Интервальный пакер Советский патент 1982 года по МПК E21B33/12 

Изобретение относится к нефтегазо добывающей промышленности, в частности к устройствам для разобщения ствола скважин при проведении различ ных технологических операций. Известен пакер для селективной изоляции в процессе бурения, содержащий верхний и нижний герметизирующие элементы, корпус, якорь и фиксирующее устройство для удержания герметизирующих элементов в транспор ном положении из. В известном пакере герметизирующие элементы удерживаются в рабочем положении лишь при создании нагрузки весом колонны труб и при создании давления в гидравлическом якоре. При подъеме колонны труб (снятии нагрузки с оборудования) и при сбросе давления герметизирующие элементы разгерметизируют затрубное пространство.. Известен также интервальный пакер, включающий верхний и нижний гер метизирующие элементы со cтвoлa м, выполненными с радиальны 4и KaHanafw, корпус с окнами, состоящий из связанных колонной труб подвижных упоров верхнего и нижнего герметизирующих элементов, клапанный мехамом, якорЬ| гильзу и фиксатор, установленный на конце ствола верхнего герметизирующего элемента с возможностью взаимодействия с гильзой 21. Для сборки пакера необходимо иметь точно изготовленные определенной длины отрезки труб внутренней и наружной колонны. При изменении интервала обработки в каждом конкретном случае необходимо снова изготавливать эти трубы, что отнимает много времени на подготовительные работы и не всегда возможно в промысловых условиях. Незначительные отклонения в длинах соединительных труб приводят к ослаблению одного из резьбовых соединений, что снижает надежность работы пакера. 39 Визвестном пакере корпус взаимодействует с подвижными упорами, а гильза и фиксатор - со стволами. Фиксатор, входя в зацепление с гильзой, жестко связывает верхний и нижний стволы, воспринимая на себя всю нагрузку снятия герметизирующих элементов. При работе пакера усилие от давления закачки жидкости дополнительно воздействует на фиксирующий механизм, что существенно снижает работу фиксатора, особенно при высоких давлениях закачки жидкости. Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение надежности рабо ты фиксирующих элементов. Поставленная цель достигается тем что гильза размещена между подвижным упором верхнего герметизирующего эле мента и колонной труб и жестко связана с ними. Такое конструктивное соединение элементов пакера привело к новой фун циональной взаимосвязи элементов.При этом на фиксатор действует только усилие сжатия верхних герметизирующих элементов, а усилие от давления закачки жидкости передается на колон ну труб. На чертеже представлен предлагаемый пакер, общий вид. Пакер состоит из клапанного механизма, включающего клапан 1 и седло 2, Седло 2 соединено со стволом 3 верхнего пакера, выполненного с радиальными каналами 4 и цилиндром 5 с установленным на конце фиксатором 6. На ствол 3 насажены герметизирующие элементы 7 и кольцо 8. На ствол нижнего пакера, выполненного с радиальными каналами 10, насажены герметизирующие элементы 11 и кольцо 12. В нижней части ствол 9 нижнего пакера жестко соединен с конусом 13, который, в свою очередь, жестко соединен с цилиндром }k якорного узла гидравлическо-механического типа, выполненным с радиальными каналами 1 На цилиндр }Ц насажен поршень 16, подпружиненный пружиной 17 и соединенный поводками-пружинами 18 со шлипсами 19. В нижней части цилиндр Ц якорного узла жестко соединен с внешним цилиндром 20 Корпус интервального пакера состо ит из подвижного упора 21, насаженного на ствол 3 верхнего пакера, гильзы 22, выполненной с окном 23 2 и жестко соединенной с упором 21 верхнего пакера и упором 2 нижнего пакера посредством насосно-компрессорных труб 25 и муфты 26, выполненной с окнами 27. Промежуточные насосно-компрессорные трубы 25 предназначены для изменения длины пакера в зависимости от мощности обрабатываемого интервала. Внутри интервального пакера проходит колонна труб 28, соединенная с клапаном 1 и заканчивающаяся муфтой 29. Пакер спускают на колонне насосно- компрессорных труб, соединенных с клапанным механизмом, на необходимую глубину. От самопроизвольной пакеровки шлипсы 19 удерживаются пружиной 17 опирающейся на поршень 16. После спуска колонны в ней создается давление порядка 60-70 кг/см, поршень 16 движется вверх, сжимая пружину 17, и шлипсы 19, надвигаясь на конус 13, плотно прижимаются в обсадной колонне. При дальнейшей посадке пакера конус 13 раздвигает шлипсь) 19 до врезания их в обсадную колонну. Вес колонны труб передается на герметизирующие элементы 7 и 11, которые одновременно сжимаются и герметизируют кольцевое пространство, при этом фиксатор 6 входит в зацепление с конусными выточками гильзы 22, и происходит фиксация пакерующих элементов. При установившемся рабочем положении пакера окна и23, 10и27 совмещаются, создавая канал для прохода жидкости. Для создания циркуляции жидкости при промывке приподнимают клапан 1, не доводя муфту 29 до фиксатора 6. При этом жидкость, заключенная в тру бы, выходит через окна 10 и 27, проходит между корпусом пакера и обсадной колонной и далее через окна и 23 по кольцевому пространству между стволом 3 верхнего пакера и насосно-компрессорными трубами 28, между клапаном 1 и седлом 2 возвращается на поверхность. Извлечение пакера на поверхность производят подъемом труб. При этом муфта 29 выводит фиксатор 6 из зацепления с гильзой 22, упирается в торцовую поверхность ствола 5 верхнего пакера, который, в свою очередь, упирается в подвижк5 й упор 59 21 и приводит в транспортное положение герметизирующие элементы 7. Одновременно упор 21 увлекает вверх корпус пакера, при этом подвижный упор 2А, упираясь в буртик цилиндра 9 нижнего пакера, освобождает герметизирующие элементы 1t и конус 13 выходит из-под шлипсов 19. Пружина 17 приводит шлипсы 19 в транспортное положение. Предлагаемый пакер обладает рядом преимуществ по сравнению с известной конструкцией, т.е. повышается надежность работы фиксирующего узла, упрощается конструкция пакера, снижается его металлоемкость, упрощается сборка пакера и, как следстви расширяется область его применения. Экономический эффект от использования предлагаемого пакера для условий НГДУ Тэбукнефть от снижения металлоемкости пакера и дополнительных затрат на перевозку пакера в мастерские, сборку и подгонку промежуточной колонны, а также сокращения простоев бригады капитального ре монта составит 1,9 тыс.руб. на одну скважино-опирацию. Формула изобретения Интервальный пакер, включающий верхний и нижний герметизирующие элементы со стволами, выполненными с радиальными каналами, корпус с окнами , состоящий из связанных колонг ной труб подвижных упоров верхнего и нижнего герметизирующих элементов, клапанный механизм, якорь, гильзу и фиксатор, установленный на конце ствола верхнего герметизирующего элемента с возможностью взаимодействия с гильзой, отличающийся те«(, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности работы фиксирующих элементов, гильза размещена между подвижным упором верхнего герметизирующего элемента и колонной труб и жестко связана с ними. Источники информации принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США Г , кл. Е 21 В 33/12, опублик, 196. 2.Авторское свидетельство СССР tf 613081, кл. Е 21 В 33/12, 1975 (прототип).