Пакер Советский патент 1992 года по МПК E21B33/12 

Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано для ликвидации грифонов, возникающих из-за нарушения целостности обсадной колонны, для ликвидации аварийной скважины, для глушения аварийной скважины с возможностью ее дальнейшей эксплуатации, для разобщения пластов в скважинах при проведении различных технологических операций.

Известен пакер включающий полый корпус, концентрично установленные на корпусе уплотнительный элемент, нажимную втулку, шлипсы и поршень газогенераторный элемент с запальным узлом, подпружиненный ударный элемент, установленный с возможностью взаимодействия с запальным узлом, и фиксатор, взаимодействующий в исходном положении с ударным элементом.

Цель изобретения - повышение эффективности в работе, снижение времени на подготовку к работе с обеспечением возможности проведения технологических операций в скважине.

При использовании пакера в качестве рабочего агента может быть использован сжатый воздух, что позволяет исключить

VI сл

00 00

время на доставку воды при ее отсутствии на месте.

Для ликвидации аварийной скважины пакер спускается в скважину под давлением, на заданной глубине производится па- керовка, после чего возможно производить цементацию или установку цементного моста.

При необходимости эксплуатации аварийной скважины пакер спускают под давлением на необходимую глубину, производят пакеровку, после чего возможна эксплуатация скважины через колонну труб, на которой пакерующее устройство спущено в скважину.

Для увеличения надежности пакеровки в скважину может быть спущено несколько пакеров, соединенных последовательно друг с другом. При этом срабатывание всей гирлянды спущенных пакеров производится последовательно одним клапанным седлом, имеющим заходный конус, с шаровым запорным элементом.

Дли ликвидации грифонов пакер спускают под давлением ниже места разруше- ния обсадной колонны и производят пакеровку, чем изолируют место разрушения от фонтанирующего флюида.

На фиг. 1 изображен пакер до пакеровки; на фиг 2 - то же, после пакеровки; на фиг. 3 - узел I на фиг. 1.

Пакер содержит разъемный полый корпус .1 с центральным осевым каналом 2. В верхней части корпуса концентрично каналу 2 размещен кольцевой подпружиненный поршень 3 с пружиной 4. Ниже поршня 3 на наружной поверхности корпуса 1 последовательно установлены с возможностью взаимодействия своими торцами друг с другом и с нижним торцом поршня 3 шлипсы 5, нажимная втулка 6, и уплотнительный элемент 7, упирающийся своим нижним торцом в кольцевой бурт нижней части корпуса 1. В кольцевой проточке в верхней части поршня 3 находится поджатый пружиной 4 поршня 3 газогенераторный элемент 8. над которым в нижней части каждого из периферийных осевых каналов, выполненных в верхней части корпуса 1, размещен запальный узел 9. Выше запальных узлов 9 в каждом из периферийных осевых каналов в верхней части корпуса 1 размещен подпружиненный ударный элемент 10 с пружиной 11. В средней части ударного элемента 10 выполнен наружный кольцевой выступ 12 (фиг. 3) с зубом 13 для взаимодействия с ответной частью фиксатора 14, выполненного в виде штыря с каналом, установленного в радиальном канале корпуса 1, сообщающим периферийный осевой с центральным осевым 2 каналами корпуса 1. В центральном осевом канале 2 корпуса 1 установлено клапанное седло 15 под бросовый запорный элемент в виде шара 16. На

5 наружной поверхности седла 15 выполнена кольцевая проточка, в которой размещены фиксаторы 14 в своем исходном положении. Разъемные части корпуса 1, поршень 3, седло 15 снабжены уплотнительными кольцами

0 17. В верхней части корпуса 1 имеется резьба для присоединения к колонне труб (не показаны), на которых пакер спускают в скважину.

Пакер работает следующим образом,

5 Пакер спускают в обсаженную аварийную скважину до требуемой глубины на ко- лоннебурильныхили

насосно-компрессорных труб, соединенных на резьбе с корпусом 1. центральный осевой

0 канал 2 которого закрыт снизу обратным или срезным клапаном (не показан). После этого в трубном канале создают давление. При этом в качестве рабочего агента может применяться как жидкость, так и сжатый

5 воздух. Рабочий агент, не имея выхода из центрального осевого канала 2 устройства, перекрытого клапанным седлом 15 с шаром 16. давит на седло 15, перемещая его вниз по каналу 2. При этом седло 15 наклонным

0 участком проточки на свсей наружной поверхности находит на ответный участок фиксаторов 14 и перемещает их от оси устройства. При этом центральный осевой канал 2 устройства освобождается для пере5 мещения седла 15 вниз. Фиксаторы 14, перемещаясь по радиальным каналам корпуса

Iв направлении от оси, выходят из контакта с ответными поверхностями наружного

кольцевого выступа 12 с зубом 13, выпол- 0 ненного в средней части ударного элемента 10. Зуб 13 стопорит фиксатор 14 от случайных и вибрационных перемещений последнего в его исходном положении При этом ударные элементы 10 освобождаются для их 5 перемещения вниз под действием пружины

IIпо периферийным осевым каналам корпуса 1. Ударные элементы 10 приходят & соприкосновение с запальными узлами 9 и приводят их в действие. Запальные узлы 9

0 поджигают газогенераторный элемент 8. Образовавшиеся при сгорании газы, не имея выхода из внутренних полостей корпуса 1 (выход в центральный осевой канал 2 герметизирован уплотнительными кольца5 ми седла 15, не успевшего значительно переместиться вниз за столь краткое время сгорания), давят на рабочую площадь кольцевого поршня 3, перемещая последний с пружиной 4 вниз. Движение поршня 3 пере- дается шлипсам 5 и нажимной втулке б через их торцы, в результате чего уплотни- тельный элемент 7 сжимается, деформируется и герметизирует затрубное пространство. При этом шлипсы 5 перемещаются по наклонной части корпуса 11 до сцепления их зубьев со стенкой обсадной колонны, в результате чего пакерное устройство заклинивается в обсадной колонне.

Формула изобретения

Пакер, включающий полый корпус, кон- центрично установленные на корпусе уп- лотнительный элемент, нажимную втулку, шлипсы и поршень, газогенераторный элемент с запальным узлом, подпружиненный ударный элемент, установленный с возможностью взаимодействия с запальным узлом, и фиксатор, взаимодействующий в исходном положении с ударным элементом, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности в работе, уменьшения времени на подготовку к работе с обеспечением возможности проведения различных

технологических операций в скважине, он снабжен седлом с наружной кольцевой проточкой, установленным в центральном осевом канале корпуса с возможностью осевого перемещения под действием бросового запорного элемента, а корпус в верхней части выполнен с концентричной центральному осевому каналу кольцевой полостью, радиальным и осевым перифе0 рийным каналами, сообщающимися между собой и кольцевой полостью корпуса, причем поршень установлен в кольцевой полости корпуса, газогенераторный элемент размещен в торце поршня, а подпружинен5 ный ударный элемент и фиксатор - соответ- ственно в осевом периферийном и радиальном каналах, при этом фиксатор выполнен в виде штыря с каналом и имеет наклонный участок на наружной торцовой

0 поверхности, размещен в кольцевой проточке седла и установлен с возможностью радиального перемещения при осевом перемещении последнего.

Изобретение относится к буровой тех-. нике и используется для разобщения пластов в скважинах при проведении различных технологических операций. Цель изобретения - повышение эффективности работы, уменьшение времени на подготовку к работе с обеспечением возможности проведения различных технологических операций в скважине. Для этого в пакере, включающем корпусы с установленным на нем уплотнительным элементом 7, центральном осевом канале 2 корпуса 1 установлено седло 15 с наружной кольцевой проточкой, а корпус 1 в верхней части выполнен с кольцевой полостью, в которой установлен поршень 3. После спуска в седло бросового элемента 16 и создании давления в трубном канале седло 15 наклонным участком взаимодействует с фиксатором 14, установленным в радиальном канале корпуса, и перемещает их от оси устройства. При этом ударные элементы 10, установленные в периферийных каналах корпуса, под действием пружины 11 перемещаются внизм приводят в действие запальные узлы 9. Последние поджимают газогенераторный элемент 8. Образовавшиеся при сгорании газы давят на рабочую поверхность кольцевого поршня 3. Движение последнего передается клапаном 5 к нажимной втулке 6, в результате чего уплотнительный элемент 7 сжимается. 3 ил. сл с

75

Ј е

Фиг. 2

12

фиг. 3