Пакер Советский патент 1991 года по МПК E21B33/12 

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к зако- лонным пакерам для изоляции пластов при креплении скважин.

Цель изобретения - повышение надеж- ности работы пакера за счет дополнительной деформации его уплотнительного элемента в процессе эксплуатации пакера в скважине.

На фиг. 1 пакер представлен в исходном положении; на фиг. 2 - то же, в процессе цементирования скважины; на фиг, 3 - то же, при приведении в действие; на фиг. 4-то же, при его эксплуатации в скважине.

Пакер (см. фиг. 1) содержит полый кор- пус 1 с кольцевым выступом 2, центральным и радиальными каналами 3 и 4, размещенные на корпусе 1 уплотнительный элемент 5 с верхней и нижней опорами б и 7, взаимодействующую с уплотчительным элементом 5 дифференциальную втулку 8 с фиксатором 9, образующую с корпусом 1 заполненную жидкостью кольцевую полость 10, сообщающуюся при приведении пакера в действие с центральным каналом 3 корпуса 1 через его радиальный канал 4, и установленный в корпусе 1 срезной элемент 11. В корпусе 1 пакера выполнен дополнительный канал 12, соединенный с кольцевой полостью 10, в дифференциальной втулке 8 выполнен ра- диальный канал 13, в радиальном и дополнительном каналах 4 и 12 установлены верхний и нижний клапаны 14 и 15 с воз- можностью разобщения кольцевой полости 10 от центрального канала 3 корпуса 1 после 1 приведения пакера в действие и сообщения его через дополнительный канал 12с подпа- керным пространством 16 скважины в процессе эксплуатации пакера. При этом срезной элемент 11 установлен в корпусе 1 с возможностью фиксации верхнего клапана 14 в радиальном канале 4 в закрытом положении, а дифференциальная втулка 8 с установленной в ней верхней опорой 6 уплотнительного элемента 5, корпусом 1 и его кольцевым выступом 2 образуют дополнительную кольцевую полость 17, сообщающуюся через радиальный канал 13 дифференциальной втулки 8 с надпакерным пространством 18 скважины. Герметизация

кольцевой полости 10 пакера обеспечивается уплотнительными кольцами 19 и 20. Пакер спускается в скважину 21 на колонне обсадных труб (не показаны).

Пакер действует следующим образом.

В процессе цементирования скважины (см. фиг. 2) при прохождении через пакер продавочной пробки 22 разрушается срезной элемент 11, который падает на забой скважины. При этом освобохсдается верхний клапан 14, который однако остается в закрытом положении до окончания цементирования скважины как за счет действия внутреннего избыточного давления в обсадной колонне, так и за счет возможности его открытия только на перепуск жидкости внутрь обсадной колонны.

После окончания цементирования скважины избыточное давление в обсадной колонне снижают до нуля, При этом (см. фиг. 3) за счет разности гидростатических давлений жидкостей в затрубном w внутритруб- номпространствахскважины

дифференциальная втулка 8 перемещается вниз, вытесняя жидкость из кольцевой полости 10 через радиальный канал 4 и верхний клапан 14 в центральный канал 3 корпуса 1 пакера, сжимая уплотнительный элемент 5 и расширяя его до стенок скважины 21. Таким образом, происходит пакеровка затруб- ного пространства скважины 21 и закрепление дифференциальной втулки 8 в нижнем положении, При перемещении втулки 8 вниз тампонажный раствор из над- пакерного пространства 18 скважины поступает в полость 17. После этого верхний клапан 14 закрывает радиальный канал 4, разобщая кольцевую полость 10 от центрального канала 3 корпуса 1 пакера при проведении технологических операций, связанных с повышением давления в обсадной колонне.

При снижении давления в лодпакерном пространстве 16 скважины в период ОЗЦ (см. фиг. А} из-за разгрузки гидростатического давления сголба тампонажного раствора под пакером, частичного поглощения и фильтрации воды из него в пласты открывается нижний клапан 15, сообщая кольцевую полость 10 через дополнительный канал 12

с подпакерным пространством 16 скважины, При этом происходит дополнительное перемещение дифференциальной втулки 8 вниз и дальнейшее сжатие уплотнительного элемента 5, увеличивающее герметичность его прижатия к стенкам скважины 21. Этому способствует также дополнительное усилие на уплотнительный элемент 5 от действия разности давлений между надпакерным и подпакерным пространствами 16 и 18 сква- жины на верхнюю опору 6 через радиальный канал 13 и кольцевую полость 17. Формула изобретения Пакер, содержащий полый корпус с кольцевым выступом, центральным и ради- альным каналами, размещенные на корпусе уплотнительный элемент с верхней и нижней опорами, взаимодействующую с уплот- нительным элементом дифференциальную втулку с фиксатором, образующую с корпу- сом заполненную жидкостью кольцевую полость, сообщающуюся при приведении пакера в действие с центральным каналом корпуса через его радиальный канал, и установленный в корпусе срезной элемент о т-

пинающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе за счет обеспечения дополнительной деформации уплотнительного элемента в процессе эксплуатации пакера в скважине, в его корпусе выполнен дополнительный канал, соединенный с кольцевой полостью, а в дифференциальной втулке - радиальный канал, в радиальном и дополнительном каналах установлены верхний и нижний клапаны с возможностью раз- общения кольцевой полости от центрального канала корпуса после приведения пакера в действие и сообщения его через дополнительный канал с подпакерным пространством скважины в процессе эксплуатации пакера, причем срезной элемент установлен в корпусе с возможностью фиксации верхнего клапана в радиальном канале в закрытом положении, а дифференциальная втулка с верхней опорой уплотнительного элемента, корпусом и его кольцевым выступом образуют дополнительную кольцевую полость, сообщающуюся через радиальный канал дифференциальной втулки с надпакерным пространством скважины

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин. Цель - повышение надежности в работе за счет обеспечения дополнительной деформации уплотнительного элемента в процессе эксплуатации па- кера в скважине. В корпусе 1 выполнен дополнительный канал 12, соединенный с кольцевой полостью 10. Пакер снабжен дифференциальной втулкой 8, в которой выполнен радиэльноый канал 13. Корпус 1 имеет центральный 3 и радиальный 4 каналы. В каналах 4 и 12 установлены верхний 14 и нижний 15 клапаны с возможностью разобщения полости 10 от канала 3 после приведения пакера в действие и сообщения его через канал 12 с подпакерным пространством скважины в процессе эксплуатации пакера. В корпусе 1 установлен срезной элемент 11с возможностью фиксации верхнего клапана 14 в канале 4 в закрытом положении. Втулка 8 с установленной в ней верхней

Фиг,2

Фиг.З

18

15

Фиг.Ь