Интервальный пакер Советский патент 1990 года по МПК E21B33/12 

СО

с

Изобретение относится к нефтяной промышленности и предназначено для разобщения ствола скважины при проведении технологических операций по воздействию на пласт. Цель - повышение надежности работы пакера за счет предотвращения разгерметизации клапанного механизма при одновременном повышении безопасности в эксплуатации. Пакер содержит верхний 1 и нижний 2 герметизирующие элементы (ГЭ) со стволами 3 и 4 и фиксатором 5 сжатого положения ГЭ 1 и 2, якорь 6 и клапанный механизм, установленный на колонне труб 7, связанной с насосно-компрессорными трубами (НКТ) 9. Клапанный механизм содержит концентричные ступенчатую втулку 11 и перевернутый стакан (ПС) 12, обечайку 15 с ограничителем 17, жестко связанную с ПС 12, седло 19 с пересекающимися радиальным 20 и аксиальным 21 каналами, жестко связанное с патрубком 18, который жестко соединен с ПС 12. В аксиальном канале 21 размещен с возможностью перекрытия радиального канала 20 запорный элемент 22, связанный выступом 23 с волнообразным фигурным пазом 25 на ступенчатой втулке 11. На колонне труб 7 установлена управляющая муфта 13 со штифтом 14, жестко закрепленным на ее поверхности и связанным с фигурным пазом 24 на ступенчатой втулке 11, имеющим вертикальные 26 и наклонные 27 участки, колонна труб 7 связана с НКТ 9 переходной муфтой 10 со штифтом 30, жестко закрепленным на ней и связанным с продольным пазом 16 в обечайке 15. После спуска пакера в заданный интервал повышением давления в НКТ 9 заякоривают пакер в стволе скважины, приспуская пакер, проводят пакеровку ГЭ 1 и 2 с фиксацией сжатого состояния ГЭ 1 и 2 фиксатором 5. Спуском и подъемом НКТ 9 посредство штифта 14 и фигурного паза 24 вращают ступенчатую втулку 11, которая посредством фигурного паза 25 и выступа 23 поднимает или опускает запорный элемент 22, открывая или перекрывая радиальный канал 20, сообщающий затрубное надпакерное пространство с полостью пакера. Снятие пакера осуществляют натяжкой НКТ 9. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

ел VJ с о

00 СП

ром 5 сжатого положения ГЭ 1 и 2, якорь 6 и клапанный механизм, установленный на колонне труб 7, связанной с нзсосно-комп- рессорными трубами(НКТ)9. Клапанный ме- ханизм содержит концентричные ступенчатую втулку 11 и перевернутый стакан (ПС) 12, обечайку 15с ограничителем 17, жестко связанную с ПС 12, седло 19 с пересекающимися радиальным 20 и аксиальным 21 каналами, жестко связанное с патрубком 18, который жестко соединен с ПС 12. В аксиальном канале 21 размещен с возможностью перекрытия радиального канала 20 запорный элемент 22, связанный выступом 23 с волнообразным фигурным пазом 25 на ступенчатой втулке 11. На колонне труб 7 установлена управляющая муфта 13 со штифтом 14, жестко закрепленным на ее поверхности и связанным с фигурным пазом 24 на ступенчатой втулке 11, имеющим

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к устройствам для разобщения ствола скважины при проведении технологических операций по воздействию на пласт.

Целью изобретения является повышение надежности работы пакета за счет предотвращения разгерметизации клапанного механизма при одновременном повышении безопасности в эксплуатации.

Это достигается тем, что в интервальном пакере клапанный механизм выполнен в виде ступенчатой втулки, установленной в корпусе, и управляющей муфты со штифтом, жестко закрепленным на ее боковой поверхности, а корпус имеет связанные между собой обечайку с продольным пазом и ограничителем на верхнем конце, перевернутый стакан с центральным отверстием в дне и патрубок, установленный между стаканом и седлом, которое выполнено с пересекающимися радиальным и аксиальным отверстиями, причем запорный элемент размещен в аксиальном отверстии седла с возможностью перекрытия его радиального отверстия и имеет в верхней части выступ, при этом ступенчатая втулка размещена концентрично в стакане и выполнена с двумя наружными кольцевыми выступами и двумя фигурными пазами для размещения в них штифта управляющей муфты и выступа запорного элемента, один фигурный лаз выполнен с чередующимися вертикальными и наклонными участками, соединенными между собой, а другой - волнообразным с чередующимися горизонтальными и наклонными участками, причем вертикальные

вертикальные и наклонные участки, колонна труб 7 связана с НКТ 9 переходной муфтой 10 со штифтом 30, жестко закрепленным на ней и связанным с продольным пазом 16 в обечайке 15. После спуска пакера в заданный интервал повышением давления в НКТ 9 заякоривают пакер в стволе скважины, приспуская пакер, проводят пакеровку ГЭ 1 и 2 с фиксацией сжатого состояния ГЭ 1 и 2 фиксатором 5. Спуском и подъемом НКТ 9 посредством штифта 14 и фигурного паза 24 вращают ступенчатую втулку 11, которая посредством фигурного паза 25 и выступа 23 поднимает или опускает запорный элемент 22, открывая или перекрывая радиальный канал 20, сообщающий за- трубное надпакерное пространство с полостью пакера. Снятие пакера осуществляют натяжкой НКТ 9. 2 з.п.ф- лы, 3 ил.

участки первого фигурного паза расположены напротив горизонтальных участков второго фигурного паза.

На фиг.1 изображен интервальный пакер, общий вид; на фиг.2 - развертка ротора с пазами; на фиг.З - схема размещения обечайки, вариант выполнения.

Пакер содержит верхний 1 и нижний 2 герметизирующие элементы со стволами 3

и 4 и фиксатором 5 сжатого положения герметизирующих элементов 1 и 2, якорь 6 и клапанный механизм, установленный на колонне труб 7 с муфтой 8 на нижнем конце. Колонна труб 7 в верхней части связана

с насосно-компрессорными трубами (НКТ) 9 переходной муфтой 10. Клапанный механизм выполнен в виде ступенчатой втулки 11, установленной концентрично в перевернутом стакане 12, иупрравляющей муфты 13

со штифтом 14, жестко закрепленным на ее боковой поверхности. Перевернутый стакан 12 в верхней части связан обечайкой 15, имеющей продольный паз 16 и ограничитель 17. В нижней части перевернутый стакан 12 через патрубок 18 связан с седлом 19, которое выполнено с пересекающимися радиальным 20 и аксиальным 21 отверстиями, причем в аксиальном отверстии 21 размещен с возможностью перекрытия радиального отверстия 20 запорный элемент 22, имеющий в верхней части выступ 23. Ступенчатая втулка 11 выполнена с двумя наружными кольцевыми выступами и двумя фигурными пазами, верхним 24 и нижним

25, для размещения в них штифта 14 управляющей муфты 13 и выступа 23 запорного элемента 22. Фигурный паз 24 выполнен с

чередующимися вертикальными 26 и наклонными 27 участками, соединенными между собой, а фигурный паз 25 выполнен волнообразным с чередующимися горизонтальными 28 и наклонными 29 участками. Переходная муфта 10 имеет жестко закрепленный на ней штифт 30, установленный в продольном пазу обечайки 15.

Интервальный пакер работает следующим образом.

Пакер спускают в скважину до требуемой глубины на колонне насосно-компрес- сорных труб 9, после чего в ней повышают давление.

При этом якорь 6 плотно прижимается к обсадной колонне. Вес колонны труб передается на герметизирующие элементы 1 и 2, которые одновременно сжимаются и герметизируют кольцевое пространство, при этом фиксатор 5 входит в зацепление с конусными проточками 31 цилиндра 32 и происходит фиксация герметизирующих элементов 1 и 2. При установившемся рабочем положении пакера отверстия 33 - 35 совмещаются, образуя каналы для прохода жидкости.

Для открытия клапана, если он после посадки закрыт, проводят подъем НКТ9 на 1-3 м, обеспечивающий движение колонны труб 7 от нижней мертвой точки вверх на расстояние не менее 0,3 м (для обеспечения перемещения штифта 14 по всему наклон- ному участку 27 верхнего паза 24 и выхода его в вертикальный участок 26 паза, но не более (12 - 0,1) м для предотвращения выхода фиксатора 5 из зацепления с проточками 31, разгерметизации герметизирующих эле- ментов и срыва пакера. При этом штифт 14 управляющей муфты 13 движется вверх вместе с колонной труб 7 и, попадая в наклонный участок 27 фигурного паза 24 при дальнейшем его движении по последнему, приводит к повороту ступенчатой«втулки 11, После ее поворота на 180° штифт 14 попадает в другой вертикальный участок 26 паза 24. Одновременно при вращении ступенчатой втулки 11 выступ 23 запорного элемента 22 перемещается сначала по нижнему горизонтальному участку 28 паза 25, затем по наклонному 29 и далее по верхнему горизонтальному 28 участкам паза 25, при этом открывается канал 20 (клапан открыт).

При открытом клапане жидкость из НКТ 9 через каналы нижнего пакера (путь жидкости при промывке показан на фиг.1 стрелками), попадает в затрубное пространство скважины.

При дальнейшем спуске НКТ9 штифт 14 управляющей муфты 13 движется по вертикальному участку 26 паза 24 до момента

упора переходной муфты 10 в выступ перевернутого стакана 12 клапанного механизма, при этом ступенчатая втулка 11 не поворачивается и запорный элемент 22 остается в открытом (верхнем) положении.

Для последующего закрытия клапана проводят опять подьем-спуск НКТ 9, при этом штифт 14 управляющей муфты 13 перемещается в другой вертикальный участок 26 паза 24. Ступенчатая втулка 11 снова поворачивается на 180°. а выступ 23 запорного элемента 22 перемещается на нижний горизонтальный участок 28 фигурного паза 25, при этом запорный элемент 22 движется вниз и перекрывает радиальный канал 20 (клапан закрыт).

Таким образом, приподьемом-посадкой колонны НКТ 9 осуществляют последовательное открытие-закрытие залорного элемента 22.

Срыв пакера осуществляют подьемом НКТ 9, при этом муфта 8, дойдя до внутреннего выступа ствола 3 верхнего пакера, выводит фиксатор 5 из зацепления с конусными проточками 31 и приводит в транспортное положение герметизирующие элементы 1 и 2, при этом якорь б также приводится в транспортное положение. После этого пакер может быть извлечен на поверхность или установлен в другом интервале для его обработки.

В варианте размещения обечайки 15 (фиг.З), последняя с целью уменьшения длины интервального пакера размещена коак- сиально между ступенчатой втулкой 11 и колонной труб 7, причем штифт 14 управляющей муфты 13 размещен одновременно в фигурном пазу 24 ступенчатой втулки 11 и в продольном пазу 16 обечайки 15.

Формула изобретения

верхнем конце, перевернутый стакан с центральным отверстием в дне и патрубок, установленный между стаканом и седлом, которое выполнено с пересекающимися радиальным и аксиальным отверстиями, причем запорный элемент размещен в аксиальном отверстии седла с возможностью перекрытия его радиального отверстия и имеет в верхней части выступ, при этом ступенчатая втулка размещена кон- центрично в стакане и выполнена с двумя наружными кольцевыми выступами и двумя фигурными пазами для размещения в них штифта управляющей муфты и выступа запорного элемента, один фигурный паз выполнен с чередующимися вертикальными и наклонными участками, соединенными между собой, а другой - волнообразным с

Фиг.2.

Редактор Н.Лазаренко

Составитель В.Беляев Техред М.Моргентал

чередующимися горизонтальными и наклонными участками, причем вертикальные участки первого фигурного паза расположены напротив горизонтальных участков вто- рого фигурного паза

3,Пакер по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что обечайка размещена коаксиаль- но между ступенчатой втулкой и колонной труб, а штифт управляющей муфты размещен одновременно в фигурном пазу ступенчатой втулки, имеющем вертикальные и наклонныеучастки,и в продольном пазу обечайки.

16 Ъ

Ik

Фиг.З

Корректор С.Шекмар