Гидромеханический пакер Советский патент 1989 года по МПК E21B33/12 

k

сл о to

00

О 00

КС i вы1и лиены радиальнме каналы 23 и 2Ь. акер имгет верхнюю рабочую камору ,1В, которая нзолироваил от пространства под уплотнительным элементом 7 н его рабочем положении. Поршень 17 установлен на стволе 2 и соедн)1ен жестко с нижним цилиндром 16, размещенным на нижнем кольцевом поршне 6 с возможностью осевого перемещения относительно него. Поршень 6 связан жестко со стволом 2. При повышении- давления закачиваемой жидкости в колонне труб 1 и подпакер

ном пространстве поршень / воспринимает пррегтад давления, направленный иверх, усилие от которого передается к обсадной колонне. Поршень 6 не испытывает уси1П1я от перепада давления, а поршень 11 испытывает увеличенный перепад давления, направленный сверху вниз. Это приводит к повьш1ению дополнительного усилия от перепада, способствуя надежности его установки в скважине. 1 3.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в нагнетательных скважинах. Цель - повышение надежности работы пакера при высоких перепадах давления между подпакерным и надпакерным пространствами скважины. Для этого корпус пакера 10 жестко соединен с верхним переводником 4 и образует со стволом 2 кольцевой осевой канал 24, с корпусом 10 также жестко связан верхний кольцевой поршень 11. В последнем и переводнике 4 выполнены радиальные каналы 25 и 26. Пакер имеет верхнюю рабочую камеру 18, которая изолирована от пространства под уплотнительным элементом 7 в его рабочем положении. Поршень 17 установлен на стволе 2 и соединен жестко с нижним цилиндром 16, размещенным на нижнем кольцевом поршне 6 с возможностью осевого перемещения относительно него. Поршень 6 связан жестко со стволом 2. При повышении давления закачиваемой жидкости в колонне труб 1 и подпакерном пространстве поршень 17 воспринимает перепад давления, направленный вверх, усилие от которого передается к обсадной колонне. Поршень 6 не испытывает усилия от перепада давления, а поршень 11 испытывает увеличенный перепад давления, направленный сверху вниз. Это приводит к повышению дополнительного усилия от перепада, способствуя надежности его установки в скважине. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к нефтедо- бывающей промьшшенности, в частности к пакерам, используемым в нагнетательных скважинах.

Цель изобретения - повышение надежности работы накера при высоких перепадах давления между подпакер- ным и надпакерным пространствами скважины.

Па чертеже представлен пакер в исходном положении.

Гидромеханический пакер содержит соединенный с колонной труб 1 полый ствол 2 с радиальными каналами 3, верхним 4 и нижним 5 переводниками и размещенным на нем нижним кольцевым поршнем 6, уплотнительньй элемент 7 с металлическими 8 и неметаллическими 9 защитными опорами, установленный концентрично на ст воле 2 корпус 10 с верхним кольцевым поршнем 11, размещенный на корпусе 10 под уплотнительным элементом 7 узел фиксации пакера с конусом 12, шлип- сами 13 и ш.пипсодержателем 14, узел гидропривода пакера, включающи верхний 15 и нижний 16 цилиндры, подвижный относительно ствола 2 и корпуса 10 кольцевой поршень 17, соединенный жестко с верхним 1у1линд- ром 15, связанным с шлипсодержате- лем 14 и установленным подвижно на верхнем кольцевом поршне 11, верхнюю рабочую камеру 18, сообщающуюся со скважиной, и нижнюю рабочую камеру 19, гидравлически связанную с полостью 20 ствола 2 через ег о ра- ли;и1ьиые каналы 3, и узел управле- яин пс садкой пакера, размещенный в стволе 2 ПУЛ узлом гидропривода и включаюшш сед;1о 21 с шариком 22,

0

5

0

5

0

5

0

5

установленное в нижнем переводнике

5на срезном элементе 23. Корпус 10 пакера соединен жестко с верхним переводником 4 и образует со стволом 2 кольцевой осевой канал 24, верхний кольцевой порщень 11 соединен с корпусом 10 жестко, в верхнем переводнике 4 и верхнем кольцевом поршне 11 выполнены радиальные каналы 25 и 26 для сообщения верхней рабочей камеры 18 со скважиной через них и кольцевой осевой канал 24 между стволом 2 и корпусом 10, при этом верхняя рабочая камера 19 изо-- лирована в рабочем положении уплот- нительного элемента 7 от подпакерно- го пространства скважины и гидравлически связана с надпакерным пространством скважины. Подвижный кольцевой поршень 17 узла гидропривода пакера установлен на стволе 2 и соединен жестко с нижним цилиндром

16, который установлен на нижнем кольцевом поршне 6 с возможностью осевого перемещения относительно него, причем нижний кольцевой поршень

6связан со стволом 2 жестко. При этом в исходном положении нижний цилиндр 16 закреплен срезным штифтом 27 на упоре 28 нижнего переводника 5, а конус 12 узла фиксации установлен на кольцевом выступе 29 корпуса 10. Герметичность подвижных узлов соединений узла гидропривода пакера обеспечивается уплотнитель- ными кольцами 30 и 31.

Пакер работает следующим образом.

Спускают пакер на колонне труб 1 в скважину. В колонне труб 1 сбрасывают шарик 22 и нагнетают жидкость. Жидкость под давлением поступает

в нижнюю р,чСмя1ую камеру 19 через радиальные отверстия 3 в стьоле 2 и возденгтвует на поршень 17 с цилиндром 15. Поршень 17 через цилинд 15 воздействует на шлипсодержатель 14 и шлипсы 13. При этом нижний цилиндр 16 срезает штифт 27 и перемещается с поршнем 17 вверх. Шлипсы 13, перемещаясь по конусу 12, входят в зацепление со стенкой обсадной колонны и пакер закрепляется в скважине. После этого колонну труб 1 медленно опускают вниз. Под действием усилия от веса колонны труб 1 уплотнительный элемент 7 раскрывает защитные опоры 8 и 9, расширяется до обсадной колонны и уплотняет пакер в скважине. При дал нейшем повышении давления в колонне труб 1 срезной элемент 23 разрушается и седло 21 с шариком 22 падает в хвостовик пакера (не показан).

При закачке жидкости давление в подпакерном пространстве скважины воздействует на верхний кольцевой поршень 11 о В верхней рабочей камере 18 через каналы поддерживается давление жидкости над па- кером. За счет разности перепада давлений между подпакерным и надпа- керным пространствами скважины верхний кольцевой поршень 11 воздействует через корпус 10 и верхний переводник 4 на ствол 2 пакера. При этом на уплотнительный элемент 7 пакера.прикладывается направленное вниз дополнительное усилие от воздействия перепада давления на площадь верхнего кольцевого поршня 11.

При повышении давления закачиваемой жидкости в колонне труб 1 и подпакерном пространстве установленный на стволе 2 поршень 17 воспринимает перепад давления, направленный вверх. Усилие от этого перепада давления от цилиндра 15 через шлипсодержатель 14 и шпипсы 13 передается к обсадной колонне.При этом усилие, действующее на уплотнительный элемент 7 снизу вверх, не меняется, так как шлипсы находятся в зацеплении с обсадной колонной. Формы их зубьев и угол наклона контактных поверхностей между ишипсами 13 -л шлипсодержателем 14 такие, что, чем больше усилие на шлипсы 13 снизу, тем больше они зацепляются с обсадной колонной. При этом прикреплен

028П8Л

иыГ1 к стволу нижний поршень 6 не irc - пытывает усилия от переплдл ллиле- ния, так как давление на снизу и сверху одинаковое, равное давлению заканчиваемой жидкости. При- крештенньй к корпусу 10 верхний поршень 11 испытывает увеличенньп перепад давления, направленный сверху

(0 вниз, так как в верхней рабочей камере 18 под ним давление сохраняется постоянным. Это приводит к повышению дополнительного усилия от перепада давления, способствуя поje вышению надежности его установки в скважине.

После окончания закачки жидкости колонну труб 1 натягивают. При этом нагрузка на уплотттительный элемент

2Q 7 и запо1тные опоры 8 и 9 снимается и они принимают первоначальную форму. Корпус 10, воздействуя на конус 12 выступом 29, извлекает его из-под шлипсов 13, которые отходят

25 от обсадной колонны. После этого пакер снимается с места и поднимается на поверхность.

0

5

0

5

0

5

Формула изобретения

и надпакерньи пространствами скважины, корпус соединен жестко с верхним переводником и образует со стволом кольцевой осевой канал, верхний кольцевой поршень соединен с корпусом жестко, в верхнем переводнике и верхнем кольцевом поршне вьтол- нены радиальные каналы, при этом верхняя рабочая камера изолирована I от пространства под уплотнительным элементом и гидравлически связана с

15028088

пространством над уплотнительным элементом в его рабочем положении. 2. Пакер по п.1, о т л и ч а ю- . щ и и с я тем, что подвижный кольцевой поршень установлен на стволе и соединен жестко с нижним цилиндром, который размещен на нижнем кольцевом поршне с возможностью Q осевого перемещения относительно него, причем последний связан со стволом жестко.

Составитель Л.Фарукшин Редактор В.Бугренкова Техред Л.Олийнык Корректор М.Самборская

Заказ 5062/44

Тираж 514

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

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101

Подписное