Пакерующее устройство

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(511 Е 2 1 В 33/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

fg

I6

4 (61) 768937 (21) 3576842/22-03 (22) 07. 04. 83 (46 ) 30. 07. 84. Бюл. У 28 (72) A.Ê.Арсеньев и Е.Н.Зайцев (71) Северо-Кавказский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (53) 622.245.4(088. 8) (56) 1. авторское свидетельство СССР

9 768937, кл. E 21 В 33/12, 1978 (прототип).

ÄÄSUÄÄ 1105611 А (54)(57) ПАКЕРУКЩЕЕ УСТРОЙСТВО по авт.св. 9 768937, о т л и.ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей, на головке пакера выполнены ступенчатые пазы, а на втулке — секторные выступы для размещения в пазах головки

1105611

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к скважинным пакерующим устройствам, используемым при эксплуатации скважин для разобщения ствола скважины.

По основному авт.св. 9 768937 известно пакерующее устройство, включающее установочную муфту и пакер, состоящий из ствола с гОловкой, обой" мы с кулачками, уплотнительного элемента, опорного кольца, который с целью повышения надежности работы. пакера, облегчения его установки и срына снабжен втулкой, концентричьо установленной относительно головки и связанной с ней среэными элементами, 35 причем кулачки установлены с возможностью взаимодействия со втулкой и головкой пакера (1J.

Однако в промысловой практике бывает необходимо, используя разъеди- щ нитель лифтовых труб, установленный над пакером, поднять трубы с надпакерным оборудованием (например, для его ремонта), оставив пакер на месте и перекрыв проход ствола пакера или используя обратный клапан или клапан-отсекатель, присоединенные к стволу пакера или лифтовым трубам вблизи него. В этом случае разгруженный от лифтовых труб ствол с перекры-30 тым проходом под действием подпакерного давления может вместе с головкой сместиться вверх, и тогда кулачки под действием своих пружин войдут н обойму, освободив пакер от якорения н установочной муфте. Подпакерным давлением пакер будет вытолкнут из установочной муфты, пакеровка будет нарушена. Таким образом, применение устройства функционально ограничено в связи со снижением надежности его работы при перекрытии ствола пакера или полости лифтовых труб вблизи пакера.

Цель изобретения — расширение технологических воэможностей. 45

Поставленная цель достигается тем, что в пакерующем устройстве на головке пакера выполнены ступенчатые пазы, а на втулке-секторные Выступы для размещения н пазах головки.

На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое пакерующее устройство перед пакеронкой, общий вид; на фиг. 2 — то же, после пакеровки и . замыкания пакера в установочной муф- 55 те; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг.1у на фиг. 4 — разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 — головка со ступенчатыми пазами, на фиг. б — развертка половины цилиндрической поверхности головки со сту- пенчатыми пазами и положением секторных уступов втулки в пазах на различных стадиях пакеровки и якорения; на фиг. 7 — втулка с секторными уступами в сборе с обоймой. 65

Пакерующее устройство содержит установочную муфту 1 и пакер, содержащий ствол 2 с головкой 3 и установленные подвижно на стволе обойму 4, свинченную со втулкой 5, уплотнитель

6 и опорное кольцо 7. Снизу на стволе навинчена муфта 8, к которой подвешивают хвостовик. Обойма имеет окна 9, в которых размещены кулачки 10 с пружинами 11, поддерживающими кулачки в утопленном состоянии.

Установочная муфта 1 выполнена с внутренним опорным выступом 12 и выточкой 13 над ним. Торцы выточки выполнены в виде наклонных фасок 14.

Головка 3 выполнена с симметрично расположенными на ее цилиндрической части ступенчатыми пазами 15, каждый из которых имеет глубокую часть 16 с нижней ступенькой 17 и мелкую часть 18 с верхней ступенькой 19.

Сверху обе части паза открыты.

Втулка 5 выполнена с внутрь направленными секторными выступами 20, входящими в фигурные пазы головки.

Срезные винты 21 фиксируют втулку с обоймой относительно головки в положении, когда конусная часть головки находится над кулачками, а секторные выступы 20 — внизу глубокой части 16 фигурных пазов 15 в положении а.

Срезной винт 22 фиксирует на стволе 2 опорное кольцо 7.

При спуске пакера в скважину и достижении им установочной муфты 1 опорное кольцо 7 садится на опорный выступ 12 и тогда, при нагружении пакера несом лифтовых труб, срезается винт 22, ствол продвигается вниз, а вес труб через головку 3, винты 21, втулку 5 и обойму 4 передается на уплотнитель 6, деформируя его и пакеруя в установочной муфте.

При дальнейшем нагружении пакера весом труб срезаются винты 21, после чего головка 3 со стволом 2 продвигается вниз и, поскольку обойма с кулачками, опирающаяся на уплотнитель, стоит на месте, головка своей конической частью переводит кулачки 10 н раздвинутое положение, а нижним торцом 23 опирается на внутренний то4 ец 24 обоймы 4, передавая вес труб ,ерез обойму уплотнителю 6, окончательнО пакеруя скважину. При этом секторные выступы 20 втулки 5 перемещаются в глубокой части 16 паза головки из положения а н нижней части паза в положение 6 в верхней части паза.

Раздвинутые кулачки 10 входят при этом н выточку 13 муфты 1 и якорят пакер в установочной муфте 1. В этом положении осуществляется эксплуатация скважины, когда не предусматринается перекрытие ствола пакера. В случае высокого подпакерного давления, 1105611 после незначительного перемещения пакера вверх, кулачки 10 своими фаска" ми 25 упираются в фаску 14 установочной муфты 1 и дальнейшее продвижение пакера вверх становится невозможным, поскольку схождению кулачков препятствует головка 3. Подъем пакера из скважины при такой эксплуатации осуществляется простым подъемом труб и при этом вначале с трубами вверх движется ствол 2 с головкой 3, при подъеме которой секторные выступы 20 втулки 5 скользят по глубокому пазу из верхнего положения 6 в нижнее по" ложение, а в обойме освобождается ,пространство, в которое под действием пружин 11 возвращаются в утопленное положение кулачки 10, после чего они не препятствуют подъему пакера.

При эксплуатации скважины, когда предусматривается возможность перекрытия при необходимости ствола паке ра и рассоединения лифтовых труб над пакером, после пакеровки и якорения производят замыкание пакера в установочной муфте путем поворота лифтовых труб против часовой стрелки (влево ). При повороте труб пакер частично разгружают от веса труб, оставляя кулачки в раздвинутом состоянии. При этом вместе с трубами пово- рачиваются только головка 3 и ствол 2 пакера, а опорное кольцо 7, уплотнитель 6, обойма 4 с кулачками 10 и втулкой 5 остаются неподвижными в силу их большего сцепления через уплотнитель со стенками установочной муфты 1.

При повороте головки 3 секторные выступы 20 втулки 5, находящиеся после пакеровки в положении 6, переходят из глубокой части 16 паза в мелкую часть 18 в положение 8 и опираются на ступеньку 19, после чего головка 3 вплотную устанавливается между внутренним торцом 24 обоймы 4 и секторными выступами 20 втулки 5, в связи с чем независимо от осевых

10 усилий, действующих на ствол, исключается возможность осевого перемещения головки пакера относительно втулки с обоймой и перехода кулачков в утопленное положение. Следовательно, 15 пакер,оказывается замкнутым в устано. вочной муфте.

Для извлечения пакера вначале путем поворота труб по часовой стрелке (вправо ) секторные выступы 20 переводят в глубокую часть 16 фигурного паза 15 головки (положение Б}, а затем простым подъемом труб извлекают пакер из скважины.

Изобретение позволяет путем поворота лифтовых труб замкнуть между собой в оксиально неподвижный узел головку, втулку с обоймой и кулачки пакера и обеспечить якорение пакера в установочной муфте вне зависимости от перекрытия ствола пакера или поло сти лифтовых труб около него и степе ни нагружения ствола весом лифтовых труб, что расширяет функциональные возможности пакерующего уст ройства.

11056 11

18 1У /5

lб

1105611

o Р jg ЯУ Е 17 20а иа

20 срие 7

Составитель И.Кепке

Редактор Л.Алексеенко Техред С.Мигунова Корректор в.Гирняк

3аказ 5562/24 Тираж 565 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4