Пакер Советский патент 1993 года по МПК E21B33/12 

(Л

С

Изобретение относится к нефтегазодо- бывающей промышленности, а именно к устройствам для разобщения полостей ствола скважины. Цель - повышение надежности работы при многократной пакеровке и рас- пакеровке без извлечения на поверхность. Для этого гильза, размещенная в переводнике пакера, установлена с возможностью осевого перемещения относительно ствола имеет верхний и нижний радиальные каналы и обратный клапан, размещенный в ее верхнем радиальном канале для сообщения полостей гильзы через периферийный канал переводника с полостью импульсной трубки. 1 ил.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, применяется при разобщении двух полостей ствола скважин.

Цель изобретения - повышение надежности известных пакеров.

Для достижения этой цели пакер . включающий полый ствол, концентрично установленный на стволе и образующий с ним кольцевую полость корпус с окнами в верхней и нижней частях, периферийным кана- лом в верхней части и импульсной трубкой, полость которой связана через периферийный канал верхней части корпуса с кольцевой полостью между стволом и корпусом и с источником давления, установленный на корпусе уплотнительный элемент с нажимным поршнем, образующим с корпусом камеру, гидравлически связанную с кольцевой полостью между стволом и корпусом, жестко связанный с корпусом переводник с периферийными каналами, полую гильзу с внутренними проточками, размещенную в переводнике с возможностью осевого перемещения и фиксации относительно переводника, отличающийся тем, что гильза установлена с возможностью осевого перемещения относительно ствола, имеет верхний и нижний радиальные каналы и обратный клапан, размещенный в верхнем радиальном канале для сообщения полости гильзы через периферийный канал переводника с полостью импульсной трубки а ствол свободно установлена между выступом верхнего корпуса и переводника.

На чертеже показан общий вид гидравлического пакера с разрядным устройством.

Гидравлический пакер состоит из верхнего корпуса 1. нижнего корпуса 2, в радиальных пазах которых размещены поршень-плашки 3. на которые одеты уплотнительные

00

ю

CJ

го

00

кольца 4, а внутри них установлена пружина 5.

Корпус 1 соединен с корпусом 2, через держатель 6, на котором установлен уплот- нительных манжет 7 и поршень 8,

Держатель 6, поршень-плашки 3, поршень 8 и ствол 9 образуют между собой герметичные кольцевые камеры а и.б благодаря уплотнительным кольцам 10,11,12,13 м 14.

Ствол 9 свободно установлен между еы ступами верхнего корпуса 1 и переводником 15 поскольку тем самым исключена передача больших осевых усилий к стволу 9 в процессе извлечения и эксплуатации паке- ра. Это в свою очередь значительно повышает надежность пакера в целом.

На держателе 6 выполнено отверстие в, через которое происходит сообщение камеры а с камерой б, а именно под поршнем.

К нижнему концу нижнего корпуса 2 подсоединен переводник 15 для подвешивания оборудования, расположенного ниже пакера, и для удерживания ствола 9, свободно установленного внутри корпусов 1 и 2, от выпадания, а к верхним концам верхнего корпуса 1 подсоединено кожух 16, разрядное устройство.

Кожух 16 в свою очередь соединен быс- тросьемным соединением 18с верхним корпусом 1 при помощи импульсной трубки 17.

На кожухе разрядного устройства 16 имеются отверстие г и внутренняя канавка d, кроме этого два бурта е и две канавки ж; Внутри кожуха разрядного устройства 16 размещена подвижная гильза 19, которая, в верхнем и нижнем положениях удерживается фиксатором 20.

На подвижной гильзе установлены два уплотнительных кольца 21., обратный клапан 22, и выполнены отверстия з и и.

Подвижная гильза 19 внутри имеет два бурта к, которые служат для зацепки инструмента тросовой техники при перемешивании ее из одного положения в другое.

К верхнему концу кожуха 16 разрядного устройства присоединен переводник 23 с уплотнительным кольцом 24, служащий для присоединения скважинного оборудования, расположенного выше пакера.

Пакер работает следующим образом.

Пакер соединенным с ним разрядным устройством через патрубок 25 спускается в скважину на колонне труб с установленном на конце срезным башмачным клапаном или ниппелем, на заранее определенную глубину и производится обвязка устья.

После этого прямой или обратной промывкой, раствор, имеющийся в скважине, заменяется на более легкую жидкость и после возбуждения пласта, которое наблюдается по манометру, установленному на буфере фонтанной арматуры, выкидные за- .движки последней закрываются и через буферную задвижку путем сбрасывания шара или приемного клапана проход колонны подъемных труб закрывается, в ее внутренней полости создается давление, достаточное для герметичном пакеровки пакера. Это давление, действуя (см.рис.) через

О отверстия з на обратный клапан 22, расширяет его диаметрально и через не сжимаемую жидкость 26 имеющуюся в камере а и б, прижимает верхние и нижние плашки- поршни 3-к стенке эксплуатационной колон5 ньс

Под действием этого же усилия поршень 8 сжимает уплотнительные манжеты 7 до контакта со стенкой эксплуатационной колонны и герметично разобщает две зоны

0 (трубную и затрубную) скважины.

При диаметральном движении поршней-плашек 3 и движении поршня 8 за счет сжатия уплотнительных манжет 7 за ними движется несжимаемая жидкость 26 при

5 этом освобожденный объем в камерах а и б заполняется дополнительно закачиваемой жидкостью.

В случае посадки (пакеровки) пакера со срезным башмачным клапаном, после до0 стижения необходимой величины давления винты башмачного клапана срезаются и седло с шаром падает на забой.

При этом из-за мгновенного падения давления по внутренней полости пакера об5 ратный клапан 22 тут же закрывает отвер-- стие з фиксирует сжатие под большим усилием уплотнительных манжет 7 и прижатие поршней-плашки 3 к стенкам эксплуатационную колонну.

0 Это же происходит при посадке пакера с применением приемного клапана, но в этом случае после достижения давления внутри колонны подъемных труб до необходимой величины оно стравливается на по5 верхности и при помощи тросовой техники извлекается приемный клапан.

В момент среза винтов срезного клапана происходит гидравлический удар на забой и обратная его реакция действуют на

0 уплотнительные манжеты 7. В известных па- керах это усилие часто приводит к распаке- ровке. В данной конструкции обратное усилие действует изнутри на обратный клапан 22 и снаружи на нижние поршни-плаш5 «и 3 через несжимаемую жидкость 26 имеющуюся в камерах а и б, это усилие передается поршню 8 (см.рис.1) и верхним поршням-плашкам 3, дополнительно прижимает их к стенкам эксплуатационной колонны.

Тем самым предотвращается проскальзывание пакера наверх и потеря го герметичности, что значительно повышает надежность посадки пакера. Описанное явление происходит одновременно при наличии перепада давления снизу или сверху пакера.

При этом несжимаемая жидкость 26 в камерах а и б, воспринимая усилие верхних или нижних поршней-плашей 3, передает поршню 8 или одному из комплектов поршней-плашей 3,.прижимая дополнительно уп- лотнительные манжеты 7 и поршни-плашки 3 к стенкам эксплуатационной колонны, тем самым предотвращая проскальзывание па- керов в процессе эксплуатации скважины.

Эта способность предлагаемого изобретения значительно повышает надежность работы пакера в процессе эксплуатации скважины.

Распакеровку (освобождение) пакера происходит следующим образом;

При помощи тросовой техники спускается в скважину инструмент под названием толкатель циркуляционного клапана буртом наверх.

После этого он приподнимается наверх и при выходе из гильзы 19 он зацепляется за бурт к, затем производятся удары наверх и гильза 19 перемещается наверх до упора в бурт е,

При этом отверстия и совмещаются с отверстиями и и дополнительно поступающая жидкость в процессе пакеровки из камер а и б вытесняется через поршни-плашки 3 и поршень 8 под действием усилия освобожденных пружин 5 и уплотнительных манжет 7, а несжимаемая жидкость в камерах остаются.

Информация о перемещении гильзы 19 в верхнее положение дает освобождение толкателя из гильзы 19, а информацию о вытеснении дополнительно поступившей жидкости из камер а и б, а также о возвращении в исходное положение поршней-плашек 3, поршня 8 и уплотнительных манжет 7, дает восстановление циркуляции путем прямой или обратной закачки жидкости в скважину. После этого производится промывка или глушение скважины. Если произведена промывка, то при необходимости по вышеописанной последовательности можно повторно произвести посадку пакера и пуск скважины в эксплуатацию.

Если произведено глушение скважины с целью изменения глубины установки пакера путем уменьшения или увеличения количества спущенных нэсосно-компрессорных труб пакер соответственно поднимается наверх или спускается еще глубже и после монтажа устья по выше описанной последовательности производится повторная замена раствора через башмак и повторная посадка пакера. И в том. и в другом случае перед созданием давления внутри насосно- 5 компрессорных труб необходимо при помощи тросовой техники спускать толкатель циркуляционного клапана, буртом вниз который упираясь в бурт к,остановится.

После этого ударом вниз гильза 19 пе- 0 ремещается в нижнее положение и информацию об этом дает проход толкателя через гильзу 19.

После глушения скважины при необходимости колонна труб с пакером извлекают5 ся на поверхность. Глушение или промывка скважины через башмак обеспечивает безопасное проведение работ по извлечению скважинного оборудования исключая возможность оставления сжатого под большим

0 давлением подпакерной газовой шапки.

А возможность выполнения работ по периодическому освобождению (распакеров- ке) пакера и промывке скважины исключает пробкообразование и оседание затрубной

5 жидкости надпакерной зоне. Это все значительно повышает надежность и долговечность скважинного оборудования в целом благодаря изобретению.

Формула изобретения

0Пакер, включающий полый ствол, уста новленный с возможностью ограниченного осевого перемещения, концентрично установленный на стволе и образующий с ним полость корпус с окнами в верхней и нижней

5 частях, периферийным каналом в верхней части и импульсной трубкой, полость которой связана через периферийный канал верхней части корпуса е кольцевой полостью между стволом и корпусом и источником

0 давления, размещенный на корпусе уплот- нительный элемент с нажимным поршнем, образующим с корпусом камеру, гидравлически связанную с кольцевой полостью между стволом и корпусом, жестко связан5 ный с корпусом переводник.с периферийными каналами, полую гильзу с внутренними .проточками, размещенную в переводнике с возможностью осевого перемещения и фиксации относительно переводника, о т л и ч а0 ю щ и и с я тем, что, с целью повышения надежности работы при многократной паке- ровке и распакеровке без извлечения-на поверхность, он снабжен обратным клапаном, гильза имеет верхний и нижний ради5 альные каналы, а обратный клапан размещен в верхнем радиальном канале гильзы-, при этом последняя установлена с возможностью осевого перемещения относительно ствола и сообщения полости гильзы в крайнем верхнем и нижнем положениях соответственно через ее нижний и верхний радиальные каналы и периферийный канал

переводника с полостью импульсной трубки..