ГИДРАВЛИЧЕСКИ УСТАНАВЛИВАЕМЫЙ РАЗБУРИВАЕМЫЙ ПАКЕР Российский патент 2018 года по МПК E21B33/12 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к разбуриваемому пакеру двустороннего действия (ПДРГ-82x50) и инструменту его гидравлической установки (ИУП-ПДРГ-82х50) в обсадной колонне труб с целью герметизации пространства обсадной колонны под пакером и над ним для проведения цементирования скважины, ремонтных и изоляционных работ в ней.

Известен гидравлически устанавливаемый пакер для установки в кольцевом пространстве ствола скважины, содержащий шпиндель с внутренним каналом, пакерующий элемент, расположенный на шпинделе, поршень с двумя поршневыми камерами и пространство байпаса, RU №2574635 C2, Е21B 33/12, 2016.02.10.

Известен гидромеханический пакер, включающий полый вал с радиальными каналами, гидроцилиндр с поршнем, соединенный с конусом, разрезную цангу с якорем, уплотнительное кольцо, запорное устройство, соединенное с полым валом срезным элементом, RU №78515 U1, Е21B 33/12, 2008.11.27; RU №54393 U1, Е21В 33/12, 2006.06.27; RU №52607 U1, Е21В 33/12, 2006.04.10; RU №2235850 C1, Е21B 33/12, 2004.09.10.

Известна пакерная система с гидравлическим устанавливающим устройством, включающая пакерное устройство, состоящее из корпуса, верхних раздвижных и нижних разламывающихся шлипсов, и установочное устройство, состоящее из корпуса, полого вала, имеющего возможность перемещения вдоль оси системы, цанги, размещенной в нижней части полого вала, и запорного устройства, RU №38823 U1, Е21B 33/12, 2004.07.10; RU №20535 U1, E21B 33/12, 2001.11.10; RU №20534 U1, E21B 33/12, 2001.11.10; RU №20533 U1, E21B 33/12, 2001.11.10.

Известно устройство для гидравлической установки пакера, состоящее из корпуса, полого вала, имеющего возможность перемещения вдоль оси корпуса, цанги, размещенной в нижней части полого вала, и запорного устройства, RU №38824 U1, Е21В 33/12, 2004.07.10.

Известные пакеры и гидравлические установочные устройства для них имеют индивидуальные конструктивные выполнения.

Известен гидравлически устанавливаемый разбуриваемый пакер, содержащий пакерное устройство, включающее полый вал, на котором установлены плашки, клинья, разламывающие упорные кольца, уплотнитель и пружинный фиксатор, и запорное устройство, размещенное в нижней его части, содержащий установочное устройство, включающее собственный полый вал, уплотнительный блок, и включающий переводник, RU №84913 U1, E21B 33/12, 20.07.2009.

Данное техническое решение принято в качестве ближайшего аналога настоящего изобретения.

Установочное устройство ближайшего аналога имеет собственный полый вал, соединенный с пакерным устройством с помощью блокиратора. Блокиратор навинчен на прижим пружинного фиксатора установленного на полом валу пакерного устройства и содержит механический якорный узел, при этом механический якорный узел соединен с тормозным блоком, установленным на собственном полом валу с возможностью осевого перемещения по нему.

Наличие блокиратора увеличивает эксплуатационные возможности установочного устройства ближайшего аналога, но возможности регулирования рабочего давления при проведении установочных работ в нем не предусмотрены.

Кроме того, в ближайшем аналоге гидромеханическая установка не позволяет проведение установочных и ремонтных работ в скважине без осевых перемещений колонны.

В основу настоящего изобретения положено решение задачи, позволяющей сократить время установки разбуриваемого пакера и проведения цементирования скважины, ремонтных и изоляционных работ в ней, расширить эксплуатационные возможности установочного устройства.

Технический результат настоящего изобретения заключается в обеспечении проведения установочных работ за одну спускоподъемную операцию за счет выполнения установочного устройства в виде гидравлического усилителя и возможности проведения гидравлической установки, как в вертикальных, так и в горизонтальных скважинах, а также за счет установленных на полом валу гильз, в осуществлении установки пакерного устройства при сверхмалых давлениях за счет размещения в установочном устройстве не меньше двух гильз и в возможностях дальнейшего гидравлического регулирования установочного давления, соединения и разъединения пространства под и над пакерным устройством для проведения цементирования скважины, ремонтных и изоляционных работ в ней.

Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что гидравлически устанавливаемый разбуриваемый пакер содержит пакерное устройство, включающее корпус и полый вал. На полом валу установлены разламывающие плашки, клинья, разламывающие упорные кольца, уплотнитель, пружинный фиксатор и запорное устройство, размещенное в нижней его части. Пакер содержит установочное устройство, включающее собственный полый вал, уплотнительный блок. Пакер включает переводник.

Установочное устройство содержит верхнюю и среднюю гильзы и нижнюю гильзу с седлом.

Гильзы установлены на собственном полом валу. Полый вал выполнен с наконечником.

Гильзы сопряжены с винтами.

Установочное устройство содержит гидравлический усилитель, состоящий из упоров, плунжеров, цилиндра и толкателя с возможностью перемещения по поверхности цилиндра.

На упорах установлены плунжеры.

Упоры расположены на собственном полом валу, соединены посредством резьбы с наконечником через полый вал и связаны с переводником через переходник.

В переходнике установлена опорная втулка, сопряженная с верхней, средней и нижней гильзами винтами с возможностью срезания последних.

При этом при повышении установочного давления плунжеры и толкатель имеют возможность осуществлять перемещение пружинного фиксатора пакерного устройства по полому валу до разламывающихся плашек и его запакеровки посредством уплотнителя.

При этом при дальнейшем повышении регулируемого давления в установочном устройстве происходит срезание винтов и соединение верхней, средней и нижней гильз, перемещающихся до упора в собственный полый вал и тем самым происходит защита поверхностей упоров и плунжеров и также до перемещения седла нижней гильзы с шариком до упора в наконечник для открытия проходного канала и возможности проведения цементирования скважины, ремонтных и изоляционных работ в ней.

Кроме того, в установочном устройстве установлены дополнительные средние гильзы с плунжерами и упорами при необходимости дальнейшего регулирования установочного давления.

Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «новизна».

За счет реализации отличительных признаков изобретения (в совокупности с признаками, указанными в ограничительной части формулы) достигаются важные новые свойства объекта.

Наличие гидравлического усилителя и проведение чисто гидравлической установки пакера и выполнение на полом валу трех гильз обеспечивают проведение установочных работ за одну спускоподъемную операцию, что сокращает время установки разбуриваемого пакера и проведения цементирования скважины, ремонтных и изоляционных работ в ней.

Наличие гильз позволяет осуществлять гидравлическое регулирование установочного давления, что расширяет эксплуатационные возможности установочного устройства.

Заявителю не известны какие-либо публикации, которые содержали бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат. В связи с этим, по мнению заявителя, можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняется чертежами:

на фиг. 1 – Гидравлически устанавливаемый разбуриваемый пакер (разрез);

на фиг. 2 - Пакерное устройство (разрез);

на фиг. 3 - Установочное устройство (разрез).

Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображены:

Пакерное устройство - 1

Корпус (устройства 1) - 2

Запорное устройство (в корпусе 2) - 3

Полый вал (устройства 1) - 4

Разламывающие плашки (на валу 4) - 5

Клинья (на валу 4) - 6

Разламывающиеся упорные кольца -7

Уплотнитель (на валу 4) - 8

Пружинный фиксатор (на валу 4) - 9

Установочное устройство - 10

Переводник (устройства 10) - 11

Переходник (устройства 10) - 12

Собственный полый вал (устройства 10) - 13

Уплотнительный блок (вала 13) - 14

Упоры (на валу 13) - 15

Плунжеры (на упорах 15) - 16

Цилиндр (соединен с валом 13) - 17

Толкатель (перемещается по поверхности цилиндра 17) - 18

Винты (толкателя 18) - 19

Наконечник (соединен с валом 13) - 20

Гильза верхняя - 21

Гильза средняя - 22

Гильза нижняя – 23

Седло (в гильзе 23) - 24

Втулка опорная (в переходнике 12) - 25

Винты (для связи втулки 25 с седлом 24 гильзы 23) - 26

Винты (для связи втулки 25 с гильзами 21, 22, 23) - 27

Гидравлически устанавливаемый разбуриваемый пакер содержит пакерное устройство 1, включающее корпус 2, полый вал 4, на котором установлены разламывающие плашки 5, клинья 6, разламывающиеся упорные кольца 7, уплотнитель 8 и запорное устройство 3, размещенное в нижней его части. Гидравлически устанавливаемый разбуриваемый пакер содержит установочное устройство 10, включающее собственный полый вал 13, уплотнительный блок 14. Гидравлически устанавливаемый разбуриваемый пакер содержит переводник 11.

Установочное устройство 10 содержит верхнюю 21 и среднюю 22 гильзы и нижнюю 23 гильзу с седлом 24.

Гильзы 21, 22, 23 установлены на собственном полом валу 13. Полый вал 13 выполнен с наконечником 20.

Гильзы 21, 22, 23 сопряжены с винтами 27.

Установочное устройство 10 содержит гидравлический усилитель, состоящий из упоров 15, плунжеров 16, цилиндра 17 и толкателя 18 с возможностью перемещения по поверхности цилиндра 17.

На упорах 15 установлены плунжеры 16.

Упоры 15 расположены на собственном полом валу 13, соединены посредством резьбы с наконечником 20 через полый вал 4 и связаны с переводником 11 через переходник 12.

В переходнике 12 установлена опорная втулка 25, сопряженная с верхней 21, средней 22 и нижней 23 гильзами винтами 27 с возможностью срезания последних.

При этом при повышении установочного давления плунжеры 16 и толкатель 18 имеют возможность осуществлять перемещение пружинного фиксатора 9 пакерного устройства 1 по полому валу 4 до разламывающихся плашек 5 и его запакеровки посредством уплотнителя 8.

При этом при дальнейшем повышении регулируемого давления в установочном устройстве 10 происходит срезание винтов 26 и соединение верхней 21, средней 22 и нижней 23 гильз, перемещающихся до упора в собственный полый вал 13 и тем самым происходит защита поверхностей упоров 15 и плунжеров 16, и также перемещение седла 24 нижней гильзы 23 с шариком до упора в наконечник 20 для открытия проходного канала и возможности проведения цементирования скважины, ремонтных и изоляционных работ в ней.

В установочном устройстве могут быть установлены дополнительные средние гильзы с плунжерами и упорами при необходимости дальнейшего регулирования установочного давления и путем подбора количества и диаметра срезных элементов.

Установка гидравлически устанавливаемого разбуриваемого пакера.

Присоединяют пакерное устройство 1 к установочному устройству 10.

При спуске пакерного устройства 1 в скважину на необходимую глубину заполнение установочного устройства 10 жидкостью происходит через открытый цанговый клапан 3.

После промывки в колонну труб, на которых спускается пакерное устройство 1, бросается шарик, который перекрывает внутреннее отверстие установочного устройства 10. После чего подается рабочее давление. Под действием рабочего давления плунжеры 16 и толкатель 18 перемещают полый вал 4 с пружинным фиксатором 9 до плашек 7 и уплотнитель 8 до запакеровки пакерного устройства 1.

При повышении рабочего давления происходит срезание винтов 27 и, свинченные между собой верхней 21, средней 22 и нижней 23 гильзами, они перемещаются до упора в собственный полый вал 13, что защищает полость цилиндра 17 для последующей работы.

При дальнейшем повышении рабочего давления происходит срезание винтов 26, после чего седло 24 с шариком перемещается до упора в наконечник 20 и открывает канал для проведения цементирования скважины или ремонтных и изоляционных работ в ней.

Проверяют герметичность посадки по затрубью и при отсутствии утечек - пакерное устройство 1 готово к работе.

Проводят закачку технологической жидкости под пакерное устройство 1.

После проведения цементирования скважины или ремонтных и изоляционных работ в ней поднимают установочное устройство 10 при срезании винтов 19 толкателя 18.

При подъеме установочного устройства 10 цанговый клапан 3 перемещается в закрытое положение.

Предложенный гидравлически устанавливаемый разбуриваемый пакер изготовлен промышленным способом на заводе «Измерон» и проведение опытных испытаний обусловливает, по мнению заявителя, его соответствие критерию «промышленная применимость».

Предложенный гидравлически устанавливаемый разбуриваемый пакер позволяет сократить время установки разбуриваемого пакера и проведения цементирования скважины, ремонтных и изоляционных работ в ней, расширить эксплуатационные возможности установочного устройства.

Изобретение относится к пакерам. Техническим результатом является обеспечение проведения установочных работ за одну спускоподъемную операцию. Гидравлически устанавливаемый разбуриваемый пакер содержит пакерное устройство, включающее корпус, полый вал, на котором установлены разламывающиеся плашки, клинья, разламывающие упорные кольца, уплотнитель и пружинный фиксатор и запорное устройство, размещенное в нижней его части, содержащий установочное устройство, включающее собственный полый вал, уплотнительный блок, и включающий переводник. Установочное устройство содержит не меньше трех гильз. Верхняя и средняя гильзы и нижняя гильза с седлом установлены на собственном полом валу, выполненном с наконечником, и сопряжены с винтами. Установочное устройство содержит гидравлический усилитель, состоящий из цилиндра, толкателя с возможностью перемещения по поверхности цилиндра, упоров, связанных между собой резьбой, и плунжеров, установленных на упорах. Упоры расположены на собственном полом валу, соединены посредством резьбы с наконечником через полый вал и связаны с переводником через переходник. В переходнике установлена опорная втулка, сопряженная с верхней, средней и нижней гильзами винтами с возможностью их срезания. При повышении установочного давления плунжеры и толкатель перемещают пружинный фиксатор по полому валу до разламывающихся плашек и его запакеровки. При дальнейшем повышении регулируемого давления происходит срезание винтов, соединение верхней, средней и нижней гильз и перемещение их до упора в собственный полый вал и также перемещение седла нижней гильзы с шариком до упора в наконечник, обеспечивающее открытие проходного канала. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Гидравлически устанавливаемый разбуриваемый пакер, содержащий пакерное устройство, включающее корпус, полый вал, на котором установлены разламывающиеся плашки, клинья, разламывающие упорные кольца, уплотнитель и пружинный фиксатор и запорное устройство, размещенное в нижней его части, содержащий установочное устройство, включающее собственный полый вал, уплотнительный блок, и включающий переводник, отличающийся тем, что установочное устройство содержит не меньше трех гильз, а именно как минимум верхнюю и среднюю гильзы и нижнюю гильзу с седлом, установленные на собственном полом валу, выполненном с наконечником, и сопряженные с винтами, установочное устройство содержит также гидравлический усилитель, состоящий из цилиндра, толкателя с возможностью перемещения по поверхности цилиндра, упоров, связанных между собой резьбой, и плунжеров, установленных на упорах, которые расположены на собственном полом валу, соединены посредством резьбы с наконечником через полый вал и связаны с переводником через переходник, в котором установлена опорная втулка, сопряженная с верхней, средней и нижней гильзами винтами с возможностью срезания последних, при этом при повышении установочного давления плунжеры и толкатель имеют возможность осуществить перемещение пружинного фиксатора пакерного устройства по полому валу до разламывающихся плашек и его запакеровки посредством уплотнителя, а при дальнейшем повышении регулируемого давления происходит срезание винтов, соединение верхней, средней и нижней гильз и перемещение их до упора в собственный полый вал, обеспечивающие защиту поверхностей упоров и плунжеров, и также перемещение седла нижней гильзы с шариком до упора в наконечник, обеспечивающее открытие проходного канала и возможности проведения цементирования скважины, ремонтных и изоляционных работ в ней.

2. Гидравлически устанавливаемый разбуриваемый пакер по п. 1, отличающийся тем, что в установочном устройстве установлены дополнительные средние гильзы с плунжерами и упорами при необходимости дальнейшего регулирования установочного давления.