Пакер Советский патент 1989 года по МПК E21B33/12 

СО

СП

00

Fju -мс жностью (М раничеюил о осевого перемещения с верхним и нижним пере 1И1дниками 7 и 8, Последние жестко соединены с установленными на 111 4 и в aимoдeйcтвyюIци пl с выступами 6 обоймами 9 с радиальными пазами 12, в которых расположены секторы 13 oiTopHoro кольца (К) 17. На наружном конце секторов 13 выполнены- высту- шл 15 в виле перекрывающих одна другую пластинок 16. Поверхности обойм 9 и секторов 13 узлов 1 и 2 и взаимодействующие с ними ответные поверхности элемента 3 выполнены со- ответственно в форме вогнутой и выпуклой торовых поверхностей с плав- }1ым переходом их в цилиндрическую поверхность от концевого участка элемента 3 и его средней части. Опо ные поверхности обоймы 9 образованы вогнутой торовой поверхностью, а в;1аимодейств тощие с ними участки

ceKTdiuui 13 имеют ответную поверхность. В средней части Ш 4 выполнены дополнительные выступы 18 с возможностью взаимодействия с К 17 узлов 1 и 2. Для снятия пакера к верхнему переводнику 7 прикладывают растягивающее усилие, при этом одна из обойм (нижняя) 9 перемещается вверх относительно верхнего К 17, секторы 13 скользят по пазам обой- мЫо В результате верхняя опора убирается, прекращается поджатие верхней части элемента 3 к стенке колонны. При последующем перемещении верхнего переводника 7 в движение приводится Ш 4 с патрубком 5, который воздействует на нижнее К 17 и секторы 13. В результате происходит принудительный сдвиг элемента 3 и перемещение секторов 13, при этом пакер снимается. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и позволяет повысить надежность работы за счет облегчения снятия пакера при значительных перепадах давления. На полом штоке (Ш) 4 с патрубком 5 установлены уплотнительный элемент 3 и взаимодействующие с ним раздвижные верхний 1 и нижний 2 опорные узлы. Последние взаимодействуют соответственно с верхним и нижним кольцевыми выступами 6, выполненными на Ш 4. Шлицевым соединением Ш 4 соединен с возможностью ограниченного осевого перемещения с верхним и нижним переводниками 7 и 8. Последние жестко соединены с установленными на Ш 4 и взаимодействующими с выступами 6 обоймами 9 с радиальными пазами 12, в которых расположены секторы 13 опорного кольца (К) 17. На наружном конце секторов 13 выполнены выступы 15 в виде перекрывающих одна другую пластинок 16. Поверхности обойм 9 и секторов 13 узлов 1 и 2 и взаимодействующие с ними ответные поверхности элемента 3 выполнены соответственно в форме вогнутой и выпуклой торовых поверхностей с плавным переходом их в цилиндрическую поверхность от концевого участка элемента 3 и его средней части. Опорные поверхности обоймы 9 образованы вогнутой торовой поверхностью, а взаимодействующие с ними участки секторов 13 имеют ответную поверхность. В средней части Ш 4 выполнены дополнительные выступы 18 с возможностью взаимодействия с К 17 узлов 1 и 2. Для снятия пакера к верхнему переводнику 7 прикладывают растягивающее усилие. При этом одна из обойм нижняя 9 перемещается вверх относительно верхнего К 17, секторы 13 скользят по пазам обоймы. В результате верхняя опора убирается, прекращается поджатие верхней части элемента 3 к стенке колонны. При последующем перемещении верхнего переводника 7 в движение приводится Ш 4 с патрубком 5, который воздействует на нижнее К 17 и секторы 13. В результате происходит принудительный сдвиг элемента 3 и перемещение секторов 13, при этом пакер снимается. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к оборудованию для герметизации межтрубного пространства при вскрытии пластов и испытании скважин .

Цель изобретения - повышение надежности работы пакера за счет об- легчения его снятия при значительных перепадах давления.

На фиг.1 изображен пакер в транспортном (исходном) положении; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1 (уплот иительный элемент при этом условно не показан); на фиг.З - сечение Б-Б на фиг.2 (при этом изображение развернуто по дуге); на фиг.4 - пакер в рабочем положении;на фиг.5 - узел I на фиг.4.

Пакер (фиг.1) включает верхний 1 и нижний 2 опорные узлы, уплот- нительный элемент 3, шток 4 с патрубком 5, имеющий выступы 6 и со- единенный питицевым соединением возможностью ог раниченного осевого перемещения с верхним переводником 7, Аналогично шток 4 через патрубок 5 соединен с нижним перевод НИКОМ 8, Переводники 7 ч 8 жестко cocjuintMiLi с установленными на шток Д и патрубке 5 и В )аимоде11ствую1цими с BiiicTViuiMH 6 обоймами 9 с помощью

0

5

0 5

0 5

накидньсх гаек 10. Контактирующие с уплот- нительным элементом 3 поверхности 11 обойм 9 выполнены в виде вогнутой торовой поверхности и имеют радиальные пазы 12 постоянного сечения, в которьк расположены секторы 13, повторяющие в своей средней части форму опорных поверхностей 14 этих пазов, а именно форму части кольца с радиусом, равным радиусу образующей окружности торовой поверхности. На наружном конце секторов 13 имеются выступы 15, выходящие за пределы торовой поверхности. Выступы 15 имеют расположенные перпендикулярно к оси пакера пластинки 16, направленные попеременно вверх или вниз, причем Соседние выступы 15 контактируют между собой по поверх- ностям пластинок 16, образуя раздвижную сплошную кольцевую опору. Внутренние концы секторов 13 подвиж- I но соединены с опорными кольцами 17 посредством выполненных в них пазов, контактирующих с внутренними буртами опорных колец 17. Соединение предусматривает наличие зазоров,обеспечивающих частичный поворот секторов 13 относительно колец 17, а так:же их радиальное смещение. Ось поворота секторов 13 расположена в плоскости симметрии торовой поверхности, имея возможность смещения относительно нее на некоторую величину 1/2 вверх и вниз (фиг.5). Опорные кольца 17 установлень с возможностью взаимодействия с выступами 18 штока 4 и патрубка 5 (фиг.5) и могут смещаться относительно обойм 9 на величину 1. Уплотнительный элемент 3 охватывает в своей средней части шток 4, а в концевых участках контактируют с обоймами 9, опорными кольцами 17 секторами 13 и их выступами 15, При этом внутренняя поверхность 19 концевых участков 20 уплот- нительного элемента 3 (фиг.5) образована выпуклой торовой поверхностью переходящей в цилиндрическую. Наружная поверхность уплотнительного элемента 3 выполнена цилиндрической и в растянутом положении образует со стенкой обсадной колонны кольцевой зазор.

Пакер работает следующим образом.

Пакер в компоновке с нижерасположенным якорем спускается на насосно- компрессорных трубах на требуемую глубину, производится заякоривание. Пакер позволяет передавать крутя- 1ДИЙ момент нижерасположенным устройством в растянутом и сжатом положениях. Затем на пакер передается сжимающая нагрузка от веса труб. В этом положении нижний переводник 8 вместе с обоймой 9 (нижней) неподвижен относительно стенок обсадной колонны 21,а нижнее опорное кольцо 17 под действием уплотнительного элемента 3 смещается вниз на величину 1, перемещая секторы 13, которые двигаются по пазам на торовой части обоймы 9. При этом внутренний конец секторов перемещается по дуге на величину, равную перемещению опорного кольца, что соответствует повороту сектора 13 на угол аС (фиг.5). Наружный конец каждого сектора вместе с выступами 15 при этом выходит за пределы пакера на величину ., чем обеспечивается перекрытие кольцевого зазора скважины. Радиальное перемещение выступов 15 приводит к их расхождению относительно друг друга.,Образования зазоров между соседними выступами 13 по окружности не происходит, так как это расхождение компенсируется скольжением по перпендикулярным плоскости пакера поверхностям этих выступов.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Одновременно с расхождением секторов 13 происходит прижатие уплотнительного элемента 3 к стенке обсадной колонны 21. Обойма 9 (верхняя) смещается в осевом направлении относительно верхнего опорного кольца 17, обеспечивая перекрытие верхнего кольцевого зазора выступами 15 секторов 13 и поджатие верхней части уплотнительного элемента 3 к стенке обсадной колонны 21, Дальнейшее осевое сжатие уплотнительного элемента 3 приводит к полному заполнению кольцевого пространства между раздвижными опорами деформированным уипотнительным элементом, чем обеспечивается надежность удержания перепада давлений как сверху вниз, так и снизу вверх.

Снятие пакера производится следующим образом. За счет расклинивания пакер находится в сжатом состоянии после снятия осевой сжимающей нагрузки. Приложение к верхнему переводнику 7 растягивающего усилия приводит к тому, что жестко связанная с ним верхняя обойма 9 перемещается вверх относительно верхнего опорного кольца 17, поскольку последнее удерживается выступом 18 штока 4, секторы 13 скользят по пазам обоймы, в результате чего верхняя раздвижная опора убирается, прекращается поджатие верхней части уплотнительного элемента 3 к стенке обсадной колонны 21, В процессе дальнейшего перемещения верхнего переводника 7 вверх в движение приводится также шток 4 с патрубком 5, который воздействует на нижнее опорное кольцо 17 и секторы 13, стремясь сдвинуть их вверх, тогда как нижний переводник 8 вместе с нижней обоймой 9 удерживается якорем. В результате происходит принудитель- ньш сдвиг уплотнительного элемента 3 выступами 15 секторов 13 относительно стенок обсадной колонны 21, При этом секторы 13 скользят по пазам нижней обоймы 9, поджатие нижней части уплотнительного элемента к стенкам скважины прекращается, происходит снятие пакера. В дальнейшем пакер может быть переставлен на другой интервал скважины или поднят на поверхность.

Формула изобретения

|ней и нижней частях, установленные подвижно на штоке уплотнительный элемент и взаимодействующий с ним верхний опорный узел, взаимодействующий с верхним кольцевым выступом штока, и нижний раздвижной опорный узел, взаимодействующий с кольцевым выступом в нижней части штока, включающий обойму с радиальными пазами и опорное кольцо с секторами, со- единенными с ним с возможностью поворота относительно него, расположенными в пазах обоймы с возможностью взаимодействия.с ее опорными поверхностями и имеющими на наруж- ных концах выступы в виде перекры- вакщих одна другую пластинок, и верхний и нижний переводники, соединенные с опорными узлами, отличающийся тем, что, с целью по- вышения надежности работы пакера за счет облегчения его снятия при

значительных перепадах давления,нижний опорный узел установлен на штоке с возможностью осевого перемеще-

ния относительно него, поверхности обойм и секторов верхнего и нижнего опорных узлов и взаимодействующие : ними ответные поверхности уплот- лительного элемента выполнены соответственно в форме вогнутой и вьтук- лой торовых поверхностей с плавным переходом их в цилиндрическую поверхность от концевого участка уплотнительного элемента к его средней части, опорные поверхности обоймы образованы вогнутой торовой по верхностью, взаимодействующие с ними участки секторов имеют ответную поверхность,а шток имеет в средней части дополнительные выступы, выполненные с возможностью взаимодействия с опор-ными кольцами верхнего и нижнего опорных узлов.

Ug.3

Фиг.

Составитель Л.Фарукшин Редактор В.Бугренкова Техред Л.Олийнык Корректор Н.Борисова

Заказ 5062/44

Тираж iiU

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Фм.5

Подписное