Пакерное устройство Советский патент 1993 года по МПК E21B33/12 

ний ствол 3 с уплотнением 17 для перекрытия радиальных каналов с наружного ствола 5, сообщающих гидравлически полость внутреннего ствола с пространствами над и под уплотнительными элементами и плашки 8 с плашкодержателем 7, снабжено жестко связанной с верхней частью внутреннего ствола полой головкой 2 с радиальными каналами б и кольцевым выступом т на наружной поверхности, жестко связанном с плашкодержателем 7 цилиндром 10 с .калиброванным каналом ж на нижнем торце, обратным клапаном 4, перекрывающим нижний торец наружного ствола 5, размещенной над уплотнительным элементом манжетой 14 с конусным наконечником 15, установленным подвижно на наружном стволе с возможностью взаимодействия с кольцевым выступом 2 головки, и стопорами 6, фиксирующими наружный 5 и внутренний 3 стволы при спуске и подъеме пакера и наружный ствол 5 с плашкодержателем 7 при пакеров- ке. При перемещении вниз внутреннего ствола 3 уплотнение 17 перекрывает боковые каналы с наружного ствола 5,. а конусный наконечник 15 расширяет манжету 14, обеспечивая с уплотнительным элементом 12 герметичность разобщения эксплуатационной колонны. Наружный ствол 5 выполнен с окнами под стопоры 6, и внутренний ствол 3 и плашкодержатель 7 имеют канавки для последовательного размещения в них стопоров 6 при спуске и подъеме устройства и в процессе паке- ровки, 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к нефтегазодо- бывающей промышленности, а именно к скважинным устройствам для многократной, неинтервальной опрессовки эксплуатационной колонны. Цель - обеспечение надежной пакеровки при многократной поинтервальной опрессовке эксплуатационной колонны с помощью канатной техники. Для этого пакерное устройство, включающее телескопически установленные друг относительно друга полые наружный ствол 5 с радиальными каналами б и уплотнительным элементом 12 и внутрен1

Изобретение относится к нефтегазодо- бывэющей промышленности, а именно к скважинным устройствам для обеспечения многократной поинтервальной опрессовки различных участков эксплуатационной колонны.

Известен пакер типа ПМП 269 конструкции БашНИПИНефть, состоящий из верхнего и нижнего перекрывающего узла, в середине которого установлен эластичный герметизирующий элемент; предназначенный для перекрытия затрубного пространства. При нагнетании жидкости через центральный проход пакера, уменьшенное сечение штока образуемое между втулкой и штуцер-седлом создают сопротивление движению жидкости, воздействующее на кольцевой поршень - толкатель. При этом раздвигаются плашки узлов металлического перекрытия и резиновый элемент сжимается между двумя узлами ограничительных плашек.

Недостатком указанного пакера является невозможность его окончательной герметичной посадки на малых глубинах из-за нехватки веса НКТдля создания необходимой осевой нагрузки на резиновый элемент.

Известен пакер конструкции ТатНИИ для испытания цементного кольца типа Б44, состоящий из головки, верхнего и нижнего стволов, самоуплотняющейся манжеты, упирающейся в упорное кольцо и одетого на стволы фонаря. К нижнему концу фонаря присоединено седло шарового клапана.

Недостатком указанного пакера является затекание самоуплотняющейся манжеты между внутренней стенкой эксплуатационной

колонны и корпусом пакера в направлении движения жидкости. Отсутствие камеры для создания противодавления, противодействующего затеканию самоуплотняющейся

манжеты при опрессовкеувеличивает вероятность отказа работы пакера. Кроме того, спуско-подъемные работы пакера проводятся только с помощью колонны НКТ.

Известен пакер типа ППГМ1 с гидромеханическим управлением.

Пакер состоит из ствола, уплотнитель- ного элемента, заякоривающего узла, включающего конус, плашки, плашкодержатель и шаровой клапан, установленный на стволе.

Недостатком указанного пакера является отсутствие возможности герметичной посадки пакера при малых глубинах из-за нехватки необходимого веса колонны НКТ для создания осевой нагрузки на резиновые

элементы, а также проведение спуско-подъ- емных работ только с помощью колонны НКТ, Наиболее близким к изобретению является пакерное устройство, включающее те- лескопически установленные друг

относительно друга полые наружный ствол с радиальными каналами и уплотнительным элементом и внутренний ствол с уплотнением для перекрытия радиальных каналов наружного ствола, сообщающих гидравлически

полость внутреннего ствола с пространствами над и под уплотнительными элементами и плашки с плашкодержателем.

Недостатками указанного пакерного устройства являются сжатие уплотнительных

элементов и фиксация плашек с эксплуатационной колонной при установке пакера осуществляются с упором на забой; перекрытие радиальных каналов на внутреннем стволе производится механически с устья путем вращения и перемещения вверх внутреннего ствола с помощью колонны НКТ после сжатия уплотнительных манжет и фиксации плашек с эксплуатационной колонной; распакеровка производится после открытия радиальных каналов механически с устья вращением и перемещением вниз внутреннего ствола с помощью колонны НКТ.

Поэтому в известном устройстве исключается возможность одновременной установки пакера с перекрытием радиальных каналов, а также возможность одновременной распакеровки с открытием радиальных каналов внутреннего ствола.

Целью изобретения является создание возможности проведения многократной оп- рессовки на различных участках эксплуатационной колонны с помощью канатной техники и повышение надежности работ,

Это достигается тем, что в устройстве ствол выполнен из двух телескопически соединенных частей - наружной и внутренней, осевое перемещение которых фиксировано стопорами, установленными в бкнах наружного ствола, а внутренний Ствол и плашкодержатель выполнены с кольцевыми канавками для последовательного размещения в них стопоров при спуске и подъеме устройства в процессе пакеров- ки.

На фиг, 1 показано пакерное устройство во время спуска в скважину; на фиг. 2 - то же, в рабочем положении; на фиг. 3 - то же, после его освобождения.

Устройство содержит груз 1, присоединенный к головке 2, имеющей радиальные каналы б и кольцевой выступ г (головка Жестко связана с верхней частью внутреннего ствола 3), обратный клапан 4, перекрывающий нижний торец наружного ствола 5, выполненного с окнами под стопоры 6, которые при спуске и подъеме устройства в Процессе пакеровки последовательно размещаются в кольцевых канавках д и е внутреннего ствола 3 и плашкодержателе 7, в верхней части которого установлены Плашки 8, взаимодействующие с конусом 9, а нижний конец плашкодержателя 7 жестко связан с цилиндром 10, имеющим калиброванный канал а на нижнем торце и боко- вые симметрично-расположенные окна ж, через которые на гнездах наружного ствола 5 установлены направляющие 11 диаметральные размеры которых больше диаметра подвижных элементов пакера (цилиндр 10, плашкодержатель 7 с плашками 8), а также уплотнительные манжеты 12, установленные на упоре 13с жестким соединением с

наружным стволом 5. в верхней части упора 13 размещена самоуплотняющаяся манжета 14, взаимодействующая с подвижным ко- 5 нусным наконечником 15 иуплотнительные элементы 16, 17.

Устройство работает следующим образом.

Устройство спускается в скважину на

0 канате, При спуске жидкость проходит через калиброванный канал а на нижнем торце цилиндра 10, обратный клапан 4 на нижнем торце наружного ствола 5 и радиальные каналы б головки 2.

5Калиброванный канал а служит для спуска пакера с ограниченной скоростью и обеспечивает перемещения цилиндра 10, плашкодержателя 7 и плашек 8 по конусу 9 из-за перепада давления, действующего на

0 эффективную площадь нижнего торца цилиндра 10 в момент резкого увеличения скорости, спуска, что приведет к фиксации плашек между конусом 9 и внутренней поверхностью эксплуатационной колонны и

5 остановке движения устройства.

В зависимости от вязкости, величины кольцевого зазора и скорости спуска, срабатывание пакера можно регулировать изменением диаметра калиброванного

0 канала а.

При этом кольцевая канавка плашкодержателя е совмещается с окнами д под стопорами наружного ствола 5. В результате стопоры 6 радиально перемещаются в

5 кольцевую канавку е плашкодержателя 7 и

выходят из фиксации с кольцевой канавкой

д внутреннего ствола давая возможность

свободного перемещения вниз головки 2 с

радиальными окнами б и кольцевым вы0 ступом г груза 1 и внутреннего ствола 3, жестко связанного с головкой 2, имеющей, радиальные каналы б и кольцевой выступ на наружной поверхности.

5 При перемещении вниз внутреннего ствола 3 прикрываются боковые сливные отверстия с наружного ствола 5 и они изолируются от центрального прохода устройства, а подвижный конусный наконечник 15,

0 установленный на наружном стволе 5 под.. усилием веса груза 1, передаваемый через головку 2, заходит в чашеобразный конец самоуплотняющейся манжеты 14 и расширяя ее до упора на внутреннюю поверхность

5 эксплуатационной колонны обеспечивает герметичное разобщение. При этом самоуплотняющаяся манжета 14 совместно с внутренним стволом 3 и обратным клапаном 4 образует поршень с эффективной площадью, равной внутренней площади экс- плуатационной колонны.

Опрессовка эксплуатационной колонны производится сверху вниз путем нагнетания жидкости в скважину после установки устьевого герметизирующего узла каната 18. При опрессовке между самоуплотняющейся манжетой 14 и уплотнительной манжетой 12 образуется камера в, которая предотвращает затекание самоуплотняющейся манжеты. Для многократной поин- тервальной опрессовки различных участков эксплуатационной колонны одним спуском, после каждой олрессовочной операции нужно снять давление из скважины и произвести распакеровку устройства путем натяга каната вверх.

Во время натяга каната груз 1 и головка 2, имеющая жесткое соединение с внутренним стволом 3 и взаимодействующая с подвижным конусом 15, перемещаются вверх. При этом чашеобразный конец самоуплотняющейся манжеты 14, освобождаясь от подвижного конуса 15, возвращается в первоначальное положение, а внутренний ствол 3, имеющий уплотнительные элементы 16 и 17 одинакового наружного диаметра в уравновешенном состоянии перемещаются вверх, открывая сливные окна с наружного ствола.

Дальнейший натяг каната приводит к совмещению кольцевой канавки д внутреннего ствола с окнами под стопоры 6 наружного ствола 5, в результате чего стопоры радиально перемещаются в кольцевую каФорм у л аизобретения 1. Пакерное устройство, включающее телескопически установленные друг отно- сительно друга полые наружный ствол с радиальными каналами и уплотнительным элементом и внутренний ствол с уплотнением для перекрытия радиальных каналов наружного ствола, сообщающих гидравлически полость внутреннего ствола с пространствами над и под уплотнительным элементом, и плашки с плашкодержателем, отличающееся тем, что, с целью обеспечения надежной пакеровки при многократной пойнтер- вальной опрессовке эксплуатационной колонны с помощью канатной техники, он снабжен жестко связанной с верхней частью внутреннего ствола полой головкой с радиальными каналами и кольцевым высту- пом на наружной поверхности, жестко свянавку д внутреннего ствола, дазая возможность перемещения вниз плашкодержа- теля 7 с плашками 8 и цилиндра 10.

При этом происходит освобождение плашки 8 от фиксации и уплотнительных манжет 12 и 14 от контакта с внутренней поверхностью эксплуатационной колонны за счет передвижения наружного ствола 5,

который своим буртом тянет конус 9 из-под плашки 8. В результате устройство приходит в первоначальное положение.

Таким образом в процессе пакеровки, спуска и подъема стопоры 6, размещенные

в радиальных окнах наружного ствола 5, последовательно размещаются в кольцевых каналах д внутреннего ствола в и плаш- кодержателе.

Устройство готово для проведения повторной опрессовки.

Вышеуказанные операции можно повторять многократно.

Применение изобретения позволяет уменьшить количество дополнительных спу- ско-подьемных операций, точно определить местонахождение дефекта в эксплуатационной колонне, проводить спуско-подъемные работы с помощью канатной техники, обес- лечить герметичное разобщение эксплуатационной колонны при опрессовке за счет взаимодействия самоуплотняющихся манжет и уплотнительных манжет.

занным с плашкодер-чателем цилиндром с калибровочным каналом на нижнем торце, обратным клапаном, перекрывающим нижний торец наружного стьола, размещенной над уплотнительным элементом манжетой с конусным наконечником, установленным подвижно на наружном стволе с возможностью взаимодействия с кольцевым выступом головки и стопорами, фиксирующими наружный и внутренний стволы при спуске и подъеме пакера и наружный ствол с плашкодержателем при пакеровке.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что наружный ствол выполнен с окнами под стопоры, а внутренний ствол и плашкодержатель - с кольцевыми канавками для последовательного размещения в них стопоров при спуске и подъеме устройства и в процессе пакеровки.