ПАКЕР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ Российский патент 2004 года по МПК E21B33/12 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к пакерующим устройствам, и может быть использовано при ремонте скважин.

Известен пакер, содержащий полый ствол с радиальными каналами, уплотнительные элементы, упорное кольцо и конус, снабженные хвостовиками и образующие со стволом камеру, связанную с полостью ствола, плашки и жестко связанную с упорным кольцом обойму с окнами для размещения плашек (а.с. SU № 800339, Е 21 В 33/12, оп. 1981 г.) (1).

Недостатком известного пакера является низкая надежность работы пакера, так при создании давления внутри пакера одновременно с перемещением плашек происходит сжатие уплотнительных элементов, которые при перемещении колонны труб с пакером вниз, повреждаются об обсадную колонну. Причем, в виду отсутствия фиксаторов перемещений плашек и уплотнительных элементов после установки пакера возможно перемещение плашек и уплотнительных элементов, что может привести к разгерметизации пакера. Кроме того, пакер имеет ограниченное применение из-за перекрытия центрального канала сбросным шаром, а также в известном пакере отсутствует механизм расфиксации сжатия уплотнительных элементов и плашек.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому пакеру технологическому является пакер типа ПН-ЯГМ, содержащий ствол манжеты, конусы, обоймы плашек, поршень, муфты, упор и срезной клапан. (Е.И.Бухаленко, В.Е.Бухаленко. Оборудование и инструмент для ремонта скважин. - М.: Недра, 1991, с. 254) (2).

Недостатком известного пакера является низкая надежность работы, так как отсутствие фиксаторов при создании рабочих перепадов давления в скважине могут изменить положение пакера относительно эксплуатационной колонны и разгерметизировать манжету. Повторное фиксирование пакера и герметизацию манжеты создать невозможно из-за срезки штифтов, фиксирующих седло на корпусе, и выпадения седла и шара клапана.

Кроме того, снятие пакера после длительного времени путем прямого натяжения колонны подъемных труб является проблематичным и занимает много времени. В этом случае, как правило, выходит из строя манжета.

Задачей настоящего изобретения является повышение надежности работы пакера.

Сущность настоящего изобретения заключается в том, что известный пакер технологический, содержащий ствол с центральным каналом, конус, манжету, обойму с плашками, зафиксированный срезным элементом нижний поршень, подпоршневая полость которого соединена с центральным каналом ствола, верхнюю и нижнюю муфты, упор и срезной клапан, соединенный с нижней частью ствола, согласно изобретения, дополнительно содержит фиксаторы перемещений плашек и деформации манжеты, резьбовую втулку, установленную на стволе, корпусную втулку, установленную коаксиально на резьбовой втулке и соединенную с ней верхним пружинным кольцом, при этом резьбовая втулка оснащена верхним поршнем и шлицами в верхней ее части, в верхней муфте выполнены ответные продольные пазы под шлицы, в конусе установлено нижнее пружинное кольцо, а в нижней части корпусной втулки выполнен ответный кольцевой паз под нижнее пружинное кольцо, причем резьбовая втулка соединена со стволом при помощи левой резьбы.

На чертеже представлен предлагаемый пакер технологический в разрезе. Пакер технологический содержит ствол 1 с центральным осевым каналом, нижний поршень 2, установленный на стволе 1 и зафиксированный срезным винтом 3 относительно нижнего цилиндра 4, нижнюю муфту 5, обойму с плашками 6, конус 7, манжету 8, упор 9, фиксаторы перемещений 10 плашек 6 и деформации манжеты 8, срезной винт 11, срезной клапан 12 с седлом под сбросной элемент, соединенный с нижней частью пакера, резьбовую втулку 13, верхний цилиндр с буртом 14, верхнее пружинное кольцо 15, нижнее пружинное кольцо 16, корпусную втулку 17, выполненную с уступом под конус 7, уплотнительные кольца 18, верхнюю муфту 19, причем резьбовая втулка 13, установленная на стволе на левой резьбе 20, в верхней ее части оснащена шлицами 21, входящими в пазы 22, выполненные в верхней муфте 19, под нижним поршнем 2 выполнена подпоршневая камера 23, соединенная радиальным каналом 24 с центральным каналом ствола 1, корпусная втулка 17 установлена на резьбовой втулке 13 коаксиально относительно нее и оснащена в верхней ее части верхним поршнем 25, на внутренней поверхности конуса 7 выполнен паз 26 под нижнее пружинное кольцо 16, а на наружной поверхности резьбовой втулки 17, в нижней ее части выполнен ответный паз 28. Пакер технологический работает следующим образом. Пакер спускают на трубах в скважину на заданную глубину. Для установки пакера внутрь труб с устья скважины сбрасывают шар, который падает в седло срезного клапана 12 и перекрывает его проходное сечение. Внутри труб создается давление, которое передается через канал 24 на поршень 2, и при достижении предельного давления происходит срезка винта 3, поршень 2, перемещаясь вверх, надвигает обойму с плашками 6 на конус 7. В этом случае плашки 6 получают радиальное перемещение до их внедрения в эксплуатационную колонну. Перемещение плашек 6 фиксируется нижним фиксатором 10. По достижению расчетного давления внутри труб происходит срезка штифтов срезного клапана 12 и шар вместе с седлом выпадает на забой. При необходимости ниже пакера может быть установлена ловушка для шара и седла срезного клапана 12, которая может быть извлечена.

Для разобщения пространства выше и ниже пакера производят разгрузку колонны труб на пакер. В этом случае пакер опирается на эксплуатационную колонну через плашки 6 и происходит сжатие манжеты 8 вдоль оси, манжета 8, расширяясь, герметизирует стык, образованный пакером и колонной. При этом происходит фиксирование сжатой манжеты 8 при помощи верхнего фиксатора перемещений 10.

После установки пакера могут быть проведены технологические работы (по закачке, промывке, гидроразрыву т.д.)

Снятие пакера производят вращением вправо по часовой стрелке колонны труб на устье. При этом происходит срезка винта 11, вращение верхней муфты 19 вместе через шлицевое соединение (шлицы 20-ответные пазы 21) с резьбовой втулкой 13. В результате резьбовая втулка 13, вращаясь по левой резьбе 20 ствола 1, перемещается вверх. Одновременно перемещается вверх также корпусная втулка 17, увлекаемая резьбовой втулкой 13 через пружинное кольцо 15, причем поршень 25, расположенный на резьбовой втулке 13, перемещаясь по цилиндру 14, обеспечивает герметичность внутренней полости пакера относительно внешних перепадов давлений.

После перемещений корпусной втулки с буртом 17 на 20-30 мм фиксатор перемещений верхний 10 и упор 9 освобождают манжету 8 от состояния сжатия на указанную величину перемещения.

При последующем вращении вправо происходит перемещение резьбовой втулки 13 с корпусной втулкой 17 вверх, кольцевой паз 27 втулки 17 совмещается с кольцевым пазом 26 конуса 7. Пружинное кольцо нижнее 16 фиксирует конус 7 с втулкой 17 и конус 7 также перемещается вверх, освобождая от поджатия обойму с плашками 6.

Последующее расхаживание колонны вместе с пакером в направлении вверх-вниз легко за короткое время обеспечивает возврат плашек 6 и манжеты 8 в исходное положение и надежный съем и извлечение пакера.

Заявляемый пакер технологический позволяет обеспечить надежную установку, безаварийный съем и извлечение его из скважины за короткое время.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к пакерующим устройствам, и может быть использовано при ремонте скважин. Технический результат–повышение надежности работы пакера. Пакер технологический содержит ствол с центральным каналом, конус, манжету, обойму с плашками, зафиксированный срезным элементом нижний поршень, подпоршневая полость которого соединена с центральным каналом ствола, верхнюю и нижнюю муфты, упор и срезной клапан, соединенный с нижней частью ствола, фиксаторы перемещений плашек и деформации манжеты, резьбовую втулку, установленную на стволе, корпусную втулку, установленную коаксиально на резьбовой втулке и соединенную с ней верхним пружинным кольцом. Резьбовая втулка оснащена верхним поршнем и шлицами в верхней ее части, в верхней муфте выполнены ответные продольные пазы под шлицы. В конусе установлено нижнее пружинное кольцо, а в нижней части корпусной втулки выполнен ответный кольцевой паз под нижнее пружинное кольцо. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Пакер технологический, содержащий ствол с центральным каналом, конус, манжету, обойму с плашками, зафиксированный срезным элементом нижний поршень, подпоршневая полость которого соединена с центральным каналом ствола, верхнюю и нижнюю муфты, упор и срезной клапан, соединенный с нижней частью ствола, отличающийся тем, что он дополнительно содержит фиксаторы перемещений плашек и деформации манжеты, резьбовую втулку, установленную на стволе, корпусную втулку, установленную коаксиально на резьбовой втулке и соединенную с ней верхним пружинным кольцом, при этом резьбовая втулка оснащена верхним поршнем и шлицами в верхней ее части, в верхней муфте выполнены ответные продольные пазы под шлицы, в конусе установлено нижнее пружинное кольцо, а в нижней части корпусной втулки выполнен ответный кольцевой паз под нижнее пружинное кольцо.2. Пакер по п.1, отличающийся тем, что резьбовая втулка соединена со стволом при помощи левой резьбы.