ПАКЕР Российский патент 2003 года по МПК E21B33/12 

Изобретение относится к технике и технологии подземного ремонта скважин, а именно к устройствам для разобщения межтрубного кольцевого пространства при водоизоляции и обработке призабойной зоны, гидроразрывов пластов, освоении и других работах в газовых, нефтяных и водяных скважинах.

Известен пакер, состоящий из двух подвижных частей: патрубка с двумя муфтами и пакерующими элементами (манжетами) и сальниковой коробки с удлинителем /1/.

Однако данный пакер не обеспечивает создание инверторного (обходного) потока жидкости при обработке призабойной зоны скважины.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является пакер ПШ, состоящий из корпуса, конуса, плашек, пакерующего элемента (манжеты), упоров и патрубка с центратором и замком /2/.

Недостатком данного пакера является то, что он используется с применением якоря, который опирается на стенку эксплуатационной колонны в скважине, увеличение пакерующего элемента (манжеты) по диаметру и сжатие его по высоте для герметизации кольцевого пространства (разобщение) обеспечивается за счет нагрузки, создаваемой массой колонны труб. При извлечении пакера на поверхность в момент подъема инструмента плашки якоря при контакте с эксплуатационной колонной способствуют быстрому ее износу (появлению дефекта, негерметичности и т.п.). Кроме того, он не обеспечивает создание инверторного потока жидкости при обработке призабойной зоны скважины.

Целью настоящего изобретения является создание инверторного потока жидкости в скважине для обработки ее призабойной зоны обратной циркуляцией.

Поставленная цель достигается тем, что в известном пакере, состоящем из полого корпуса, пакерующего элемента и упоров, согласно изобретению внутри корпуса над пакерующим элементом размещен рычажный поршень со срезной втулкой и с запорным шаром, рычаги поршня соединены шарнирно с зубчатыми рейками, в стенке полого корпуса или внутри его в виде трубок выполнены продольные обводные каналы с входом и выходом соответственно выше и ниже пакерующего элемента, при этом обводные каналы снабжены обратными клапанами на входе или выходе или одновременно на входе и выходе потока жидкости.

На фиг. 1 представлен общий вид пакера в продольном разрезе, на фиг.2 - вид А в разрезе (вариант обводного канала в стенке полого корпуса).

Пакер (фиг. 1) состоит из полого корпуса 1, внутри которого размещен рычажный поршень 2 со срезными штифтами 3, удерживающими срезную втулку 4. Рычаги 5 соединены шарнирно с зубчатыми рейками 6, нижние концы которых взаимодействуют с пружинами 7, расположенными в верхнем подвижном упоре 8, под которым расположен пакерующий элемент (манжета) 9.

Нижний упор 10 пакерующего элемента (манжеты) 9 фиксируется на корпусе 1 левой резьбой. Обводные каналы 11 выполнены в стенке корпуса 1 с входом выше и выходом ниже пакерующего элемента 9. Обводные каналы 11 обеспечены обратными клапанами 12, которые могут быть предусмотрены на входе или выходе или одновременно на входе и выходе потока жидкости.

Обводные каналы 11 могут быть выполнены в виде самостоятельных трубок и размещены внутри корпуса 1.

Сравнение предлагаемого технического решения с прототипом позволяет установить соответствие критерию "новизна".

Предлагаемый пакер работает следующим образом.

После спуска пакера на насосно-компрессорных трубах (НКТ) или других трубах в скважину к месту его установки в эксплуатационной колонне 13 опускается в НКТ запорный шар 14 и создается гидравлическое расчетное давление по НКТ на рычажный поршень 2, который, перемещаясь вниз в корпусе 1, посредством рычагов 5 и зубчатых реек 6, передает усилие на верхний упор 8, приводя в осевое сжатие и радиальное расширение по диаметру пакерующий элемент (манжету) 9 до соединения с эксплуатационной колонной 13, обеспечивая разобщение и герметизацию межтрубного пространства. Затем расчетным гидравлическим давлением на рычажный поршень 2 открывается канал связи в полости пакера при срезе срезных штифтов 3 и выпадении на забой в зумпф срезной втулки 4 и запорного шара 14.

Создается гидравлическое давление в затрубье. Поток жидкости по обводным каналам 11 пакера поступает в призабойную зону скважины и возвращается по НКТ на устье, очищает (обрабатывает) призабойную зону от шлама, а при замене жидкости большей плотности на меньшую или пену обеспечивается вызов притока газа из пласта в скважину.

При необходимости пакер извлекается на поверхность. Освобождение пакерующего элемента (манжеты) 9 от контакта с колонной 13 осуществляется поворотом НКТ вправо, при этом нижний упор 10 с левой резьбой обеспечивает возвращение пакерующего элемента 9 в осевом направлении в начальное положение. Этот момент фиксируется по показаниям на ГИВе увеличением веса НКТ до фактического.

Наличие в пакере обводных каналов с обратными клапанами позволяет обеспечивать инверторный (обратный) поток жидкости в скважине и обработку ее призабойной зоны методом обратной циркуляции.

Конструкция предлагаемого пакера позволяет его использовать при обработке пласта кислотой и при других различных технологических операциях.

Источники информации
1. Басарыгин Ю. М. и др. Ремонт газовых скважин. М.: "Недра", 1998, с 132.

2. Будников В.Ф., Макаренко П.П., Юрьев В.А. Диагностика и капитальный ремонт обсадных колонн в нефтяных и газовых скважинах. М.: "Недра", 1997 г., с. 44.

Изобретение относится к технике и технологии подземного ремонта скважин. Технический результат - создание инверторного (обратного) потока жидкости в скважине для обработки ее призабойной зоны обратной циркуляцией. Пакер состоит из полого корпуса, пакерующего элемента (манжеты) и упоров. Внутри корпуса над пакерующим элементом размещен рычажный поршень со срезной втулкой и с запорным шаром, рычаги поршня соединены шарнирно с зубчатыми рейками, в стенке полого корпуса или внутри него в виде трубки выполнены продольные обводные каналы с входом и выходом соответственно выше и ниже пакерующего элемента. Обводные каналы снабжены клапанами на входе или на выходе или одновременно на входе и выходе потока жидкости. 2 ил.

Пакер, состоящий из полого корпуса, пакерующего элемента и упоров, отличающийся тем, что внутри корпуса над пакерующим элементом размещен рычажный поршень со срезной втулкой и с запорным шаром, рычаги поршня соединены шарнирно с зубчатыми рейками, в стенке полого корпуса или внутри него в виде трубок выполнены продольные обводные каналы с входом и выходом соответственно выше и ниже пакерующего элемента, при этом обводные каналы снабжены обратными клапанами на входе или выходе или одновременно на входе и выходе потока жидкости.