Пакерующее устройство Советский патент 1984 года по МПК E21B33/12 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к скважинным пакерующим устройствам, используемым при эксплуатации скважин дпя разобщения ствола скважины.

По основному авт.св. № 768937 известно пакерующееустройство, включающее установочную муфту и пакер, состоящий из ствола с головкой, обоймы с кулачками, уплотнительного элемента, опорного кольца, который с целью повышения надежности работыпакера, облегчения его установки и срыва снабжен втулкой, концентрично установленной относительно головки и связанной с ней срезными элементами, причем кулачки установлены с возможностью взаимодействия со втулкой и головкой пакера .11.

Однако в промысловой практике бывает необходимо, используя разъединитель лифтовых труб, установленный над пакером, поднять трубы с надпакерным оборудованием (например, для его ремонта I, оставив пакер на месте и перекрыв проход ствола пакера или используя обратный клапан или клапан-отсекатель, присоединенные к ... стволу пакера или лифтовым трубам вблизи него. В этом случае разгруженный от лифтовых труб ствол с перекрытым проходом под действием подпакерного давления может вместе с головкой, сместиться вверх, и тогда кулачки под действием своих пружин войдут в обойму, освободив пакер от якорения в установочной муфте. Подпакерным давлением пакер будет вытолкнут из установочной муфты, пакеровка будет нарушена. Таким образом, применение устройства функционально ограничено в связи со снижением надежности его работы при перекрытии ствола пакера или полости лифтовых труб вблизи пакера.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в пакерующем устройстве на головке пакера выполнены ступенчатые пазы, а на втулке-секторные йыступы для размещения в пазах головки.

На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое пакерующее устройство перед пакеровкой, общий вид на фиг. 2 - то же, после пакеровки и замыкания пакера в установочной муфте; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг.1 на фиг. 4 - раз.рез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 - головка со ступенчатьпии пазами, на фиг. 6-развертка половины цилиндрической поверхности головки со сту пенчатыми пазами и положением секторных уступов втулки в пазах на различных стадиях пакеровки и якopeния на фиг., 7 - втулка с секторными уступамк в сборе с обоймой.

Пакерующее устройство содержит установочную муфту 1 и пакер, содержащий ствол 2 с головкой 3 и установленные подвижно на стволе обойму 4, свинченную со втулкой 5, уплотнитель 6 и опорное кольцо 7. Снизу на стволе навинчена муфта 8, к которой подвешивают хвостовик. Обойма имеет окна 9 , в которых размещены кулачки 10 с пружинами 11, поддерживающими кулачки в утопленном состоянии.

Установочная муфта 1 выполнена с внутренним опорным выступом 12 и выточкой 13 над ним. Торцы выточки выполнены в виде наклонных фасок 14.

Головка 3 выполнена с симметрично расположенными на ее цилиндрической части ступенчатыми пазами 15, каждый из которых имеет глубокую .часть 16 с нижней ступенькой 17 и Г елкую часть 18 с верхней ступенькой 19. Сверху обе части паза открыты.

Втулка 5 выполнена с внутрь направленными секторными выступами 20, входящими в фигурные пазы головки.

Срезные винты 21 фиксируют втулку с обоймой относительно головки в положении, когда конусная часть головки находится над кулачками, а секторные выступы 20 - внизу глубокой части 16 фигурных пазов 15 в положении а .

Срезной винт 22 фиксирует на стволе 2 опорное кольцо 7.

При спуске пакера в скважину и достижении им установочной муфты 1 опорное кольцо 7 садится на опорный выступ 12 и тогда, при нагружении пакера весом лифтовых труб, срезается винт 22, ствол продвигается вниз, а .вес труб через головку 3, винты 21, втулку 5 и обойму 4 передается на уплотнитель б, деформируя его и пакеруя в установочной муфте.

При дальнейшем нагружении пакера весом труб срезаются винты 21, после чего головка 3 со стволом 2 продвигается вниз и, поскольку обойма с кулачками, опирающаяся на уплотнитель, стоит на месте, головка своей конической частью переводит кулачки 10 в раздвинутое положение, а нижним торцом 23 опирается на внутренний торец 24 обоймы 4, передавая вес труб (через обойму уплотнителю 6, окончательно пакеруя скважину. При этом секторные выступы 20 втулки 5 перемещаются в глубокой части 16 паза головки из положения о в нижней части паза В- положение 6 в верхней части паза Раздвинутые кулачки 10 входят при этом в выточку 13 муфты 1 и якорят пакер в установочной муфте 1. В этом положении осуществляется эксплуатация скважины, когда не предусматривается перекрытие ствола пакера. В случае высокого подпакерного давления. после незначительного перемещения па кера вверх, кулачки 10 своими фасками 25 упираются в фаску 14 установоч ной муфты 1 и дальнейшее продвижение пакера вверх становится невозможным, поскольку схождению кулачков препятствует головка 3. Подъем пакера из скважины при такой эксплуатации осуществляется простым подъемом труб и при этом вначале с трубами вверх движется ствол 2 с головкой 3, при подъеме которой секторные выступы 20 втулки 5 скользят по глубокому пазу из верхнего положения Б в нижнее по ложение а, а в обойме освобождается .пространство, в которое под действием пружин 11 возвращаются в утопленное положение кулачки 10, после чего они не препятствуют подъему пакера. При эксплуатации скважины, когда пре дусматривается возможность перекры тия при необходимости ствола пакера и рассоединения лифтовых труб над пакером, после пакеровки и якорения производят замыкание пакера в установочной муфте путем поворота лифтовых труб против часовой стрелки (влево ). При повороте труб пакер частично разгружают от веса труб, оставляя кулачки в раздвинутом состоянии. При этом вместе с трубами поворачиваются только головка 3 и ствол пакера, а опорное кольцо 7, уплотнитель 6, обойма 4 с кулачками 10 и втулкой 5 остаются неподвижными в силу их большего сцепления через уплотнитель со стенками установочной муфты 1. При повороте головки 3 секторные выступы 20 втулки 5, находящиеся после пакеровки в положении б, переходят из глубокой части 16 паза в мелкую часть 18 в положение в и опираются на ступеньку 19, после чего головка 3 вплотную устанавливается между внутренним торцом 24 обоймы 4 и секторными выступами 20 втулки 5, в связи с чем независимо от осевых усилий, действующих на ствол, исключается возможность осевого перемещения головки пакера относительно втулки с обоймой и перехода кулачков в утопленное положение. Следовательно, пакер .оказывается замкнутым в установочной муфте. Для извлечения пакера вначгше путем поворота труб по часовой стрелке (вправо } секторные выступы 20 переводят в глубокую часть 16 фигурного паза 15 головки положение S), а затем простым подъемом труб извлекают Пакер из скважины. Изобретение позволяет путем поворота лифтовых труб замкнуть между собой в оксиально неподвижный узел головку, втулку с обоймой и кулачки пакера и обеспечить якорение пакера в установочной муфте вне зависимости от перекрытия ствола пакера или полости лифтовых труб около него и степе ни нагружения ствола весом лифтовых труб, что расширяет функциональные возможности пакерующего усТ ройства.

фие.г

А-Х

20

фие.З

6-6

сригАсриг. 5