ПАКЕР-ПОДВЕСКА ХВОСТОВИКА ЦЕМЕНТИРУЕМАЯ Российский патент 2021 года по МПК E21B23/02 E21B33/14 

Группа изобретений относится к области строительства нефтяных и газовых скважин, а именно к устройствам для крепления этих скважин хвостовиками обсадных колонн.

Пакер-подвеска хвостовика гидромеханическая с разъединением до цементирования предназначен для проведения спуска, подвешивания в предыдущей обсадной колонне, с дальнейшим цементированием (сплошное или манжетное), разъединения хвостовика от транспортировочной колонны, и герметичного разобщения межколонного пространства. Во время спуска хвостовика допускается вращение вправо. Наличие верхнего механического якоря исключает любое перемещение хвостовика после активации.

Пакер-подвеска хвостовика цементируемая включает следующие узлы и агрегаты: якорный узел, пакерный узел, установочный инструмент, воронку, подвесную пробку.

Пакер-подвеска хвостовика гидромеханическая цементируемая содержит извлекаемую и неизвлекаемую части. Неизвлекаемая часть включает корпус якорного узла, на котором смонтирован гидропривод якоря, пружинные кольцевые плашки, имеющие зубчатые насечки, конус с закладными шпонками. Корпус якоря соединен с муфтой узла герметизации, корпусом пакера с установленным верхним якорем, уплотнительной резинометаллической манжетой, конусом, толкателем и воронкой. Извлекаемая часть включает удлинитель, узел герметизации, гайку с левой резьбой, механизм вращения, выкидные кулачки для передачи веса транспортировочной колонны на торец воронки.

Уровень техники.

Известен патент RU № 198232. Особенности раскрываемой конструкции следующие.

Якорный узел выполнен в виде гидравлического цилиндра и плашек, Основной недостаток - сложность изготовления.

Манжета пакерного узла выполнена в виде полого резинового цилиндра, которое сжимается под действием осевой нагрузки и прижимается к стенкам предыдущей обсадной колонны.

Недостатком является малый срок службы уплотнения и низкая механическая прочность, т.к. резина имеет свойство быстро стареть и разрушаться.

Вращать при спуске нельзя, т.к. части устройства никак взаимно не фиксируются от отворота в месте соединения с левой резьбой.

Установочный инструмент выполнен с гидравлическим разъединением после цементирования. Основным недостатком является разъединение установочного инструмента от хвостовика после цементирования скважины, что существенно повышает риск нештатного завершения процесса цементирования, поскольку сначала закачивают цементную смесь и только потом разъединяют установочной инструмент. Отсутствует механизм аварийного разъединения. В случае неудачи указанной операции скважина подлежит только перебуриванию (бурению заново).

Известен патент RU № 2738052. Особенности раскрываемой конструкции следующие.

Якорный узел выполнен в виде гофрированной трубы, которая раздувается под действием давления подаваемую через спусковую колонну. Основной недостаток - сложность изготовления, повышенные требования к материалу гофры, при нештатном скачке давления в системе и раскрытии гофры, хвостовик невозможно поднять на верх.

Пакерный узел отсутствует. Недостатком является отсутствие герметизации головы хвостовика.

Установочный инструмент с механическим разъединением после цементирования. Основным недостатком является разъединение установочного инструмента от хвостовика после цементирования скважины (см. выше), потому что внутри остается зацементированный спусковой инструмент. Экономические потери в этом случае весьма существенные. Также к недостатку можно отнести отсутствие возможности вращения хвостовика при спуске в наклонно-направленные скважины, особенно в скважинах с интенсивным набором кривизны, что приводит к недостижению хвостовиком проектной глубины забоя и возникновению аварийных ситуаций.

Применение полой гофрированной трубы для якорения и пакеровки. Гофрированная труба раздувается при подаче давления подаваемую через спусковую колонну. Хвостовик такой конструкции обычно весит от 20-40 тонн. Используется тонкостенная труба из стали 20, которая не выдерживает такие нагрузки на растяжение. В приведенном документе применена внутренняя труба НКТ (насосно-компрессорная труба), но на ней тоже можно установить только очень легкий хвостовик. Эти конструкции обычно применяют с клином-отклонителем, а в качестве материала для подвески хвостовиков не годятся. Если по каким-то причинам сильно возрастет давление в системе и трубу «раздует», то данную подвеску уже невозможно будет извлечь.

Известна (патент RU № 2674781) пакер-подвеска хвостовика гидромеханическая цементируемая содержащая неизвлекаемую и извлекаемую части. Неизвлекаемая часть включает нижний переводник с установленной в нем спускаемой подвесной пробкой и соединенный через муфту с корпусом пакера-подвески, на котором последовательно смонтированы узел якоря и узел механического пакера с толкателем и нажимной втулкой. Извлекаемая часть включает узел разъединения транспортировочной колонны с пакером-подвеской хвостовика, узел кулачков привода нажимной втулки пакера, верхний переводник в виде разъемного патрубка, дополненного в верхней части муфтой, выполненной в свою очередь с возможностью разъемного присоединения пакера-подвески к транспортировочной колонне.

Особенности следующие.

Якорный узел выполнен в виде гидравлического цилиндра и плашек. Основной недостаток - сложность изготовления.

Манжета пакерного узла выполнена в виде полого резинового цилиндра, которое сжимается под действием осевой нагрузки и прижимается к стенкам предыдущей обсадной колонны. Недостатком является малый срок службы уплотнения, т.к. резина имеет свойство стареть и разрушаться.

Установочный инструмент с гидравлическим разъединением после цементирования с резервным механизмом отворота по левой резьбе. Основным недостатком является разъединение установочного инструмента от хвостовика после цементирования скважины, (см. выше).

Известно (патент RU 2424423 С1, опубл. 20.07.2011 г.) устройство для установки хвостовика обсадной колонны в скважине, включающее ступенчатый корпус, транспортировочную колонну для спуска хвостовика, связанную с корпусом, воронку снаружи корпуса, связанную с хвостовиком, грузонесущие упоры, связывающие корпус с воронкой, дифференциальную втулку, связанную с корпусом срезным элементом, фиксирующую грузонесущие упоры в их рабочем положении и имеющую возможность осевого перемещения под действием гидравлического давления.

В документе раскрывается механизм гидравлического разъединения с резервным механическим разъединением путем отвинчивания по левой резьбе. К недостаткам конструкции можно отнести отсутствие возможности вращения хвостовика при спуске в наклонно-направленные скважины, особенно в скважинах с интенсивным набором кривизны, что приводит к недостижению хвостовиком расчетной глубины забоя и возникновению аварийных ситуаций, а также невозможность в некоторых случаях создать необходимое давление в системе.

Известен патент GB 2401129А «Tool string having a hydraulic anchor and a hydraulic packer actuator» (https://worldwide.espacenet.com/patent/search/family/032469297/publication/ GB2401129A?q=pn%3DGB2401129A). В патенте раскрывается подвеска, существенные особенности следующие. Для компенсации выталкивающих сил используют гидравлический якорь на спусковой колонне. Для приведения пакера в действие используется выкидные кулачки с гидроприводом. В результате получена усложненная конструкция с большим применением гидравлики.

Известен патент № CN 106522868 A (https://worldwide.espacenet.com/patent/search/family/058335374/publication/CN106522868A?q=pn%3DCN106522868A).

Известна заявка № US 2018313179 A1 (https://worldwide.espacenet.com/patent/search/family/058630857/publication/US2018313179A1?q=pn%3DUS2018313179A1)

Общим недостатком является значительная сложность изготовления некоторых деталей.

Известен патент № 2521238. Особенности раскрываемой конструкции следующие. Описываются так называемые расширяющиеся подвески. Устанавливают их посредством подачи давления через спусковую колонну специальным инструментом. Сам корпус подвески изготовлен из пластичного материала и под действием перемещения конуса (дорна) на длину 1…2 метра корпус подвески расширяется (развальцовывается) и прилегает к стенкам предыдущей колонны. Такие подвески как правило применяют при установке безмуфтовых труб, т.е. в тех случаях, когда зазоры между стенками колонны и хвостовика составляют около 5 мм. Система очень сложная, капризная, требовательная к очень качественной подготовке места установки, к высокому качеству материалов изготовления корпусных деталей, и к надежности гидроагрегатов.

Известно (патент RU 2415254 С1 (опубл. 27.03.2011 г.)) устройство для установки хвостовика обсадной колонны, включающее составной корпус с уплотнительным и якорным узлом, толкателем уплотнительного узла, воронкой, связанной с толкателем, транспортировочную колонну и ствол с выдвижными кулачками, соединенный с транспортировочной колонной.

Якорный узел выполнен в виде гидравлического цилиндра и плашек.

В этих конструкциях манжета пакерного узла выполнена в виде полого резинового цилиндра, которое под действием осевой нагрузки сжимается в осевом направлении и расширяется в радиальном, прижимаясь к стенкам предыдущей обсадной колонны. Недостатком является малый срок службы уплотнения, т.к. резина имеет свойство стареть и разрушаться.

Установочный инструмент применен с гидравлическим разъединением после цементирования с резервным механизмом отвинчивания по левой резьбе. Основным недостатком является разъединение установочного инструмента от хвостовика после цементирования скважины.

Основной недостаток - сложность изготовления. Также можно считать недостатком отсутствие возможности вращения хвостовика при спуске в наклонно-направленные скважины, особенно в скважинах с интенсивным набором кривизны, что приводит к недостижению хвостовиком проектной глубины забоя и возникновению аварийных ситуаций.

Известен патент № WO 2004104370 А1 https://worldwide.espacenet.com/patent/search/family/033476893/publication/WO2004104370A1?q=pn%3DWO2004104370A1.Особенность конструкции состоит в принципе разъединения, в конструкции плашек и пакера.

Якорный узел выполнен в виде гидравлического цилиндра и плашек (шликеров). Основной недостаток - сложность изготовления.

Манжета пакерного узла выполнена в виде металлического кольца с установленными манжетами, которое раскрывается под действием конуса.

Основное описание в данном патенте это несколько вариантов установочного инструмента.

Первый вариант - это гидравлический установочный инструмент, якорение пакер-подвески и разъединение от нее происходит гидравлически, путем подачи давления через спусковую колонну, активация пакерного узла производится по средством подачи осевой нагрузки на воронку через нажимные кулачки. Также сверху воронки установлен шламоуловитель.

Второй вариант - это полностью гидравлический установочный инструмент. Т.е. якорение, разъединение и активация пакерного узла производится посредством подачи давления через спусковую колонну.

К основному недостатку гидравлической активации пакер-подвесок можно отнести то, что часто бывает невозможно создать необходимое давление в системе. В условиях низкотемпературного климата большее распространение находят механические системы, так как лебедка не так часто перемерзает, нежели гидроагрегаты.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности спуска обсадной колонны до заданной глубины, упрощения технологии изготовления, повышение приспособленности (адаптивности) к различным геологическим условиям.

Заявленный технический результат достигается благодаря приобретению возможности вращения хвостовика и проработки ствола скважины на разных режимах.

Заявленный технический результат достигается тем, что пакер-подвеска для установки хвостовика обсадной колонны в скважине содержит неизвлекаемую часть, включающую корпус якорного узла, на котором смонтирован гидропривод якоря, пружинные кольцевые плашки, имеющие зубчатые насечки, конус с закладными шпонками, корпус якоря соединен с муфтой узла герметизации, корпусом пакера с установленным верхним якорем, уплотнительной резинометаллической манжетой, конусом, толкателем и воронкой, и содержит извлекаемую часть в виде установочного инструмента, который включает удлинитель, узел герметизации, гайку с левой резьбой, механизм вращения, выкидные кулачки для передачи веса транспортировочной колонны на торец воронки.

Удерживающие кольцевые плашки якоря, выполнены в виде радиальной прорезной пружины с кольцевыми насечками и гидроприводом расположенном в нижней части якорного узла. Это обеспечивает более надежную фиксацию хвостовика в колонне при разгрузке веса за счет их полного прилегания, а также исключает вероятность зацепления плашками стенок колонны во время спуска и вращении хвостовика.

Манжета пакерного узла выполнена в виде обрезиненного металлического кольца с выступами для врезания в стенки скважины. С внутренней стороны кольца имеются проточки для снижения усилия трения при пакеровке, что уменьшает посадочную нагрузку. Кроме того, такая конструкция позволяет безопасно вращать хвостовик во время спуска, и допускает проведение промывки скважины при больших расходах жидкости. В заявленной конструкции получается уплотнение типа металл-металл, а резиновая часть служит только для начального удержания давления, компенсации шероховатости внутренней поверхности трубы и для заполнения небольших зазоров, что повышает герметичность и срок службы уплотнительной манжеты.

В известных устройствах этот узел выполнен в виде двух резиновых манжет - верхних и нижних. Устройство выглядит как резиновый полый цилиндр. Использование резиновых элементов негативно сказывается на сроке службы уплотнения, т.к. резина имеет свойство со временем достаточно быстро стареть и разрушаться.

Верхний якорный узел пакера выполнен в виде разрезной цанги с кольцевыми насечками и конуса. Это позволяет устанавливать хвостовики малой длины и веса, так как исключает любое осевое смещение хвостовика после установки.

Механизм вращения и разъединения хвостовика выполнен в виде плавающей гайки с левосторонней резьбой, установленной на корпусе. Вращающий момент на хвостовик передается через призматические шпонки и ключ, установленный на предохранительных срезных элементах, рассчитанных на заранее заданную осевую сжимающую нагрузку, а также выполненный подпружиненным. Это позволяет вращать хвостовик при спуске и разъединиться только после срабатывания узла якоря и создания осевой сжимающей нагрузки для среза предохранительных элементов и выхода призматических шпонок из зацепления с ключом и передачи крутящего момента на плавающую гайку с левосторонней резьбой.

В известных аналогах разъединение установочного инструмента от хвостовика происходит после цементирования скважины. Это существенно повышает риск нештатного завершения всего процесса, так как если в заявленной конструкции разъединение выполнено до закачки цементной смеси в скважину и вследствие этого есть уверенность, что установочный инструмент удастся успешно извлечь по завершении цементирования, то в известных аналогах сначала закачивают цементную смесь и только потом разъединяют установочной инструмент путем повышения давления до 200 атм. При этом в практике случается, что такое давление не может быть достигнуто цементировочными агрегатами или подвесная пробка не села в седло посадочной муфты (отсутствует сигнал «СТОП»). В этом случае приходится рассоединять, откручиванием аварийно, используя гайку с левой резьбой. Такая процедура, включающая повышение давления и последующее отворачивание, значительно ограничена во времени, т.к. цемент быстро твердеет, и в обстановке реальной полевой работы процедуру зачастую не успевают выполнить. В случае неудачи указанной операции скважина подлежит только перебуриванию, потому что внутри остался зацементирован спусковой инструмент. Экономические потери в этом случае весьма существенные.

Разъединение установочного инструмента от хвостовика с сохранением герметичности происходит до закачивания цементного раствора в скважину за счет наличия узла герметизации, который также иногда называется противовыталкивающим механизмом. Силовые упоры в транспортном положении убраны (установлены) в канавку тела подвески, а следовательно, хвостовика, и масса хвостовика компенсирует выталкивающую силу от давления создаваемого при прокачке цементного раствора.

Узел герметизации выполнен в виде металлического корпуса с установленными упорами с параметрами, рассчитанными, чтобы выдерживать давление продавливания цементного раствора, но не выдерживать веса хвостовика при натяжении транспортировочной колонны. Таким образом, даже при попадании шлама или кольматанта в проточки для выхода упоров, они не могут полностью сойтись, перейти в транспортное положение, т.е. скрыться в габариты корпуса и освободить инструмент. При повышении усилия натяжении колонны, упоры срезаются и освобождают установочный инструмент. Это позволяет извлечь установочный инструмент даже при попадании шлама или кольматанта в проточку для выхода упоров.

Приняты следующие условные обозначения.

1 - корпус якорного узла.

2 - гидропривод якоря.

3 - пружинные кольцевые плашки.

4 - конус.

5 - закладные шпонки.

6 - муфта узла герметизации.

7 - корпус пакера.

8 - верхний якорь.

9 - уплотнительная резинометаллическая манжета.

10 - конус.

11 - толкатель.

12 - воронка.

13 - удлинитель.

14 - узел герметизации.

15 - подвесная пробка.

16 - гайка с левой резьбой.

17 - механизм вращения.

18 - выкидные кулачки.

19 - кольцевой гидроцилиндр.

20 - срезной предохранительный элемент - фиксатор, рассчитанным на заданное давление.

21 - держатель.

22 - отверстие для подачи бурового раствора.

23 - кольцевые зубья.

24 - пазы.

25 - конусом.

26 - разжимная цанга.

27 - толкатель.

28 - фиксатор.

29 - срезные предохранительные винты.

30 - уплотнительные кольца.

31 - внутреннее кольцо уплотнительной резинометаллической манжеты.

32 - выступы.

33 - резиновое покрытие.

34 - проточки.

35 - корпус с продольными пазами.

36 - призматические шпонки.

37 - муфта.

38 - ключ.

39 - срезные винты.

40 - пружина

41 - упорный подшипник.

42 - переходная муфта.

43 - держателе

44 - корпус нажимного блока.

45 - упоры.

46 - шток с кольцевой проточкой.

47 - муфта подвесной пробки.

48 - транспортировочная колонна.

Изобретение поясняется следующими чертежами.

На фиг. 1 изображена пакер-подвеска хвостовика в сборе, общий вид.

На фиг. 2 - узел якоря пакер-подвески хвостовика, неизвлекаемая часть, продольный разрез.

На фиг. 3 - пружинные кольцевые плашки.

На фиг. 4 - узел пакера, продольный разрез.

На фиг. 5 - уплотнительная манжета продольный разрез.

На фиг. 6 - установочный инструмент, извлекаемая часть, продольный разрез.

Устройство и принцип действия.

Пакер-подвеска хвостовика гидромеханическая цементируемая (фиг. 1) содержит неизвлекаемую и извлекаемую части. Неизвлекаемая часть (фиг. 2, 4) включает корпус якорного узла 1, на котором смонтирован гидропривод якоря 2, пружинные кольцевые плашки 3, имеющие зубчатые насечки, конус 4 с закладными шпонками 5. Корпус якоря 1 соединен с муфтой узла герметизации 6, корпусом пакера 7 с установленным верхним якорем 8, уплотнительной резинометаллической манжетой 9, конусом 10, толкателем 11 и воронкой 12. В корпусе 1 установлена подвесная пробка 15. Извлекаемая часть (фиг. 6) включает удлинитель 13, узел герметизации 14, гайку с левой резьбой 16, механизм вращения 17, выкидные кулачки 18 для передачи веса транспортировочной колонны на торец воронки 12.

Узел якорного узла пакер-подвески хвостовика (фиг. 2) содержит кольцевой гидроцилиндр 19, зафиксированный срезным элементом 20, рассчитанным на предварительно заданное давление, держатель 21, пружинные кольцевые плашки 3, конус 4 с закладными шпонками 5 препятствующими вращению хвостовика при разъединении. Корпус якорного узла имеет отверстие 22 для подачи бурового раствора к гидроцилиндру 19. Якорь вместе с гидроприводом якоря составляют якорный узел (фиг. 2).

Пружинные кольцевые плашки (фиг. 3) выполнены в виде радиальной прорезной пружины. С одной стороны имеются кольцевые зубья 23. Пазы 24 выполнены по окружности в шахматном порядке, что позволяет кольцевой плашке 3 расходится в радиальном направлении, полностью прижимаясь к стенкам предыдущей обсадной колонны под действием гидроцилиндра 19. Пазы рассчитаны таким образом, чтобы не перекрывать кольцевой зазор между стенками колонны и пакер-подвеской.

Узел пакера (фиг. 4) состоит из корпуса 7 с установленным верхним якорем 8, конусом 25, уплотнительной резинометаллической манжетой 9, зафиксированной от осевого смещения разжимной цангой 26, конуса 10 размещенном, в исходном положении, под манжетой 9, толкателя 27 с фиксатором 28, срезных предохранительных винтов 29, уплотнительных колец 30, воронки 12.

Уплотнительная резинометаллическая манжета (фиг. 5) состоит из внутреннего кольца 31, выполненного из пластичного металла и гуммирована резиной. На наружной поверхности кольца имеются выступы 32 для удержания резины 33 и врезания в стенки предыдущей обсадной колонны. С внутренней стороны кольца 31 имеются проточки 34 для уменьшения контактной площади между кольцом 31 и конусом 10 и снижения силы трения и как следствие уменьшение посадочной нагрузки при пакеровке.

Установочный механический инструмент с возможностью вращения при спуске и разъединением до цементирования (фиг. 6) состоит из корпуса 35 с продольными пазами, в которые установлены призматические шпонки 36. На корпусе 35 установлена гайка с левой резьбой 16, которую вкручивают в корпус пакера 7.С одной стороны гайка 16 упирается в торец муфты 37, с другой стороны имеется зазор (предусмотрено свободное пространство) между ключом 38 и торцом гайки 16 для ее выхода при отвороте (откручивании). Ключ 38 зафиксирован срезными винтами 39 от осевого перемещения, также по внутреннему диаметру имеются продольные пазы для установки на призматические шпонки с целью передачи крутящего момента на корпус пакера 7. На корпусе 35 установлена пружина 40, для создания возвратного хода ключа 38 и удержания упорного подшипника 41 в сжатом состоянии. Упорным элементом при разгрузке веса транспортировочной колонны является переходная муфта 42. В держателе 43 установлены выкидные подпружиненные кулачки 18, размещенные в корпусе нажимного блока 44, установленным на транспортировочной колонне 48. К муфте 37 присоединен узел герметизации 14, зафиксированный от осевого перемещения при помощи упоров 45 до момента поднятия установочного инструмента и выхода упоров 45 в кольцевую проточку штока 46. Ограничителем хода служит муфта подвесной пробки 47.

Пакер-подвеска хвостовика работает следующим образом.

Во время спуска хвостовика в скважину, в случае возникновения препятствий, опасности прихвата и, как следствие, не дохода хвостовика до проектного предполагаемого места забоя, производят вращение хвостовика вправо с расхаживанием (т.е. с многократным подъемом и опусканием колонны вверх и вниз, с или без ее вращения) амплитудой 4 - 10 метров. Если режим механической проработки ствола скважины недостаточен для дальнейшего спуска хвостовика, то производят интенсивную промывку буровым раствором с вращением колонны, для удаления образовавшихся «сальников» или обвалов стенок скважины. Момент вращения передается через транспортировочную колонну 48, корпус 35, призматические шпонки 36, ключ 38, корпус пакера 7, муфту узла герметизации 6, корпус узла якоря 1, соединенного с хвостовиком. После спуска хвостовика на заданную глубину и промывки скважины в транспортировочную колонну опускают шар от посадочной муфты (на чертежах не показана) и производят его прокачку до герметичной посадки в срезное седло посадочной муфты. В колонне повышают давление, которое через радиальное отверстие 22 передают на гидроцилиндр 19. Происходит срез элемента 20 и перемещение пружинных кольцевых плашек 3 по конусу 4 якорного узла до соприкосновения со стенками предыдущей обсадной колонны. Для проверки срабатывания якорного узла производят разгрузку веса на крюке буровой на 15 тонн больше, чем вес хвостовика и подвешивают хвостовик в обсадной колонне. Сбрасывают давление до атмосферного.

Для отсоединения посадочного инструмента создают осевую нагрузку достаточную для среза винтов 39, осевого перемещения корпуса узла разъединения 35 до упора подшипника 41 в ключ 38 и выхода призматических шпонок 36 из продольных пазов ключа 38. Не снимая осевой нагрузки, производят вращение транспортировочной колонны вправо. При этом гайка с левой резьбой 16 начинает вращаться и выходит из зацепления с корпусом пакера 7. Таким образом, происходит разъединение посадочного инструмента от хвостовика до начала процесса цементирования скважины.

В колонне поднимают давление достаточное для среза седла посадочной муфты и инициирования циркуляции бурового раствора. Производят закачку расчетного объема цементного раствора с пуском верхней цементировочной пробки, которая идет по посадочному инструменту, далее стыкуется с подвесной пробкой 15 в подвеске, повышением давления в колонне срезают предохранительный винт, удерживающий подвесную пробку 15, далее, пробки, перемещаясь совместно по хвостовику, вытесняют цементный раствор в заколонное пространство до посадки пробок в седло посадочной муфты (сигнал «СТОП»). По окончании процесса цементирования и проверки работы обратных клапанов транспортировочную колонну 48 приподнимают до выхода кулачков 18 из воронки 12. При этом муфта подвесной пробки 47 упирается в торец корпуса узла герметизации 14, упоры 45 попадают в проточку штока 46 и узел герметизации извлекают из пакер-подвески.

Транспортировочную колонну 48 разгружают. При этом кулачки 18 упираются в торец воронки 12, предохранительные винты 29 разрушаются, толкатель 27 с конусом 10 начинают перемещаться в осевом направлении, взаимодействуя с верхним якорем 8. Как только плашки верхнего якоря 8 разойдутся в радиальном направлении под действием конуса 25, до соприкосновения со стенками предыдущей обсадной колонны, конус 10 заходит под манжету 9, раскрывая ее в радиальном направлении и герметично прижимая к стенкам предыдущей обсадной колонны. При этом фиксатор 28 не позволяет толкателю 27 и воронке 12 вернуться в исходное положение.

Транспортировочную колонну 48 с установочным инструментом приподнимают до полного выхода из пакер-подвески и производят срез верхней пачки цементного раствора путем интенсивной промывки.

Устройство промышленно применимо, поскольку может быть изготовлено в условиях мелко- и крупносерийного производства на промышленной базе.

Заявлена пакер-подвеска хвостовика гидромеханическая цементируемая. Техническим результатом является повышение надежности спуска обсадной колонны до заданной глубины, упрощения технологии изготовления, повышение приспособленности (адаптивности) к различным геологическим условиям. Пакер-подвеска хвостовика гидромеханическая цементируемая включает извлекаемую и неизвлекаемую части. Извлекаемая часть включает удлинитель, узел герметизации, гайку с левой резьбой, механизм вращения, выкидные кулачки для передачи веса транспортировочной колонны на торец воронки. Неизвлекаемая часть включает корпус якорного узла, на котором смонтирован гидропривод якоря, пружинные кольцевые плашки, имеющие зубчатые насечки, конус с закладными шпонками. Корпус якоря соединен с муфтой узла герметизации, корпусом пакера с установленным верхним якорным узлом, уплотнительной резинометаллической манжетой, конусом, толкателем и воронкой. Удерживающие кольцевые плашки якоря выполнены в виде радиальной прорезной пружины с кольцевыми насечками. Манжета пакерного узла выполнена в виде обрезиненного металлического кольца с выступами для врезания в стенки скважины и удержания резины. Верхний якорный узел пакера выполнен в виде разрезной цанги с кольцевыми насечками. Механизм вращения и разъединения хвостовика выполнен в виде плавающей гайки с левосторонней резьбой. Узел герметизации выполнен в виде металлического корпуса с установленными упорами. 4 н. и 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Пакер-подвеска хвостовика гидромеханическая цементируемая включает извлекаемую и неизвлекаемую части,

причем извлекаемая часть включает удлинитель, узел герметизации, гайку с левой резьбой, механизм вращения, выкидные кулачки для передачи веса транспортировочной колонны на торец воронки,

причем неизвлекаемая часть включает корпус якорного узла, на котором смонтирован гидропривод якоря, пружинные кольцевые плашки, конус с закладными шпонками, муфту узла герметизации, корпус пакера с установленным верхним якорем, уплотнительную резинометаллическую манжету, конус, толкатель и воронку;

указанный корпус якорного узла соединен с муфтой узла герметизации, корпусом пакера с установленным верхним якорным узлом, уплотнительной резинометаллической манжетой, конусом, толкателем и воронкой,

отличающаяся тем, что

- удерживающие кольцевые плашки якоря выполнены в виде радиальной прорезной пружины с кольцевыми насечками и гидроприводом, расположенным в нижней части якорного узла;

- манжета пакерного узла выполнена в виде обрезиненного металлического кольца с выступами для врезания в стенки скважины и удержания резины;

- верхний якорный узел пакера выполнен в виде разрезной цанги с кольцевыми насечками и конуса;

- механизм вращения и разъединения хвостовика выполнен в виде плавающей гайки с левосторонней резьбой, установленной на корпусе;

- узел герметизации выполнен в виде металлического корпуса с установленными упорами с прочностными параметрами, рассчитанными таким образом, чтобы выдерживать давление продавливания цементного раствора, но не выдерживать веса хвостовика при натяжении транспортировочной колонны.

2. Пакер-подвеска по п. 1, отличающаяся тем, что в механизме вращения и разъединения хвостовика передача вращающего момента на хвостовик выполнена через призматические шпонки и подпружиненный ключ, установленный на предохранительных срезных элементах, рассчитанных на заранее заданную осевую сжимающую нагрузку.

3. Пакер-подвеска по п. 1, отличающаяся тем, что с внутренней стороны обрезиненного металлического кольца имеются проточки.

4. Пакер-подвеска хвостовика гидромеханическая цементируемая включает извлекаемую и неизвлекаемую части,

причем неизвлекаемая часть включает корпус якорного узла, на котором смонтирован гидропривод якоря, пружинные кольцевые плашки, конус с закладными шпонками, муфту узла герметизации, корпус пакера с установленным верхним якорем, уплотнительную резинометаллическую манжету, конус, толкатель и воронку;

указанный корпус якоря соединен с муфтой узла герметизации, корпусом пакера с установленным верхним якорным узлом, уплотнительной резинометаллической манжетой, конусом, толкателем и воронкой,

отличающаяся тем, что удерживающие кольцевые плашки якоря выполнены в виде радиальной прорезной пружины с кольцевыми насечками и гидроприводом, расположенным в нижней части якорного узла.

5. Пакер-подвеска хвостовика гидромеханическая цементируемая включает извлекаемую и неизвлекаемую части,

причем извлекаемая часть включает удлинитель, узел герметизации, гайку с левой резьбой, механизм вращения, выкидные кулачки для передачи веса транспортировочной колонны на торец воронки,

отличающаяся тем, что

механизм вращения и разъединения хвостовика выполнен в виде установленной на корпусе плавающей гайки с левосторонней резьбой, с передачей вращающего момента на хвостовик через призматические шпонки и ключа, установленного на предохранительных срезных элементах, рассчитанных на заранее заданную осевую сжимающую нагрузку, а также выполненного подпружиненным.

6. Пакер-подвеска хвостовика гидромеханическая цементируемая включает извлекаемую и неизвлекаемую части,

причем извлекаемая часть включает удлинитель, узел герметизации, гайку с левой резьбой, механизм вращения, выкидные кулачки для передачи веса транспортировочной колонны на торец воронки,

отличающаяся тем, что узел герметизации выполнен в виде металлического корпуса с установленными упорами с прочностными параметрами, рассчитанными таким образом, чтобы выдерживать давление продавливания цементного раствора, но не выдерживать веса хвостовика при натяжении транспортировочной колонны.