Пакер Советский патент 1980 года по МПК E21B33/12 

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности, а именно к пакерным устройствам, предназначенным для герметичного разобщения затрубного пространства от полости лифтовой колонны и забоя скважины. Известен пакер, содержащий связанный с колонной труб ствол, уплотнительные элементы, щлипсы, конусы, цилиндр с порщнем, образующие камеру, связанную с внутритрубным пространством 1. Устройство не обеспечивает надежной работы якорного узла, не исключена возмоЖ ность заклинивания шлипсов в направляющих пазах. Известен также пакер, содержащий полый ствол, связанный с колонной труб, уплотнительные элементы, щлипсы, верхний и нижний конусы, цилиндр с поршнем, образующие со стволом камеру, сообщающуюся с внутритрубным пространством 2. Отрицательным качеством пакера является недостаточная надежность работы якорного узла. Для обеспечения надежной работы этого узла требуется точное изготовление и тщательная подгонка деталей, и даже в этом случае не исключается возможность заклинивания щлипсов в направляющих пазах, что затруднит извлечение пакера из скважины. Целью изобретения является повыщение надежности работы шлипсового узла и улучщение технологических характеристик пакера. Постав.тенная цель достигается тем, что пакер снабжен концентрично установленными на стволе подпружиненными друг относительно друга верхним и нижним кольцами со скосами, а щлипсы выполнены с заплечиками для взаимодействия со скосами колец, причем ствол выполнен с кольцевым упором для взаимодействия с нижней частью верхнего кольца, а нижнее кольцо имеет втулку с пазами, в которых установлен жестко связанный с нижним конусом ограничитель. На фиг. 1 показан пакер; на фиг. 2 - щлипсовой узел пакера; на фиг. 3 - 1плипс узла пакера на фиг. 2; на фиг. 4 - кольцо щлипсового узла. Пакер состоит из лифтового наконечника 1 с цанговым разъединителем 2, верхнего конуса 3, соединенного неподвижно с полым стволом 4, нижнего конуса 5, поршня 6,

замка 7, наружного цилиндра 8. Между конусами 3 и 5 в пазах верхнего 9 и нижнего 10 колец расположены шлипсы 11, между кольцами установлены пружины 12. На нижнем конусе расположено кольцо 13, закрепленное срезными штифтами 14. В исходном положении нижний конус 5 связан со стволом 4 разрезными секторами 15. Ниже уплотнительных элементов 16 расположен механизм извлечения, состоящий из разрезных секторов 17 и детали 18. На штоке имеется буртик «А, ограничивающий перемещение верхнего кольца 9 вниз. Нижнее кольцо 10 имеет втулку с профрезерованными в ней пазами «Б, которыми кольцо в сочетании с винтами 19 ограничивается от перемещения вверх. На верхнем и нижнем кольце выполнены скосы «В и пазы «Г, в которых размещены щлипсы, имеющие заплечики «Д.

Пакер спускается в скважину на лифтовой колонне, соединенной с наконечником 1. В процессе спуска нижний конус 5 жестко связан со стволом 4 с помощью разрезных секторов 15, входящих в проточку, выполненную на стволе. При этом нижнее кольцо связано с нижним конусом винтами 19. Таким образом, при спуске пакера шлипсы находятся прижаты к стволу, что исключает их самопроизвольное расклинивание.

После спуска пакера на заданную глубину и установки фонтанной арматуры утяжеленный раствор заменяется на воду, в лифтовую колонну сбрасывается шарик, который садится на седло, расположенное ниже пакера.

При создании давления в лифтовой колонне жидкость через отверстие «Е поступает в полость гидроцилиндра и начинает перемещать вниз поршень 6. При этом порщень сходит с секторов 15 и расцепляет ствол с нижним концом. Конус 5, двигаясь вверх, перемещает шлипсы на верхний конус и подклинивает их к эксплуатационной колонне. Синхронное перемещение шлипсов осуществляется за счет кольца 13. Далее щтифты 14 срезаются, нижний конус подходит под шлипсы, и происходит окончательное заякоривание пакера. При дальнейшем увеличении давления поршень 6, перемещаясь вниз, сжимает уплотнительные элементы. Одновременно с этим возрастает и нагрузка, передаваемая на подклинивание

шлипсов. В таком положении уплотнительный и заякоривающий узлы удерживаются замком 7.

Извлечение пакера осуществляется следующим образом.

С помощью инструмента, спускаемого на трубах или тросе, деталь 18 перемещается вниз, при этом освобождаются разрезные секторы 17 и распускаются уплотнительные элементы 16. Далее натяжением ствол 4 перемещается вверх, верхний конус выходит из-под щлнпсов, а буртик «А подходит к верхнему кольцу 9 и своими скосами стаскивает шлипсы с нижнего конуса и прижимает их к стволу 4. После этого пакер свободно извлекается на поверхность.

Давление установки пакера снижено по сравнению с известными конструкциями, пакер имеет увеличенный проходной канал, технологичен в изготовлении, сборке и разборке.

Формула изобретения

Пакер, содержащий полый ствол, связанный с колонной труб, уплотнительные элементы, щлипсы, верхний и нижний конусы, цилиндр с порщнем, образующие со стволом камеру, сообщающуюся с внутритрубным пространством, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы шлипсового узла и улучшения технологических характеристик пакера, он снабжен конце1;трично установленными на стволе подпружиненными друг относительно друга верхним и нижним кольцами со скосами, а щлипсы выполнены с заплечиками для взаимодействия со скосами колец, причем ствол вы: полнен с кольцевым упором для взаимодействия с нижней частью верхнего кольца, а нижнее кольцо имеет втулку с пазами, в которых установлен жестко связанный с нижним конусом ограничитель.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Сафин В. А. и др. Одновременная раздельная эксплуатация нефтяных пластов. Казань, 1967, с. 73-74.

2.Патент США № 3603388, кл. 166-120, опублик. 07.10.71.

-J -4

-5

-/

-ю -)t

-г -б

-7

-17

Фиг.

Фи.1

-А

fi

v