Пакер гидравлический Советский патент 1993 года по МПК E21B33/12 

И

оо

ю

гидравлическую камеру 12, связанную через радиальные каналы 3 с полостью ствола 13 и цангу 14, жестко связанную с выступом 15 ствола 1. Нижний конус 9 образует с корпусом 1 камеру 16, связанную через радиальные каналы 2 с полостью 13 ствола. Цанга 14 в исходном положении пакера находится в хвостовике п л а ш ко держателя 11, у которого нижний торец взаимодействует с выступом корпуса. С увеличением давления выше давления опрессовки внутренней полости 13 п акера плашкодержа тель 11 входит из фиксации цанги и осуществляется движение заякоривающих узлов, плашка- держатели 11, плашки 10 и конуса 9, при этом конус 6 с плашками 7 перемещается через уплотнительные манжеты 8 до упора в нижний торец муфты 18. После установки пакера снимают натяжение колонны труб. При изменении температуры ствол пакера свободно перемещается относительно заякоривающих узлов, исключая самопроизвольное освобождение пакера. 1 ил.

Изобретение относится к технике добычи нефти. Цель - обеспечение надежности установки пакера и увеличение проходного сечения ствола при ограниченном наружном диаметре пакера. Пакер содержит полый ствол 1 с радиальными каналами 2 и 3 и кольцевыми проточками 4 и 5, верхний конус б с плашками 7, установленный в кольцевой проточке 4 с возможностью осевого перемещения, уплотни-ельные манжеты 8, размещенные на стволе 1, нижний конус 9 с плашками 10 и плашкодержателем 11, име-. ющим хвостовик и образующий со стволом

Изобретение относится к нефтегазодо- бывающей промышленности, в частности к технике добычи нефти газлифтным спосо-. бом и может быть применено для разобщения затрубного пространства скважины от трубного, с Целью; предотвращения прорыва закачиваемого газа через башмак труб, исключения воздействия на забой давления закачиваемого газа, повышения эффективности использования энергии пластового газа, эксплуатации многопластовых залежей, а также для выявления места дефекта эксплуатационной колонны.

Известен пакер (авт.св. N 307177, кл. Е 21 В 33/12, 1971), состоящий из ствола, уп- лотнительных манжет, заякоривающих узлов в виде плашки с конусом и гидропривода.

Также известен пакёр гидравлический типа 1ПТГМ (Ю.В.Зайцев и др. Оборудование для предотвращения открытых фонтанов нефтяных и газовых скважин. М,, Недра, 1973, стр.20-21), содержащий полый ствол с каналом, верхний конус с плашками, уплотнительные манжеты, установленные на стволе, нижний конус с плашками и плашко- держателем, гидропривод и цангу, Здесь пакер обладает следующими недостатками:

гидропривод имеет сложную конструкцию (состоит из 6 деталей), что снижает на- дежность работы пакера и уменьшает при. ограниченном наружном диаметре проход-. нов отверстие ствола; а это в свою очередь снижает потенциальный дебит скважины, особенно при высоких значениях коэффициентов продуктивности пласта;

для посадки пакера требуется значительно большее давление в колонне труб для обеспечения полной деформации манжет и высокого коэффициента герметичности между трубным и затрубным пространством (так как при ограниченном диаметре пакера площадь поршня в гидроприводе относительно маленькая), что приводит к увеличению вероятности негерметичности подъемных труб, а также к сужению области применения пакера по диаметру эксплуатационной колонны и,кроме этого,возможности порыва труб и пр.;

перемещение конуса происходит после перемещения плашки, при этом может создаться мгновенный удар на плашки через

поршень, что приводит к преждевременному з аякориванию плашки и повышению вероятности заклинивания;

цанга установлена внутри гидропривода с возможностью перемещения вдоль

ствола, что с одной стороны приводит к уменьшению проходного сечения пакера при ограниченном диаметре, а с другой стороны такая конструкция не позволяет достигнуть достаточную осевую силу,

обеспечивающую высокое давление при оп- рессовке пакера, а значит,не позволяет проверить герметичность, уплотнительных элементов гидропривода.

Целью изобретения является обеспечение надежности установки пакера и увеличение проходного сечения ствола при

ограниченном наружном диаметре пакера. Положительный эффект от применения пакера ожидается за счет обеспечения высокого коэффициента герметичности (между трубным и затрубным пространством) и большей производительности, скважины, особенно при высоких значениях коэФфицие йтов продуктивности пласта. При этом

ожидаемый удельный экономический эффект от внедрения пакера составит не менее 1,1 тыс.руб./скв.

Указанная цель достигается тем, что ствол выполнен с дополнительными радиальными каналами и кольцевым выступом в нижней части, а нижний корпус образует с корпусом камеру, связанную через дополнительные радиальные каналы с полостью

ствола, при этом цанга жестко связана с выступом ствола, а нижний торец хвостовика плашкодержателя взаимодействуете выступом корпуса.

На чертеже изображен общий вид паке- ра в исходном положении.

Пакер содержит полый ствол 1 с радиальными каналами 2, 3 и кольцевыми проточками 4, 5, корпус 6 с плашками 7, установленный в кольцевой проточке (выступа) 4 с возможностью осевого перемеще- ния, уплотнительные манжеты 8, размещенные на стволе 1, нижний конус 9 с плашками 10 и плаш кодержателем 11, имеющим хвостовик и образующий со стволом 1 гидравлическую камеру 12,связанную через радиальные каналы 3 с полостью 13 ствола 1,и цангу 14,жестко связанную с выступом 15 ствола 1. Нижний конус 9 образует со стволом 1 камеру 16, связанную через радиальные каналы 2 с полостью 13. Цанга 14 в исходном положении пакера находится в хвостовике плашкодержателя 11, у которого нижний торец взаимодействует с выступом корпуса.

Работа пакера происходит следующим образом. Он спускается в скважину на колонне НКТ до заданной глубины. Его запа- кировка осуществляется перекрытием нижнего прохода ствола 1 путем установки обратного клапана в посадочный ниппель 17 и созданием избыточного давления жидкости внутри колонны НКТ. При этом давление действует на камеры 16 и 12 через каналы 2,3 ствола 1. С увеличением давления выше, чем давление опрессовки внутренней полости 13 . пакера, плашкодержатель 11 выходит из фиксации цанги 14 и осуществляется движение заяко- ривающих узлов. То1 есть происходит взаимосвязанное движение плашкодержателя 11, плашки 10 и конуса 9. Причем конус 9 в свою очередь перемещает верхний заякори- вающий узелгт.е, конус 6 с плашками 7 через , уплотнительные манжеты 8 до упора в нижний торец муфты 18. Далее, при увеличении давления жидкости в колонне НКТ до посадочного давления пакера, плашки 7 перемещаются над конусом 6. и контактируют со стволом скважины, затем деформируются уплотнительные манжеты 8 под усилием конуса 9. При этом плашки 10 полностью перемещаются над конусом 9 и контактируют со стволом скважины. Затем резко стравливается давление жидкости внутри колонны НКТ, тем самым усилие сжатых уплотнительных манжет 8 передается через конус 9 на плашки 10, находящиеся в контакте со стволом скважины и обеспечивается заяко- ривание, то есть самофиксация рабочего по- ложения пакера.

После установки пакерз и снижения давления снимается натяжение колонны НКТ, причем при изменении температуры в скважине ствол пакера свободно перемещается относительно заякоривающих узлов, тем самым исключается самопроизвольное освобождение пакера. Его освобождение происходиттолько после снятия свободного хода ствола 1 пакера с подъемом колонны

НКТ. Таким образом, при подьеме колонны НКТ ствол 1 пакера перемещается вверх и после исключения свободного хода верхний кольцевой выступ 4 ствола 1 упирается в нижний торец конуса б и освобождает его

из-под плашек 7. С дальнейшим перемещением ствола 1 уплотнительные манжеты 8 приходят к первоначальному состоянию, а затем нижний кольцевой выступ 5, упираясь в бурт конуса Эуэсвобождает его из-под плашек 10. При этом плашкодержатель 11 приходит к исходному состоянию, причем его нижнее положение фиксируется цангой 14. Таким образом пакер подготавливается к повторной установке.

Формула изобретения. Пакер гидравлический, содержащий полый ствол с радиальными каналами и кольцевой проточкой, установленный 8

кольцевой проточке ствола с возможностью осевого перемещения верхний конус с плашками, установленные на стволе уплотнительные манжеты, нижний конус с плашками и плашкодержателем, имеющим

хвостовик, образующий со стволом гидравлическую камеру, связанную через радиальные каналы с полостью ствола и цангу, установленную в хвостовике плашкодержателя, фиксирующую его относительно ствола, отличающийся тем, что, с целью обеспечения надежной установки пакера и увеличения проходного сечения ствола при ограниченном наружном диаметре пакера, ствол выполнен с дополнительным выступом в нижней части, а нижний конус образует с корпусом камеру, связанную через дополнительные радиальные каналы с полостью ствола, при этом цанга жестко связана с выступом ствола, а нижний торец хвостовика плашкодержателя взаимодействует с выступом корпуса.