 года по МПК E21B33/12 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для проведения изоляционных работ при капитальном ремонте скважин, для временного перекрытия ствола скважины.

Известен "Пакер" (см. Пат. США N2221204, кл. 166-124, опуб. 1940 г.), содержащий полый ствол, установленный на стволе конус со шлипсами, уплотнительный элемент с фиксатором его положения относительно ствола, переходник с приводом, концентрично установленный относительно ствола с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с фиксатором уплотнительного элемента относительно ствола и конусом, и связанный дополнительным фиксатором со стволом патрубок.

Для расцепления пакера от постановочной части необходимо вращение колонны труб. Это снижает надежность расцепления и увеличивает затраты времени. В связи с тем, что уплотнительный элемент остается в сжатом состоянии, упираясь в стенки ствола скважины, а основной фиксатор невозможно возвратить в исходное положение для освобождения уплотнительного элемента, снятие пакера и извлечение его из скважины затруднительно.

Наиболее близок к предлагаемому пакер (см. Пат. Российской Федерации N2011793, МКИ % E 21 В 33/12, от 20.11.91 г.), содержащий полый ствол с заглушкой и упором, установочный фиксатор, приводной корпус и шток установочного гидроцилиндра, размещенные на стволе конус с шлипсами, уплотнительный элемент и фиксатор положения уплотнительного элемента с удерживающими губками.

Основным недостатком этого пакера является то, что усилия сдвига пакера относительно обсадной колонны меняются в зависимости от ее диаметра потому, что в его конструкции заложена постоянная длина сжатия уплотняющих элементов, а так как стандартный разброс параметров обсадных труб достаточно большой, до 3%, причем в месте установки пакера этот диаметр не известен, то в результате плотность посадки разная, то есть меняются гарантированные усилия сдвига, что не удобно в процессе эксплуатации.

Задачей изобретения является повышение качества перекрытия ствола скважины.

Поставленная цель достигается описываемым пакером, содержащим полый ствол с заглушкой и упором, установочный фиксатор, приводной корпус и шток установочного гидроцилиндра, размещенные на стволе конус с шлипсами, уплотнительный элемент и фиксатор положения уплотнительного элемента с удерживающими губками, новым является то, что между шлипсами и конусом размещены срезные штифты, фиксатор положения уплотнительного элемента снабжен съемным кожухом, выполненным с возможностью взаимодействия с установочным фиксатором, установочный фиксатор выполнен в виде стопорного кольца с соответствующими ему кольцевыми проточками в полом корпусе и штоке, а конус снабжен дополнительной конической опорной поверхностью, противоположно направленной основной и выполненной с возможностью взаимодействия с удерживающими губками через конические вкладыши, причем конические вкладыши и удерживающие губки выполнены самоцентрирующимися.

Исследования патентной и научно- технической литературы показали, что подобная совокупность существенных признаков является новой и ранее не использовалась, это, в свою очередь, позволяет сделать заключение о соответствии технического решения критериям "новизна" и "технический уровень".

На прилагаемом чертеже изображен предлагаемый пакер.

Пакер содержит полый ствол 1 с заглушкой 2 и упором 3, установочный фиксатор, выполненный в виде стопорного кольца 4 с соответствующими ему кольцевыми проточками в полом корпусе и штоке; корпус 5 установочного привода (на чертеже не показан) и шток 6 установочного привода; размещенные на полом стволе 1 конус 7 со шлипсами 8 и срезными штифтами 9; уплотнительные элементы 10 с разделительным кольцом 11 между ними; фиксатор положения уплотнительного элемента с удерживающими губками 12 и съемным кожухом 13. Конус 7 снабжен дополнительной конической опорной поверхностью 14, противоположно направленной основной и выполненной с возможностью взаимодействия с удерживающими губками 12 через конические вкладыши 15, причем конические вкладыши 15 и удерживающие губки 12 выполнены самоцентрирующимися. Кроме того, пакер снабжен толкателем 16, установленным на съемном кожухе 13 между конусом 7 и приводным корпусом 5, и упорным кольцом 17. Удерживающие губки 12 и конические вкладыши 15 относительно съемного кожуха 13 уплотнены уплотнениями 18. Технологические разъемы на чертеже не показаны.

Пакер работает следующим образом.

Пакер на колонне насосно-компрессорных труб (на чертеже не показаны) в составе с установочным приводом спускают в скважину на заданную глубину. По достижению заданной глубины в колонне насосно-компрессорных труб создают избыточное давление, это вызывает перемещение корпуса 5 установочного привода вниз, а штока 6 установочного привода вверх. Корпус 5 установочного привода воздействует на толкатель 16 и перемещает его и взаимодействующий с ним конус 7 вниз. Одновременное с корпусом 5 перемещение штока 6 передвигает полый ствол 1, а вместе с ним упор 3 вверх. В результате такого перемещения уплотняющие элементы 10 и шлипсы 8 находятся под двухсторонним воздействием. При наращивании усилия срезается срезной штифт 9. Это вызывает перемещение шлипс 8 в радиальном направлении до упора их в стенки обсадной колонны скважины (на чертеже не показана). После упора шлипс 8, удерживающих пакер в конечном положении, дальнейшее перемещение штока 6 и корпуса 5 сжимает уплотняющие элементы 10, которые перекрывают обсадную колонну скважины.

Далее повышают давление до расчетного, что вызывает срезание стопорного кольца 4. После чего колонну насосно-компрессорных труб с установочным приводом извлекают из скважины, а пакер остается, перекрывая обсадную колонну.

При необходимости съема пакера в скважину опускают ловитель (на чертеже не показан), который захватывает зубья съемного кожуха 13. При подъеме съемный кожух 13, двигаясь вверх (по чертежу), упирается в толкатель 16, одновременно освобождая конические вкладыши 15, которые расходятся в радиальном направлении и освобождают удерживающие губки 12 от зацепления с насечкой полого корпуса 1. Толкатель 16 одновременно перемещает конус 7 вверх (по чертежу), что, в свою очередь, освобождает шлипсы 8 и уплотнительные элементы 10. Дальнейший подъем ловителя извлекает пакер из скважины.

Предлагаемая конструкция пакера обеспечивает более надежную его фиксацию и разобщение колонны, что дает возможность использовать пакер не только в проведении ремонтных работ, но и для разобщения обводненных пластов при эксплуатации скважин, а это, в свою очередь, позволит кратно снизить затраты на изоляционные работы по сравнению с традиционным оборудованием.

Использованная литература:
1. Пакер. Пат. США N2221204, кл. 166-124, опуб. 1940, - аналог.

2. Пакер. Пат. Российской Федерации N 2011793, МКИ 5 E 21 В 33/12 от 20.11.91, - прототип.

Использование: в нефтедобывающей промышленности для проведения изоляционных работ при капитальном ремонте скважин, для временного перекрытия ствола скважины. Обеспечивает повышение качества перекрытия ствола скважины. Сущность изобретения: устройство содержит полый ствол с заглушкой и упором, установочный фиксатор, приводной корпус и шток установочного гидроцилиндра. На стволе размещены конус с шлипсами, уплотнительный элемент и фиксатор положения уплотнительного элемента с удерживающими губками. Между шлипсами и конусом размещены срезные штифты. Фиксатор положения уплотнительного элемента снабжен съемным кожухом. Он выполнен с возможностью взаимодействия с установочным фиксатором. Этот фиксатор выполнен в виде стопорного кольца с соответствующими ему кольцевыми проточками в полом корпусе и штоке. Конус снабжен дополнительной конической опорной поверхностью, противоположно направленной основной. Дополнительная коническая опорная поверхность выполнена с возможностью взаимодействия с удерживающими губками через конические вкладыши. Конические вкладыши и удерживающие губки выполнены самоцентрирующимися. 1 ил.

Пакер, содержащий полый ствол с заглушкой и упором, установочный фиксатор, приводной корпус и шток установочного гидроцилиндра, размещенные на стволе конус с шлипсами, уплотнительный элемент и фиксатор положения уплотнительного элемента с удерживающими губками, отличающийся тем, что между шлипсами и конусом размещены срезные штифты, фиксатор положения уплотнительного элемента снабжен съемным кожухом, выполненным с возможностью взаимодействия с установочным фиксатором, установочный фиксатор выполнен в виде стопорного кольца с соответствующими ему кольцевыми проточками в полом корпусе и штоке, а конус снабжен дополнительной конической опорной поверхностью, противоположно направленной основной и выполненной с возможностью взаимодействия с удерживающими губками через конические вкладыши, причем конические вкладыши и удерживающие губки выполнены самоцентрирующимися.