Разбуриваемый пакер Советский патент 1993 года по МПК E21B33/12 

Предлагаемый разбуриваемый пакер относится к нефтедобывающей промышленности и предназначен для герметичного разобщения одной части ствола скважины от другой, уплотнения в нем колонны насос- но-компрессорных труб (НКТ) и различного оборудования.

Цель изобретения - увеличение срока службы и надежности работы пакера в наклонно-направленных скважинах, а также снижение затрат средств и времени при извлечении пакера из скважины.

Конструктивное выполнение предлагаемого пакера позволяет увеличить срок служ- бы и надежность его работы в .наклонно-направленных скважинах. Это достигается благодаря повышению коэффициента однородности нагружения уплотнительного элемента из-за того, что

пакер устанавливается концентрично относительно стенок обсадной колонны, так как при посадке пакера после среза винтов верхние шлипсы, имеющие зазор со стенкой обсадной колонны благодаря наличию удерживающих элементов в виде планок с зацепами на боковых поверхностях, взаимодействующих с зацепами в пазах верхних шлипсов, удерживаются от самопроизвольного опускания, а шлипсы, соприкасающиеся со стенкой обсадной колонны, выводят пакер в концентричное положение -относительно обсадной колонны.

Кроме того, при извлечении предлагаемого пакера из скважины разбуриванием его внешней части бурильным инструментом снижаются затраты средств и времени за счет устранения холостых оборотов инструмента путем фиксирования деталей па00С4

кэ

00

кера (верхний толкатель - верхние шяипсы, верхняя опора - верхний антизатекатель и нижний антизатекатель - нижняя опора) относительно друг друга и стенки обсадной колонны.

На фиг.1 показан предлагаемый пакер в разрезе; на фиг.2 - взаимодействие резьбовой нарезки, выполненной на внутренней и наружной поверхностях верхнего фиксатора, с аналогичной нарезкой, выполненной на наружной поверхности корпуса и внутренней поверхности верхнего толкателя; на фиг.З - взаимодействие резьбовой нарезки, выполненной внутренней и наружной по- верхнортях нижнего фиксатора, с аналогичной нарезкой, выполненной на наружной поверхности корпуса и внутренней поверхности нижнего толкателя.

Пакер содержит полый цилиндрический корпус 1 (фиг,1) с резьбовой нарезкой на наружной поверхности, на котором установлен уплотнительный элемент в виде цилиндрической манжеты 2 с верхним 3 и нижним

4антизатекателями. Над уплотнительным элементом на корпусе размещены верхние шлипсы 5 в виде кольцевых секторов, имеющих радиальные пазы 6 с зацепами 7 и связанных срезными винтами 8 с верхней опорой 9, на торце которой выполнены радиальные пазы 10. Над верхними шлипсами

5размещен верхний толкатель 11 с продольными пазами 12 на наружной поверхности, в которых размещены жестко связанные с ним винтами 13 верхние концы удерживающих элементов в виде планок 14, имеющих на боковых поверхностях внизу зацепы 15. Нижние концы планок 14 размещены в радиальных пазах б верхних шлипсов 5. На нижнем конце корпуса 1 размещены нижние шлипсы 16 в виде кольцевых секторов, связанных срезными винтами 17 с нижней опорой 18, на торце которой выполнены радиальные пазы 19. Под шлипсами 16 на .корпусе установлен нижний толкатель 20, жестко связанный с патрубком 21, а последний - с хвостовиком 22, между которыми размещено срезное кольцо 23. Верхний 11 и нижний 20 толкатели имеют фиксаторы 24 и 25 в виде упругого разрезного кольца с резьбовой нарезкой на внутренней и наружной поверхностях, взаимодействующей с аналогичной нарезкой, выполненной на наружной поверхности корпуса 1 и внутренней поверхности толкателей 11 и 20 (фиг.2 и 3).

Пакер работает следующим образом.

Его с помощью срезного кольца 23 (фиг.1) присоединяют к посадочному инструменту известной конструкции и на колонне НКТ спускают в скважину. По

достижении пакером места установки в колонне НКТ создают давление жидкости, которая проникает в посадочный инструмент. При действии усилия от давления жидкости

в посадочном инструменте последний начинает воздействовать на верхний толкатель 11 и через срезное кольцо 23 и патрубок 21 на нижний толкатель 20, в результате чего, начинают деформироваться манжета 2 с ан0 тизатекателями 3 и 4 и срезаются винты 8 и 17, соединяющие верхние 5 и нижние 16 шлипсы с верхней 9 и нижней 18 опорами. При этом верхние шлипсы 5, имеющие зазор со стенкой обсадной колонны, под дей- ствием собственного веса сразу же стремятся опуститься до соприкосновения с ней, но этому препятствуют планки 14. зацепы 15 которых взаимодействуют с зацепами

Q 7 шлипсов 5. При последующем действии посадочного инструмента как верхние 5, так и нижние 16 шлипсы перемещаются равномерно, причем шлипсы, соприкасающиеся со стенкой обсадной колонны, перемещаясь

5 по опорам 9 и 18, выводят пакер в концентричное положение относительно обс.адной колонны, что значительно повышает коэффициент однородности нагружения уплот- нительного элемента. При этом манжета 2 с

0 антизатекателями 3 и 4, деформируясь, прижимаются к стенке обсадной колонны и заполняют радиальные пазы 10 и 19 опор 9 и 18. В результате как опора 9 с антизатекате- лем 3, так и антизатекатель 4 с опорой 18

5 Фиксируются относительно друг друга, а через манжету 2 и шлипсы 16 они также фиксируются относительно стенки обсадной колонны. После окончательной деформации манжеты 2 с антизатекателями 3 и 4 и зацеп0 ления шлипсов 5 и 16 со стенкой обсадной колонны срезается кольцо 23, в результате чего посадочный инструмент автоматически отсоединяется, а пакер за счет фиксаторов 24 и 25 остается в скважине в уплотненном

5 и заякоренном состоянии. После этого посадочный инструмент извлекают из скважины и спускают в нее в зависимости от проводимых технологических операций то или иное скважинное оборудование (плунжер на ко лонне НКТ для соединения ее с пакером с целью закачки в пласт жидкости под высоким давлением в нагнетательных скважинах или отсекающий клапан для соединения его с пакером с целью подземного ремонта без глушения механизированных скважин и т.п.).

В случае необходимости извлечения па- кера из скважины в нее на колонне труб спускают бурильный инструмент известной конструкции. По достижении инструментом места установки пакера происходит их авто5

магическое соединение с помощью захвата. Путем вращения инструмента и прямой циркуляции промывочного раствора осуществляется разбуривание внешней части па- кера кольцевой фрезерной головкой без холостых оборотов инструмента, что достигается за счет устранения вращения верхнего толкателя 11 относительно верхних шлипсов 5, верхней опоры 9 относительно верхнего антизатекателя 3 и нижнего анти- затекателя 4 относительно нижней опоры 18 путем фиксирования их как между собой соответственно планками 14 и радиальными пазами 10 и 19 на торцах опор 9 и 18, так и относительно стенки обсадной колонны через шлипсы 5 и 16 и манжету 2. После разбуривания внешней части остальную часть пакера (корпус 1, нижний толкатель 20 с фиксатором 25 и патрубок 21с хвостовиком 22) с помощью захвата бурильного инструмента извлекают из скважины.

Технико-экономическая эффективность от использования предлагаемого пакера создается благодаря повышению надежности его работы и увеличению срока службы в наклонно-направленных скважинах за счет повышения коэффициента однородности нагружения уплотнительного элемента благодаря возможности установки пакера кон- центрично относительно стенки обсадной колонны; снижению затрат средств и времени при съеме пакера за счет устранения

холостых оборотов бурильного инструмента путем фиксирования от вращения разбуриваемых деталей пакера как между собой, так и относительно стенки обсадной колонны.

Формул а иэобретени я

Разбуриваемый пакер. содержащий полый цилиндрический корпус с резьбовой нарезкой на наружной поверхности, установленные на корпусе уплотнительный элемент с верхним и нижним антизатекате- лями и опорами, верхние и нижние шлипсы в виде, кольцевых секторов, связанных срезными винтами с опорами, верхний и нижний толкатели с фиксаторами, имеющими резьбовую нарезку под нарезку корпуса и связанный с нижним толкателем патрубок с

хвостовиком, между которыми размещено срезное кольцо, отличающийся тем, что. с целью повышения надежности в работе пакера в наклонно направленных скважинах и облегчения разбуривэния его, он

снабжен планками, верхние концы которых жестко связаны с верхним толкателем, а нижние выполнены с зацепами, при этом верхние шлипсы выполнены с радиальными пазами, в которых размещены нижние концы планок, и имеют зацепы для взаимодействия с зацепами планок, а на торцах опор, обращенных к антизатекателям, выполнены радиальные пазы.

Фиг. 2

Фиг.З

Использование: нефтедобывающая промышленность. Сущность изобретения: разбуриваемый пакер содержит полый цилиндрический корпус с резьбовой нарезкой на наружной поверхности, установленный на корпусе уплотнительный элемент с верхними и нижним антизатекателями и опорами. Над уплотнительным элементом на корпусе размещены верхние шлипсы в виде кольцевых секторов, имеющих радиальные пазы с зацепами и связанных срезными винтами с верхней опорой. Над верхними шлипсами размещен верхний толкатель с продольными пазами на наружной поверхности в которых размещены жестко связанные с ним винтами верхние концы удерживающих элементов в виде планок, имеющих на боковых поверхностях внизу зацепы. Нижние концы планок размещены в радиальных пазах. 3 ил.