Пакер гидравлический Советский патент 1984 года по МПК E21B33/12 

Изобретение относится к бурению и эксплуатации нефтяных и газовых скважин, а именно к устройствам, используемым для разобщения и изоля ции пластов в открытом или закрепленном стволе скважины. Известен пакер для разобщения пластов, включающий корпус с канала ми, перекрываемыми подвижными втулками fl ., Недостатком данного устройства является невозможность его многократного использования, так как посл проведения одного цикла операции, т.е. срабатывания механизма, устрой ство должно быть поднято на поверхность для возврата сместившихся подвижных втулок и замены срезавшихся шпилек на новые. Известен также пакер гидравлический, включающий уплотнительный элемент, корпус с выточкой и радиал ными отверстиями, установленнб1е в корпусе и телескопически связанные между собой наружную и внутреннюю втулку с отверстиями, образующие с корпусом три последовательно распол женные кольцевые камеры, нижняя из которых сообщена с внутренней с помощью уплотнительного элемента L2 Однако известное устройство такж не обеспечивает MHoroKpaTHocifs уста новки без его извлечения из скважин Цель изобретения - обеспечение многократности установки гидравлического пакера без извлечения его на поверхность. Поставленная цель достигается тем, что в пакере гидравлическом, включающем уплотнительный элемент, корпус с выточкой и радиальными отверстиями, установленные в корпусе и телескопически связанные между собой наружную и внутреннюю втулки с отверстиями, образующие с корпусом три последовательно расположенные кольцевые камеры, нижняя из кот рых сообщена с внутренней полостью уплотнительного элемента, наружная втулка подпружинена относительно внутренней и имеет калиброванный канал для связи между собой двух верхних камер, которые предваритель но заполнены жидкостью и загерметизированы, а внутренняя втулка жестко связана с корпусом. На фиг. 1 изображено предлагаемо устройство, при спуске; на фиг. 2 то же, в момонт пакеровки; на фиг.З 1 i I то же, в момент распакеровки, на фиг. 4 - то же, вмомент подъема. Устройство состоит из корпуса 1 с радиальными отверстиями, в которые помещены впускной 2 и выпускной 3 клапаны. Внутри корпуса 1 укреплена упорная внутренняя втулка 4 с радиальным каналом а. В расточки корпуса 1 и упорной втулки 4 помещена подвижная наружная втулка 5, подпружиненная пружиной 6 относительно втулки 4, помещенной в камере S . Камера 5 и соединенная с ней камера В заполнены жидкостью и загерметизированы. Втулка 4 при помощи резьбы и пружинного кольца 7 закреплена в корпусе I. В подвижной втулке 5 имеются перепускные отверстия 1(калиброванные) и Ъ . Снаружи корпуса 1 помещен гидравлический пакер с уплотнительным элементом 8. Кольцевой зазор между уплотнительным элементом и корпусом, образованный проточкой в корпусе, а также соединенные с зазором полости устройства заполнены жидкостью. Устройство работает следующим образом. После спуска гидравлического пакера в скважину в трубы, к которым присоединен пакер, под определенным давлением закачивают жидкость запакеровки уплотнительного элемента 8 (колонну труб предварительно перекрывают внизу, например, шаром). Эта жидкость, проходя по центральному каналу в корпусе 1, действует на наружную дифференциальную втулку 5 и сдвигает ее вниз. При этом, пружина 6 сжимается, а предварительно залитая жидкость в камере б по калиброванному отверстию перетекает в камеру g . Диаметр отверстия е подбирается таким образом, чтобы время перетекания лсидкости между камерой Б и камерой в было достаточным для полного возврата уплотнительного элемента 8 в исходное положение при выравнива-. НИИ давления. Жесткость пружины 6 и количество витков выбраны таким образом, что перемещение втулки 5 до .совпадения отверстий а и- & происходит при заранее известном давлении жидкости запакеровки уплотнительного элемента 8 гидравлического пакера. Через отверстия д и а и впускной клапан 2 поступает жидкость из внутритрубного пространства в уплотнительный эле.3 . n

мент 8 гидравлического пакера, осуществляетс;я деформация уплотнительного элемента 8 пакера, прижатие егр к стенке скважины и разобщение пластов.

После проведейия операции в скважине, при которой требуется разобщение пластов (например, испытание продуктивных горизонтов, ликвидации зон поглощения промывочной жидкости, ремонт скважины и др.) избыточное давление в трубах сбрасывается, в трубы забрасывается пробка 9 с легко разрушаемым заплечиком 10. Пробка 9 садится в седло наружной втулки 5. Под давлением заканчиваемой жидкости при перекрытом центральном канале корпуса 1 подвижная втулка 5 смещается вниз, садится своим наружным выступом на торец неподвижной втулки 4 и открывает выпускной клапан 3 через который выходит жидкость из внутренней полости уплотнительного элемента 8 гидравлического пакера. Одновременно снимают дополнительное давление; созданное в трубах. Таким образом, давление в пакере, трубах и затрубном пространстве выравнивается, и уплотнительный элемент 8 возвращается Б исходное положение. При

143 4

смещении втулки 5 возвратная пружина 6 сжимается, и жидкость из камеры .6 через отверстие С перетекает в камеру в , Впускной клапан 2 перекрыт втулкой 5 и поетупле:ние жидкости во внутреннюю полость уплотнительного элемента 8 исключено.,

Для того, чтобы привести устройство в рабочее положение, т.е.

для изоляции, пласта, расположенного ниже или.выше места установки устройства, возобновляют нагнетание жидкости в трубы, на которых устройство спущено в скважину.

Под действием давления нагнетаемон жидкости заплечик 10 пробки 9 срезается, и последняя падает на забой. Пружина 6, разжимаясь, возвращает втулку 5 в исходное положение (крайнее верхнее), перекрывая впускной 2 и вьшуксной 3 клапаны. Предлагаемое устройство подготовлено для дальнейшей работы без подъема его на поверхность, переборки и

замены срезных элементов.

Технико-экономический эффект от использования предлагаемого устройства заключается в экономии времени и средств, расходуемых на спускоподъемные операции.

8

Фиг

ПАКЕР ГВДРАВЛИЧЕСКИЙ, включающий уплотнительный элемент, корпус с выточкой и радиальными отверстиями, установленные в корпусе н телескопически связанные между собой . наружную и внутреннюю втулки с отверстиями, образующие с корпусом три посл.едовательно расположенные кольцевые камеры, нижняя из которых сообщена с внутренней полостью уплотнительного элемента, отличаюц и и с я тем, что, с целью обеспечения многократности установки пакера без извлечения его на поверхность, наружная втулка подпружинена относительно внутренней и имеет калиброванный канал для связи между собой двух верхних камер, которые предварительно заполнены жидкостью и загерметизированы, а внутренняя kn втулка жёстко связана с корпусом. Од и СО