Термостойкий пакер Советский патент 1990 года по МПК E21B33/12 

тановленных с возможностью вращения вокруг гнезда. Это обеспечивает строгое повторение элементом 15 формы внутренней поверхности колонны 20. Таким образом, контактные напряжения,

возникающие во всех точках поперечного сечения колонны, в месте пакеровки одинаковы между собой. Съем пакера производится перемещением ствола 1 вверх. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к нефтяной промышленности. Цель - повышение надежности работы пакера в условиях циклического изменения давления и т-ры за счет обеспечения равномерного и герметичного прижатия его уплотнительного элемента 15 к внутренней поверхности обсадной колонны 20. Для этого ствол 1 имеет кольцевой бурт 18 с расположенными равномерно по его торцу гнездами 17. Элемент 15 имеет разжимной конус 16, выполненный на торце корпуса 13 со стороны бурта 18. В гнездах 17 размещены распорные элементы. Последние выполнены в виде шариков 19, установленных с возможностью вращения вокруг гнезда. Это обеспечивает строгое повторение элементом 15 формы внутренней поверхности колонны 20. Таким образом, контактные напряжения, возникающие во всех точках поперечного сечения колонны, в месте пакеровки одинаковы между собой. Съем пакера производится перемещением ствола 1 вверх. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к нефтяной ромышленности и может быль использовано в термостойком пакере для гермеизации межзубного пространства, npe-f5 мущественно для паранагнетательных скважин.

Цель изобретения -Повышение надежности работы пакера в условиях цикли- ческого изменения давления и темпера- 20 туры в скважине за счет обеспечения равномерного расширения и герметичного прижатия его уплотнительного элемента к внутренней поверхности обсадной колонны,25

На фиг. 1 изображен пакер в исходном положении, при спуске его в скважину, разрез; на фиг. 2 - то же, при проведении операции по его установке

U скважине - - 30

Термостойкий пакер (фиг, 1) со - держит ствол 1 с полостью 2, установ- -ленный на стволе 1 узел фиксации,включающий полый поршень 3 с конусом 4 и шлипсами 5, размещенный внутри,,.

ствола 1 клапан для приведения его в действие в виде шара б и втулки 7 с седлом 8, закрепленным штифтом 9. Поршень 3 образует со стволом 1 полость 10, соединяющуюся с полостью 2 до через радиальные каналы 11. Герметичность полости 10 обеспечивается уплот нительными пальцами 12. На стволе 1 размещены также корпус 13 с уплотнением 14 и закрепленным герметично на 45 нем уплотнительным элементом 15 из - термостойкого легкодеформируемого материала, выполненным в виде цилиндрической металлической оболочкиs и узел расширения уплотнительного элемента, сп включающий выполненный на торце корпуса 13 разжимной конус 16 и размещенные в гнездах 17 по ощ-ужности кольцевого бурта 18 ствола 1 распорные элементы в виде шариков 19, взаимодейст- вующие с внутренней поверхностью уплотнительного элемента 15 и поверхностью разжимного конуса 16. Гнезда 17 бурта 18 размещены равномерно по

его окружности и выполнены в виде радиальных пазов с полуцилиндрическими поверхностями. Шлипсы 5 в рабочем положении отжимаются конусом 4 поршня 3 к внутренней поверхности обсадной колонны 20. Для вывода ютипсов 5 из зацепления с обсадной колонной 20 пакер снабжен установленным неподвижно на стволе 1 опорным кольцом 21 с выступом 22.

Термостойкий пакет (фиг. 1) верхним концом ствола 1 соединяют с колонной труб (не показана) и спускают на них в скважину, заполненную добываемой пластовой жидкостью, на необходимую глубину. При этом шар 6 клапанного узла приподнимается над седлом 8 втулки 7 и пропускает пластовую жидкость, находящуюся в это время под клапанным узлом, предотвращая таким образом, поршневание колонны труб с пакером при спуске в скважину. После окончания спуска пакера шар 7 под действием давления рабочей жидкости, поступающей сверху вниз по колонне труб, садится на седло 8, и клапанный узел закрывается. После этого давлени жидкости в полости 2 пакера поднимается и через канал 11 передается в полость 10. Под действием этого давления полый поршень 3 перемещается вниз и конусом 4 раздвигает шлипсы 5 до упора в обсадную колонну 20 и фиксирует пакер относительно ее. В процессе фиксации пакера колонна труб, на которой он закреплен, находится в подвешенном состоянии, т.е. осевое усилие на пакер от веса труб отсутствует. После фиксации пакера подвеску труб плавно ослабляют, постепенно увеличивая осевое усилие на пакере и одновременно начинают вращать всю колонну труб (по часовой или против часовой стрелке, в зависимости от направления резьб труб). При этом упор, представляющий собой бурт 18 ствола 1 с гнездами 17 для шариков 19, надавливает на шарики 19, заставляя их перемещаться вдоль образующей конуса 16, перекатываться по внутренней поверхности уплотнительного элемента 15, вращаясь одновременно при этом вокруг ствола 1 и расширяя равномерно в радиальном направлегчи легкодеформируемую цилиндрическую оболочку уплотнительного элемента. Гнезда 17, взаимодействуя с шариками 19 по принципу ради- ю этом полукругльй выступ 23 металличес-,

ально-упорного подшипника, позволяют передавать на шарики 19 момент от вращения колонны труб и связанного с ней ствола 1 пакера. Таким образом, одновременное воздействие осевого

усилия от веса колонны труб и момента для их вращения на шарики 19, контактирующие с уплотнительным элементом 15, позволяет деформировать его таким образом, что на внешней поверх- ности уплотнительного элемента 15 постепенно образуется непрерывно увеличивающийся (по мере возрастания осевой нагрузки в поперечном сечении) полукругльй выступ 23 (фиг. 2), ко- торый в конце концов достигает внутренней поверхности обсадной колонны 20, а при дальнейшем раскатывании уплотнительного элемента 15 уплотняет место контакта, так как возникающие при этом контактные напряжения в материале уплотнительного элемента 15 повышают допустимый предел текучести

15 формы внутренней поверхности обсад- и температуры за счет обеспечения равной колонны 2J), таким образом, что контактные напряжения, возникающие во всех точках поперечного сечения об- 40 садной колонны в месте пакеровки, одинаковы между собой, что и гарантирует ее надежность. После окончания операции пакеровки шарики 19 остаются

номерного и герметичного прижатия его уплотнительного элемента к внутренней поверхности обсадной колонны, ствол пакера снабжен кольцевым буртом с расположенными равномерно по его торцу гнездами, разжимной конус расширения уплотнительного элемента выполнен на

внутри полости 24, обеспечивая ей не- 45 торце корпуса со стороны бурта ство- обходимую прочность (выполняя рольла, а распорные элементы размещены в

каркаса). После установки пакера дав- его гнездах. ление рабочей жидкости в .полости 2 ствола 1 поднимают до величины, достаточной для среза штифта 9, при этом 50 втулку 7 с шаром 6 падают на забой, открывая проходное сечение ствола 1, после чего пакер готов к эсплуатации.

Съем пакера производится натяжением колонны труб и перемещением $

ствола 1 пакера вверх. При этом закрепленное на нем упорное кольцо 21 своим вертикальным выступом 22 упирается в нижнюю конусную часть 4 полого поршня З и сдвигает его вверх, освобождая при этом шлипсы 5, которые выходят из зацепления с обсадной колонной 20 и освобождают пакер. При

кой оболочки уплотнительного элемента 15 сминается, выдавливая шарики 19 в гнезда 17, так как на них больше не воздействует бур 18 ствола 1. После этого пакер извлекается на поверхность.

Формула изобретения

и температуры за счет обеспечения равномерного и герметичного прижатия его уплотнительного элемента к внутренней поверхности обсадной колонны, ствол пакера снабжен кольцевым буртом с расположенными равномерно по его торцу гнездами, разжимной конус расширения уплотнительного элемента выполнен на

его гнездах.

2. Пакер по п0 1 s отличающийся теи, что распорные элементы узла расширения уплотнительного элемента выполнены в виде шариков, установленных в гнездах бурта ствола с возможностью вращения вокруг последнего.