ИНСТРУМЕНТ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ПАКЕРА Российский патент 2001 года по МПК E21B23/00 E21B33/12 

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

Известен инструмент извлечения пакера, 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 [Инструмент извлечения пакера. Межотраслевая информация. Информ. листок N 98-92, Тюмень, ЦНТИ, 1992].

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, а также невозможность извлечения пакеров, в которых узел расфиксации пакера выполнен с необходимостью точечного попадания кольцевых выступов цанги инструмента в кольцевую проточку, образованную гильзой и замковой втулкой этих пакеров.

Известен инструмент извлечения пакера, включающий патрубок, цангу и узел расфиксации [Патент РФ N 2105127].

Недостатком данного инструмента является недостаточная надежность извлечения пакеров, в которых узел расфиксации пакера выполнен с необходимостью точечного попадания кольцевых выступов цанги инструмента в кольцевую проточку, образованную гильзой и замковой втулкой этих пакеров. В этом случае кольцевые выступы цанги инструмента, так как цанга свободно размещена (перемещается) на наружной поверхности патрубка, могут расположиться не напротив кольцевой проточки пакера и при движении инструмента вниз не войти в кольцевую проточку пакера, не соединиться с ним и не произвести расфиксацию пакера. Помимо этого конструкция инструмента не предусматривает возможность фиксирования цанги в кольцевой проточке извлекаемого пакера.

Задача, стоящая при создании инструмента извлечения пакера, состоит в разработке надежного инструмента, безотказно работающего как в обычном, так и в осложненном режиме (после продолжительной эксплуатации пакера в скважине, при наличии присыпанного песком подпакерного хвостовика и т.д., когда усилия, необходимые для извлечения пакера, резко возрастают).

Достигаемый технический результат, который получается в результате создания изобретения, состоит в расширении функциональных возможностей и высокой надежности при простоте конструкции и удобстве при эксплуатации, а также в расширении диапазона извлекаемых пакеров за счет обеспечения точечного попадания кольцевых выступов цанги в кольцевую проточку узла расфиксации пакера и фиксации их в ней в процессе расфиксации и извлечении пакера на дневную поверхность.

Поставленная задача и технический результат достигаются тем, что в известном инструменте извлечения пакера, включающем патрубок, цангу и узел расфиксации, в отличие от прототипа он снабжен втулкой, размещенной с возможностью перемещения относительно патрубка и жестко соединенной с цангой, на наружной поверхности втулки размещено настроечное кольцо с выполненными в нем рядами радиальных отверстий, расстояние между нижней гранью настроечного кольца и верхними гранями кольцевых выступов цанги равно длине гильзы извлекаемого пакера, а патрубок снабжен дополнительным упорным буртом и выемкой, размещенной между упорным буртом и узлом расфиксации, причем расстояния между нижней гранью упорного бурта и верхним концом выемки и между нижним концом выемки и узлом расфиксации должны быть не менее длины выемки, форма и размер выемки ответно идентичны форме и размеру внутренней поверхности кольцевых выступов цанги.

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 инструмент извлечения пакера, на фиг. 2 - схема взаимодействия инструмента с пакером в момент их соединения и расфиксации пакера, на фиг. 3 - схема взаимодействия инструмента с пакером в момент извлечения пакера.

Инструмент состоит из полого патрубка 1, на одном конце которого выполнена резьба для соединения с муфтой 2, на другом закреплены на резьбе втулка 3 и посредством срезных винтов 4 втулка 5 узла расфиксации. Патрубок 1 посредством штифтов 6 соединен с втулкой 7, на которой штифтами 8 закреплено настроечное кольцо 9. На нижнем конце втулки 7 закреплена цанга 10, на верхнем - кольцо 11. Патрубок 1 выполнен с кольцевым упорным буртом 12 и выемкой 13. В патрубке 1 выполнено отверстие 14 для сообщения внутренней полости инструмента с наружной поверхностью. Расстояния между нижней гранью упорного бурта 12 и верхним концом выемки 13, а также между нижним концом выемки 13 и втулкой 5 узла расфиксации должны быть не менее длины самой выемки, что позволит кольцевым выступам 15 цанги оставаться напротив кольцевой проточки извлекаемого пакера при движении вниз патрубка 1 до момента их повторного подклинивания патрубком и соприкосновения нижней грани упорного бурта 12 с верхней внутренней гранью кольцевых выступов 15 цанги. Цанга 10 выполнена таким образом, что ее кольцевые выступы 15 размещаются напротив выемки 13 патрубка. Форма и размер выемки 13 ответно идентичны форме и размеру внутренней поверхности кольцевых выступов 15 цанги, что обеспечивает возможность утапливания кольцевых выступов 15 цанги в момент входа цанги 10 в кольцевую проточку гильзы пакера при соединении инструмента с пакером. Расстояние между нижней гранью кольца 9 и верхней гранью кольцевых выступов 15 цанги выбирается равным длине гильзы пакера. Настроечное кольцо 9 выполнено с отверстиями 16, расположенными в несколько рядов, что позволяет регулировать длину перемещения цанги 10 относительно кольцевой проточки гильзы пакера.

Инструмент работает следующим образом.

Инструмент на колонне труб спускается в скважину до упора настроечного кольца 9 инструмента в гильзу 17 пакера (см. фиг. 2). При спуске инструмента лепестки цанги 10 сжимаются, утапливаются в выемке 13 патрубка 1 и проскальзывают во внутреннюю полость гильзы 17 пакера. После упора настроечным кольцом 9 инструмента в гильзу 17 пакера, кольцевые выступы 15 цанги инструмента входят в кольцевую проточку 18, образованную гильзой 17 и замковой втулкой 19 пакера и разжимаются. При этом патрубок 1 инструмента, двигаясь вниз, подклинивает кольцевые выступы 15 цанги, не давая им возможности выйти из зацепления с пакером.

При разгрузке колонны бурильных труб на инструмент срезаются штифты 6 и патрубок 1 инструмента перемещается вниз относительно втулки 7 инструмента. При этом патрубок 1, перемещаясь вниз, подклинивает кольцевые выступы 15 цанги в кольцевой проточке 18 пакера, а нижней гранью упорного бурта 12 упирается во внутреннюю верхнюю часть кольцевых выступов 15 цанги.

При дальнейшей разгрузке колонны труб на инструмент срезаются штифты 8 и патрубок 1, двигаясь вниз и упираясь нижней гранью упорного бурта 12 в верхнюю внутреннюю часть кольцевых выступов 15 цанги, перемещает замковую втулку 19 пакера. Замковая втулка 19 пакера, перемещаясь вниз, упирается в нижнюю корпусную втулку 20 пакера и начинает толкать ее вниз вместе с нижним конусом 21 пакера, выводя конус 21 из-под шлипсов (не показано). Пакер расфиксирован и готов к извлечению из скважины.

Извлечение расфиксированного пакера осуществляется путем натяжения колонны труб. При этом патрубок 1, перемещаясь вверх (см. фиг. 3), вновь подклинивает кольцевые выступы 15 цанги в кольцевой проточке 18 пакера, и втулка 5 узла расфиксации инструмента, упираясь в нижний торец кольцевых выступов 15 цанги, толкает гильзу 17 пакера вверх. При движении гильзы 17 вверх происходит самораспускание уплотнительных элементов пакера и выход верхнего конуса пакера из-под шлипсов (не показано). Уплотнительные элементы и шлипсы получают возможность оторваться от внутренней поверхности эксплуатационной колонны и занять первоначальное (транспортное) положение.

При непопадании кольцевых выступов 15 цанги в кольцевую проточку 18 пакера необходимо извлечь инструмент, выкрутить штифты 8 из гнезд и вкрутить их в выше- или нижележащие отверстия (гнезда) 16.

При извлечении пакера не рекомендуется применять усилие выше рабочей величины, например, более 300 кН сверх веса труб.

В случае невозможности извлечения пакера и необходимости в отсоединении инструмента от пакера необходимо продолжить натяжение колонны труб вверх с усилием, превышающим рабочее (300 кН). При усилии, превышающем рабочее, например, при 450 кН, срезаются винты 4 и цанга 10 инструмента получает возможность выйти из зацепления с гильзой 17 пакера. При этом втулка 5 инструмента падает вниз и улавливается нижней частью втулки 3 (предотвращается загрязнение забоя, втулку 5 можно использовать многократно). После этого инструмент освобождается от пакера и поднимается на поверхность.

Расфиксированный (приведенный в транспортное положение) пакер вместе с инструментом поднимается на поверхность. При этом вытесняемая пакером задавочная жидкость, находящаяся в скважине, переливается из затрубного пространства за пакером и инструментом через отверстие 14 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.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для извлечения пакера. Обеспечивает повышение надежности работы устройства. Устройство состоит из патрубка, цанги и узла расфиксации. Инструмент снабжен втулкой, размещенной с возможностью перемещения относительно патрубка и жестко соединенной с цангой. На наружной поверхности втулки размещено настроечное кольцо с выполненными в нем рядами радиальных отверстий. Расстояние между нижней гранью настроечного кольца и верхними гранями кольцевых выступов цанги равно длине гильзы извлекаемого пакера. Патрубок снабжен дополнительным упорным буртом и выемкой, размещенной между упорным буртом и узлом расфиксации. Расстояния между нижней гранью упорного бурта и верхним концом выемки и узлом расфиксации должны быть не менее длины выемки. Форма и размер выемки ответно идентичны форме и размеру внутренней поверхности кольцевых выступов цанги. 3 ил.

Инструмент извлечения пакера, включающий патрубок, цангу и узлы расфиксации, отличающийся тем, что он снабжен втулкой, размещенной с возможностью перемещения относительно патрубка, и жестко соединенной с цангой, на наружной поверхности втулки размещено настроечное кольцо с выполненными в нем рядами радиальных отверстий, расстояние между нижней гранью настроечного кольца и верхними гранями кольцевых выступов цанги равно длине гильзы извлекаемого пакера, а патрубок снабжен дополнительным упорным буртом и выемкой, размещенной между упорным буртом и узлом расфиксации, причем расстояния между нижней гранью упорного бурта и верхним концом выемки и между нижним концом выемки и узлом расфиксации должны быть не менее длины выемки, форма и размер выемки ответно идентичны форме и размеру внутренней поверхности кольцевых выступов цанги.