ПАКЕР ГЕОФИЗИЧЕСКИЙ МНОГОРАЗОВОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ Российский патент 2004 года по МПК E21B33/12 

Изобретение относится к нефтегазодобывяющей промышленности и используется при геофизических исследованиях нефтяных и газовых скважин.

Известно пакерующее устройство глубинного расходомера, состоящего из винтовой пары с упорами, ребер, кольца и пакерующей оболочки, верхняя часть которой соединена с корпусом при помощи фиксатора, выполненного в виде подпружиненной гайки /1/.

Недостатком данного пакерующего устройства является низкая надежность эластичной пакерующей оболочки при многократном открытии пакера и отсутствие фиксации положения прибора при открытом пакере.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является электромеханический пакер на кабеле-канате, состоящий из полого корпуса с радиальными каналами, установленного на корпусе уплотнительного элемента с верхним и нижним фланцами, расположенного под уплотнительным элементом толкателя, конуса с размещенными на нем шлипсами и электропривода, установленного над уплотнительным элементом, с винтовой парой винт-гайка с пазом, которая через палец и тягу соединена с толкателем, причем палец имеет возможность перемещения в пазу гайки /2/.

Недостатками известного пакера являются его большие габариты, так как ввиду малого расширения резины уплотнительного элемента диаметр последнего должен быть первоначально большим для возможности перекрытия обсадной колонны, что не позволяет использовать его при спуске исследовательских приборов через лубрикатор. Кроме того, размещение электропривода над пакерующим элементом снижает возможность использования этого пакера с исследовательскими приборами, так как перекрывает циркуляцию через прибор, который расположен над пакером.

Целью настоящего изобретения является уменьшение габаритов пакера при сохранении надежного многоразового перекрытия ствола скважины пакерующими элементами и расширение возможности работы с исследовательскими приборами.

Поставленная цель достигается тем, что уплотнительный элемент пакера выполнен в виде секторов, половина из которых шарнирно соединены с полым корпусом и рычагом с подпружиненной втулкой, а вторая половина секторов расположены ниже первых с возможностью перекрытия пакеруемого пространства, шарнирно соединены с втулкой-толкателем и рычагом с подпружиненной ходовой гайкой, кроме этого электропривод расположен под пакерующим элементом, а шлипсы установлены на секторах уплотнительных элементов.

На чертеже привешена схема предлагаемого пакера геофизического многоразового использования.

Пакер состоит из полого корпуса 1 с радиальными каналами А, в нижней части которого расположен электропривод 2.

Верхние сектора, например четыре сектора, уплотнительного элемента 3 (для упрощения изображения на чертеже показан один) со шлипсами 4 шарнирно соединены с полым корпусом 1 и рычагом 5 с втулкой 6, подпираемой пружиной 7.

Количество секторов уплотнительного элемента определяется конструктивно при изготовлении.

В нижней части полого корпуса 1 расположена втулка-толкатель 8. Четыре нижних сектора уплотнительного элемента 9 (дня упрощения изображения на чертеже показан один) установлены с возможностью перекрытая пакеруемого пространства и шарнирно соединены с втулкой-толкателем 8 и рычагом 10 с ходовой гайкой 11, составляющей винтовую пару с ходовым винтом 12. Втулка-толкатель 8 снабжена упором 13, между которым и ходовой гайкой 11 установлена пружина 14, и пальцем 15, расположенным в пазу В ходовой гайки 11.

Пакер геофизический многоразового использования работает следующим образом.

Предлагаемый пакер соединяют муфтой Б со спускаемым прибором и каротажным кабелем (не показаны), на котором его спускают в скважину через лубрикатор, установленный на устье (не показан).

При выходе прибора в исследуемый участок скважины подают питание на электропривод 2.

При вращении ходового винта 12 ходовая гайка 11, перемещаясь в пазах полого корпуса 1, через палец 15 поднимает втулку-толкатель 8 с установленными на ней секторами уплотнительного элемента 9 и рычагами 10.

При движении вверх упор 13 втулки-толкателя 8 упирается во втулку 6 и, сжимая пружину 7, через шарнирный рычаг 5 раскрывает верхние секторы уплотнительного элемента 3 до упора их шлипсов 4 в стенку скважины. При этом втулка-толкатель 8 становится в свое верхнее положение в полом корпусе 1, сохраняя секторы уплотнительного элемента 9 сложенном состоянии. Обеспечивается надежная установка прибора в заданном участке скважины, так как уплотнительные сектора 3 перекрывают четвертую часть проходного сечения и не происходит срыв прибора под воздействием напора исследуемого флюида до надежного сцепления шлипсов 4 со стенкой скважины.

При дальнейшем движении вверх ходовая гайка 11, сжимая пружину 14, перемещается относительно втулки-толкателя 8 на длину паза В, равную необходимому ходу для раскрытия секторов уплотнительного элемента 9, распирая их рычагом 10. При этом сектора уплотнительного элемента 9 полностью перекрывают пакеруемое пространство, располагаясь в промежутках между раскрытыми секторами 3.

Для подъема пакера или установке его на другом исследуемом участке включают электропривод в обратном направлении и при движении ходовой гайки 11 и втулки-толкателя 8 вниз происходит складывание секторов уплотнительного элемента в обратном порядке.

Разделение уплотнительного элемента на секторы, разнесенные в сложенном виде на разной высоте пакера с возможностью совмещения их и перекрытием всего пакеруемого пространства в раскрытом положении, позволяет значительно уменьшить габариты пакера при сохранении надежного многоразового перекрытия ствола уплотнительными элементами.

Расположение электропривода под уплотнительными элементами позволяет осуществлять циркуляцию исследуемого флюида через радиальные каналы в верхней части полого корпуса и присоединенный сверху прибор, что расширяет возможности исследования скважин.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и используется при геофизических исследованиях нефтяных и газовых скважин. Технический результат - уменьшение габаритов пакера при сохранении надежного многоразового перекрытия ствола скважины пакерующими элементами и расширение возможности работы с исследовательскими приборами. Пакер состоит из полого корпуса с радиальными каналами, уплотнительного элемента, втулки-толкателя, шлипсов и электропривода с винтовой парой винт-гайка, соединенной с втулкой-толкателем пальцем, расположенным в пазу гайки. Уплотнительный элемент выполнен в виде секторов, половина из которых шарнирно соединена с полым корпусом и рычагом с подпружиненной втулкой, а вторая половина секторов расположена ниже первых с возможностью перекрытия пакеруемого пространства, шарнирно соединена с втулкой-толкателем и рычагом с подпружиненной ходовой гайкой. Электропривод расположен под пакерующим элементом, а шлипсы установлены на секторах уплотнительных элементов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Пакер геофизический многоразового использования, состоящий из полого корпуса с радиальными каналами, уплотнительного элемента, втулки-толкателя, шлипсов и электропривода с винтовой парой винт-гайка, соединенной с втулкой-толкателем и пальцем, расположенным в пазу гайки, отличающийся тем, что уплотнительный элемент выполнен в виде секторов, половина из которых шарнирно соединена с полым корпусом и рычагом с подпружиненной втулкой, а вторая половина секторов расположена ниже первых с возможностью перекрытия пакеруемого пространства, шарнирно соединена с втулкой-толкателем и рычагом с подпружиненной ходовой гайкой.2. Пакер по п. 1, отличающийся тем, что электропривод расположен под уплотнительным элементом, а шлипсы установлены на секторах уплотнительных элементов.