Пакер гидравлический двуствольный Российский патент 2021 года по МПК E21B33/12 

Изобретение относится к оборудованию для нефтегазовой промышленности и может быть использовано для разобщения межтрубного пространства при эксплуатации скважин электропогружным насосным оборудованием.

Известен двуствольный пакер с проходом кабеля, содержащий силовой кабель, внешний и внутренний стволы, вставленные один в другой и скрепленные между собой с образованием внутреннего кольцевого пространства, шарнирно-разъемный узел герметизации, включающий уплотнительные элементы с каналами для силового кабеля и трубки для закачки химреагентов, гидравлический привод, состоящий из поршня и цилиндра, толкатель, пакерный и якорный узлы. Поршень гидравлического привода установлен с возможностью осевого перемещения и снабжен наружной упорной резьбой. На внутренней поверхности нижней части цилиндра, установленного неподвижно, выполнен паз, в котором размещена разрезная гайка с ответной упорной резьбой, взаимодействующей с поршнем. Гидравлический привод расположен между узлом герметизации и толкателем, опирающимся сверху на пакерный узел (патент РФ №2592925, опубликован 27.07.2016).

Известен двуствольный пакер (Twin Seal Electric Submersible Pump Packer, каталог «Packer Systems», Baker Hughes, с. 78), содержащий два ствола, соединенные сверху муфтой, уплотнительные элементы, якорь, состоящий из конусов, плашек и кожуха, гидравлический привод.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении надежности установки пакера гидравлического двуствольного в скважине.

Указанный технический результат достигается в пакере гидравлическом двуствольном, состоящем из двух стволов, соединенных сверху муфтой, уплотнительных элементов, якоря, содержащего конусы, плашки и кожух, гидравлического привода, причем уплотнительные элементы, конусы якоря и поршень гидравлического привода выполнены с отдельными проходными отверстиями для установки в них стволов пакера, при этом, согласно изобретению, в дополнительном проходном отверстии уплотнительного элемента, размещенного между якорем и гидравлическим приводом, установлен шток, верхний конец которого размещен в глухом отверстии нижнего конуса якоря, а нижний конец – в глухом отверстии поршня гидравлического привода, причем верхний конец штока установлен с возможностью перемещения внутри глухого отверстия нижнего конуса якоря при определенной сжимающей нагрузке.

На фиг. 1 приведена схема пакера гидравлического двуствольного, на фиг. 2 – местный разрез.

Пакер состоит из двух стволов 1 и 2, соединенных сверху при помощи муфты 3, в проходные отверстия которой вкручены верхние концы указанных стволов 1 и 2. Ствол 2 имеет меньший диаметр и предназначен для размещения силового кабеля. Пакер содержит якорь, состоящий из верхнего 4 и нижнего 5 конусов, плашек 6 и кожуха 7, уплотнительный элемент 8 и гидравлический привод, содержащий корпус 9, внутри которого размещен поршень 10, в отдельных проходных отверстиях которого установлены стволы 1 и 2. Поршень 10 соединен с упорным кольцом 11, размещенным под уплотнительным элементом 8. Корпус 9 соединен с упорным кольцом 11 при помощи срезных элементов 12. Внутри корпуса 9 размещен храповик 13, упорная резьба которого взаимодействует с ответной упорной резьбой на наружной поверхности поршня 10. Стволы 1 и 2 проходят через отдельные проходные отверстия конусов 4 и 5, уплотнительного элемента 8 и поршня 10. Конусы 4 и 5 связаны с кожухом 7 при помощи срезных винтов, соответственно 14 и 15.

Для обеспечения герметичности при перепаде давления сверху-вниз, а также защиты якоря от присыпания механическими примесями во время работы пакера в скважине, в верхней части пакера установлен верхний уплотнительный элемент 16, содержащий отдельные проходные отверстия, через которые проходят стволы 1 и 2.

В дополнительном проходном отверстии уплотнительного элемента 8, размещенного между якорем и гидравлическим приводом, размещен шток 17 (фиг. 2), верхний конец которого установлен в глухом отверстии нижнего конуса 5 якоря, а нижний конец – в глухом отверстии поршня 10 гидравлического привода. Причем верхний конец штока 17 установлен с возможностью перемещения вверх внутри глухого отверстия нижнего конуса 5 при определенной сжимающей нагрузке, а в исходном положении верхний конец штока 17 зафиксирован от перемещения при помощи упорной шайбы 18, установленной в глухом отверстии нижнего конуса 5. Шток 17 своим выступом 19 упирается в упорную шайбу 18.

Муфта 3, уплотнительные элементы 8 и 16, конусы 4 и 5 и поршень 10 содержат дополнительные проходные каналы для установки трубки для закачки химреагентов, линий управления или другого вспомогательного оборудования (на фиг. не показаны).

Пакер работает следующим образом.

Пакер спускают в скважину на колонне труб на требуемую глубину. Пакер устанавливают в скважине гидравлическим способом подачей в колонну насосно-компрессорных труб жидкости под давлением, которая через радиальные отверстия 20 в стволе 1 поступает в полость гидравлического привода и приводит в движение вверх поршень 10, усилие от которого передается упорному кольцу 11, при достижении необходимого усилия срезные элементы 12 срезаются, и поршень 10 с упорным кольцом 11 перемещаются вверх относительно корпуса 9. Далее усилие через шток 17 передается нижнему конусу 5, кожуху 7, верхнему конусу 4 и верхнему уплотнительному элементу 16, в результате происходит сжатие верхнего уплотнительного элемента 16. После достижения определенной нагрузки срезаются винты 15 и 14, плашки 6 якоря выдвигаются в радиальном направлении до соприкосновения со стенками обсадной колонны – происходит установка якоря. При достижении определенной сжимающей нагрузки упорная шайба 18, на которую упирается шток 17 своим выступом 19 (фиг. 2), разрушается, и верхний конец штока 17 перемещается вверх внутри глухого отверстия нижнего конуса 5 якоря, упорное кольцо 11 сжимает при этом уплотнительный элемент 8 – происходит герметизация межтрубного пространства скважины (на фиг. не показано). Таким образом, наличие штока 17 обеспечивает при установке пакера совместное перемещение поршня 10, уплотнительного элемента 8 и нижнего конуса 5, что позволяет последовательно передать осевое усилие сначала на верхний уплотнительный элемент 16, якорь и только затем, при достижении определенной нагрузки, – на уплотнительный элемент 8, исключая тем самым сжатие уплотнительного элемента 8 до зацепления плашек 6 якоря со стенками обсадной колонны, что предотвращает потерю сжимающего усилия на верхний уплотнительный элемент 16 и якорь, таким образом повышается надежность установки пакера. При помощи храповика 13 происходит фиксация положения поршня 10 относительно корпуса 9, тем самым удерживая пакер в рабочем положении.

Перевод пакера в транспортное положение осуществляют натяжением колонны труб.

Изобретение относится к оборудованию для нефтегазовой промышленности и может быть использовано для разобщения межтрубного пространства при эксплуатации скважин электропогружным насосным оборудованием. Пакер гидравлический двуствольный состоит из двух стволов, соединенных сверху муфтой, уплотнительных элементов, якоря, содержащего конусы, плашки и кожух, гидравлического привода. Уплотнительные элементы, конусы якоря и поршень гидравлического привода выполнены с отдельными проходными отверстиями для установки в них стволов пакера. В дополнительном проходном отверстии уплотнительного элемента, размещенного между якорем и гидравлическим приводом, установлен шток, верхний конец которого размещен в глухом отверстии нижнего конуса якоря, а нижний конец – в глухом отверстии поршня гидравлического привода. Верхний конец штока установлен с возможностью перемещения внутри глухого отверстия нижнего конуса якоря при определенной сжимающей нагрузке. Технический результат заключается в повышении надежности установки пакера в скважине. 2 ил.

Пакер гидравлический двуствольный, состоящий из двух стволов, соединенных сверху муфтой, уплотнительных элементов, якоря, содержащего конусы, плашки и кожух, гидравлического привода, причем уплотнительные элементы, конусы якоря и поршень гидравлического привода выполнены с отдельными проходными отверстиями для установки в них стволов пакера, отличающийся тем, что в дополнительном проходном отверстии уплотнительного элемента, размещенного между якорем и гидравлическим приводом, установлен шток, верхний конец которого размещен в глухом отверстии нижнего конуса якоря, а нижний конец – в глухом отверстии поршня гидравлического привода, причем верхний конец штока установлен с возможностью перемещения внутри глухого отверстия нижнего конуса якоря при определенной сжимающей нагрузке.