Устройство для установки уплотнительного элемента в скважине Советский патент 1992 года по МПК E21B33/12 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а името к гидравлическим устройствам для устан|)в|си па керов в буровой скважине.

Известно устройство для установки niiкера в скважине с использованием п«дррстатического давления ск&ажшнмой жидкости, содержащее корпус, цилиндр е жидкостью, воздушную камеру, поршни с хвостовиками, подвижную и неподвижную опоры, уплотнительный элемент. Уствкошса герметизирующего элемента в скважине происходит при его сжатии между олордмй под действием гидростатического ,

после чего происходит разруш1ение разрывного элемента, жестко связывающего хвостовик и нижнюю опору.

Недостатком данного устройства является наличие расходной детали - нижней опоры, что удорожает проведение скаджиннУх рзбот установке пакеров. Кроме того, падение нижней опоры на забой при. извлечении устройства на поверхность засоряет скважину и создает опасность возНикиовения аварии при последующем проведении любых скважинных работ при установке устройством в скважине нескольких пакеров.

Известно устройство для установки пакера в скважине, содержащее полый корпус с воздушной камерой и каналом, установленные в корпусе клапан с приводом, жестко связанный с корпусом и имеющий радиальный канал, цилиндр, полость которого заполнена жидкостью и связана через канал корпуса и клапан с воздушной камерой корпуса, установленный в цилиндре силовой поршень с хвостовиком, имеющим осевой канал, установленную в нижней части цилиндра оправку с уплотнительным элементом и взаимодействующую с уплотнительным элементом опору в виде связанных с хвостовиком осей с ловоротными упорами и установленный в полости хвостовика опорный поршень, причем полость над опорным поршнем заполнена жидкостью и связана осевым каналом с радиальным каналом в цилиндре в крайнем верхнем положении силового поршня.

Недостатком данного устройства является сложная конструкция хвостовика, имеющего осевой канал. При установке в скважине с помощью устройства ремонтного пластыря, длина которого может достигать десяти и более метров, соответственно длинным должен быть и хвостовик, жестко связанный с силовым поршнем. Длинный хвостовик с осевым каналом конструктивно сложен и нетехнологичен в изготовлении. Следующий недостаток состоит в том, что, учитывая различное количество проточек на устанавливаемых уплотнительных элементах в зависимости от функций, выполняемых пакерами, ход силового поршня до совмещения канала в нем и радиального канала в корпусе устройства будет меняться, что приведет к необходимости частой разборки прибора, с целью фиксированного перемещения уплотнительных колец по поверхности силового поршня.

Цель изобретения - упрощение конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве для установки уплотнительного элемента в скважине, включающее полый, корпус с газовой и жидкостной камерами, связанными друг с другом каналом с клапаном, узел управления клапаном, расположенный в силовой камере корпуса поршень, расположенный под корпусом и жестко связанный одним концом с поршнем хвостовик с ограничителем на свободном конце в виде полой опоры с окнами, расположенных в окнах поворотных рычагов, одними концами взаимодействующих с фиксатором рычагов, расположенных над ними в полости опоры, и уплотнительный элемент концентрично установленный на хвостовике между нижним торцом корпуса и свободными концами рычагов ограничителя, фиксатор рычаговограничителя имеет в нижней части разрывной элемент, связанный разьемно свободным концом с опорой, причем усилие среза разрывного элемента больше рабочего усилия установки уплотнительного элемента. Технических решений, в которых имелись

0 бы признаки, сходные спризнаками, отличаемыми предлагаемое решение от известного не обнаружено, поэтому предлагаемое решение обладает существенными отличиями.

5 На чертеже представлено устройство.

Устройство включает корпус 1 с газовой 2 и жидкостной 3 камерами, канал 4, клапан 5 с узлом управления клапаном (соленоидом) 6, гидравлическое реле 7 с каналом 8,

0 силовую камеру 9 с расположенным в ней поршнем 10, хвостовик 11, в нижней чарти которого выполнен ограничитель 12 с поворотными рычагами 13, фиксатор рычагов 14 с разрывным элементом 15, расположенный

5 в полости оНоры 16, уплотнительный элемент 17, одетый на внутреннюю оправку 18. Устройство спускается в скважину на электрокабеле 19.

Устройство работает следующим обра0 зом.

На поверхности жидкостную камеру 3 заполняют несжимаемой жидкостью, например, маслом. Фиксатор рычагов 14 вворачивается по резьбе в ограничитель 12 до

5 тех пор, пока не будет обеспечено свободное вращение на осях поворотных рычагов ТЗ. Уплотнительный элемент пакера 17, одетый на внутреннюю оправку 18 устанавливается на нижней торец корпуса 1. Далее

0 фиксатор рычагов 14 с разрывным элементом 15 выворачивается по резьбе из ограничителя 12 до тех пор, пока не произойдет поджатие внешней частью поворотных рычагов 13 уплотнительного элемента 17 к выступу внутренней оправки 18, а внутренней част1 ю поворотных рычагов 13 фиксатора рычагов 14. Устройство к месту установки в скважине спускается на электрокабеле 19, При этом клапан 5 находится в закрытом

0 положении и разобщает каналы 4 и 8. Гидравлическое давление столба жидкости, находящейся в скважине, давит на поршень 10. стремясь переместить его вверх и сжать уплотнительный элемент 17. По достижении

5 места установки пакера по кабелю 19 подается ток в обмотку соленоида 6. Сердечник соленоида втягивается, перемещая клапан 5 в крайнее крайнее нижнее гтоложение. При этом происходит сообщение каналов 4 и 8, начинается переток масла из жидкостной камеры 3 в газовую камеру 2 через гидравлическое реле 7 и каналы 4 и 8. Поршень 10 под воздействием гидростатиче.Ского давления скважин ной жидкости перемещается вверх, выдавливая масло из камеры 3, и посредством неподвижно зафиксированных поворотных рычагов 13 сжимает уплотнительный элемент 17, который сначала упруго, а затем пластически деформируется и прижимается к внутренним сте.нкам обсадной колонны. Установленное на пути перетока масла гидравлическое реле 7 представляет собой канал малого сечения с большим гидравлическим сопротивлением. Гидравлическое реле 7 обеспечивает сиижение динамических нагрузок при открытии клапана 5 и плавность процесса сжатия уплотнительного элемента 17. Осевое уеилие сжатия зависит от гидростатического столба жидкости, находящейся в-скважИне (глубины установки) и активной площади порщня 10, на которую действует это давление. В конечной фазе хода поршня 10 в силовой камере 9 произойдет разрушение разрывного элемента 15, усилие разрк а которого рассчитано таким образом, чтобы прежде произошло полное сжатие уплотнительного элемента 17. При этом поворртны е рычаги 13 поворачиваются на осях, ввиду смещения фиксатора рычагов 14 в процессе разрушения в полость опоры 16. Натяжением кабеля 19 устройство поднимается йа поверхность. На месте установки octaeтcя пакер, представляющий собой дефор|уц4ро ванный уплотнительный элемент 17 на внут ренней оправке 18. После поднятия устройства на поверхность для проведения следующей установки пакера в скважине необходимо перекачать масло из газовой камеры 2 в жидкостную камеру 3 установить новый уплотнительный элемент 17 на внутренней оправке 18. извлечь разрушенный

фиксатор рычагов 14 с разрывным элементом 15 из ограничителя 12, заменив его новым.

Экономическая эффективность от внедрения устройства заключается в удешевлении изготовления за счет упрощения, конструкции, обслуживания, исключающего процессы сборки-разборки прибора перед спусками в скважину, а также заполнение маслом полости канала хвостовика. Увеличивается надежность прибора за счет жесткого закрепления поворотных рычагов, исключающих их поворот в процессе спуска прибора в скважину до начала ремонтных работ.

Формула изобретения Устройство для установки уплотнительного элемента в скважине, включающее полый корпус с газовой и жидкостной камерами, €1вяззнными друг с другом каналом с клапаном узел управления клапаном, расположенный в жидкостной камере корпуса поршень, расположенный под корпусом и.жестко связанный одним концом с поршнем хвостовик с ограничителем на свободном конце в виде полой опрры с окнами, расположенных в окнах поворотных рычагов, одними концами взаимодействующих с фиксатором рычагов, расположенным над ними в полости опоры, и уплотните/ ьный элемент, концентрично установленный на хвостовике между нижним торцом корпуса и свободными концами рычагов ограничителя, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции устройства, фиксатор рычагов ограничителя имеет в нижней части разрывной элемент, связанный разъемно свободным концом с опорой, причем усилие среза разрывного элемента больше рабочего усилия установки уплотнительного элемента.

-f

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к гидравлическим устройствам для установки пакеров в буровой скважине. Цель - yrtpo^щение конструкции устройства. Для этого фиксатор рычагов ограничителя 14 имеет в нижней части разрывной элемент 15. связанный разъемио свободным концом с опорой 16. имеющей окна, в которых установлены поворотные рычаги 13. Последние одйими концами взаимодействуют с фиксаторами рычагоё 14, которые расположены над поворотными рычагами 13 в полости опоры, жестко связанной с хвостовиком 11 поршня 10. По достижении места установки устройства подают сигнал в расположенный в жидкой камере узел & управления, перемещая клапан 5 в крайнее нижнее положение. При этом начинается переток масла из расположенных в корпусе 1 жидкостной камеры 3 в газовую камеру 2. После полного сжатия уплотнительного элемента благодаря тому, что усилие среза разрывного элемента больше рабочего усилия установки упяотнительного элемента, происходят разрушение разрывного элемента 15 и установка пакера.1 ил.. ^»fe