Термостойкий пакер

 

Изобретение относится к нефтяной пром-сти и позволяет снизить усилия пакеровки и повысить надеж-t ность работы пакера. Он содержит польй корпус (К) 2, на котором неподвижно закреплен нижний конец уплотнительного элемента в виде тонкостенной цилиндрической оболочки I с кольцевой полостью. Она заполнена наполнителем - резиной. Оболочка 1 выполнена из пластичного термостойкого материала - нержавеющей стали. Кроме того, на К 2 подвижно размещен нажимной элемент в виде кольце« (/) СО 3 00 о 00

CCNO3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (11) (5D 4 Е 21 B 33/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К A8TOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3983138/22-03 (22) 19.08.85 (46) 23.12.87. Бюл. ¹ 47 (71) Научно-производственное объединение по термическим методам добычи

I нефти "Союзтермнефть" (72) С.Г.Кипнис, Ю.А.Яненко, Д.И.Косюга, Н.Д.Войтех и С.И.Васильев (53) 622.245.4(088.8) (56) Патент США ¹ 2986217, кл. 277-116, 4, опублик. 1961.

Патент CIIIA ¹ 3381969, кл. 277-117, опублик. .1968. (54) ТЕРМОСТОЙКИЙ ПАКЕР (57) Изобретение относится к нефтяной пром-сти и позволяет снизить усилия пакеровки и повысить надеж- ность работы пакера. Он содержит полый корпус (К) 2, на котором неподвижно закреплен нижний конец уплотнительного элемента в виде тонкостенной цилиндрической оболочки 1 с кольцевой полостью. Она заполнена наполнителем — резиной. Оболочка 1 выполнена из пластичного термостойкого материала — нержавеющей стали.

Кроме того, на К 2 подвижно размещен нажимной элемент в виде кольце1361 ваго поршня (КП) 4. Нижний его конец размещен между К 2 и верхним концом оболочки 1 по скользящей посадке относительно внутренней его поверхности и К 2. В ходе работы пакера КП 4 опускается и действует на наполнитель 8. В итоге оболочка 1 перекрывает

303 кольцевое пространство между обсадной колонной и пакером. Далее снимают нагрузку с КП 4 и нагнетают теплоноситель. При извлечении пакера оболочка 1 легко деформируется с образованием складки, не мешая процессу извлечения. 2 э.п. ф-лы, 3 ил.

)5

30

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано в термостойких пакерах, предназначенных для установки над песочными фильтрами в пескообразующих скважинах, главным образом, на нефтяных месторождениях, разрабатываемых термическими методами.

Цель изобретения — снижение уси-: лия пакеровки и повышение надежности работы пакера.

На фиг.1 показан тефмостойкий пакер в исходном положении перед пакерованием; на фиг.2 — то же, в рабочем положении; на фиг.3 — то же, в рабочем положении при установке в скважине с подвешенными фильтрами, расположенными в интервале продуктивного пласта.

Конструктивно устройство состоит из стальной оболочки 1, корпуса.2, упора 3, кольцевого поршня (нажимного элемента) 4, сухарей 5 с болтами и переводника 6, расположенного внутри корпуса. В корпусе имеются пазы 7, в которых помещены сухари:

5, кольцевая полость, образованная оболочкой 1 и корпусом 2, заполнена упругим наполнителем 8, в состав устройства входят шлипсы 9 с толкателями 10 и пружинами 11. Пакер устанавливается в скважине с обсадной колонной 12.

Устройство работает следующим образом.

Размеры кольцевого поршня 4 выбраны такими, что он может перемещаться по скользящей посадке с внутренней и наружной сторон, т.е. вдоль наружной поверхности корпуса 2 и вдоль внутренней поверхности оболочки 1.

Пакер 14 (фиг.3), соединенный с фильтрами 13 и через переводник 6 (фиг.1) — со спускными трубами 15, опускается в скважину и фиксируется на заданной глубине с помощью шлипсов 9, которые вводятся в контакт с обсадной трубой 12 с помощью толкателей 10, Операция установки пакера производится общеизвестным способом. После установки пакера воздействуют весом спускных труб 15 на переводник 6, которыи, перемещаясь вниз, движет в пазах 7 корпуса 2 сухари 5 и жестко связанный с ними поршень 4.

Перемещаясь вдоль оси вниз (фиг.2), поршень 4 воздействует на наполнитель 8, который, в свою очередь, преобразует механическое усилие от веса спускных труб 15 в гидростатическое давление, действующее равномерно на внутреннюю стенку оболочки 1, под действием которого она деформируется в радиальном направле- нии (раздувается бочкообразно) до контакта с обсадной колонной 12 и перекрывает кольцевое пространство между этой колонной и пакером. При этом осевое усилие деформирования оболочки за счет веса спускных труб, как показывают расчеты, не превышает 3-5 т, что соответствует глубине скважины 300-500 м. Установка пакеров известных конструкций, та" ким способом, требует нагрузок 6-8 и более тонн, поэтому на небольших глубинах практически невозможна.

В данном случае (при надобности} дальнейшее снижение усилий пакеровки может достигаться за счет возможности изменять кольцевую площадь поршня 4, от которой зависит деформирующее давление в среде наполнителя и за счет более тонких стенок оболочки 1.

1303

S0 з 136

Возможность снижать усилия деформирования уплотнителей при пакеровке позволяет применять пакерующие элементы из пластичных нетвердых нержавеющих сталей, что резко повьш ает их термостойкость. В качестве наполнителя 8 можно использовать любую нетермостойкую резину с низкой твердостью. Такая резина при маленьких нагрузках легко поддается деформации и быстро и равномерно передает давление на всю контактируемую с ней внутреннюю поверхность оболочки 1, являясь, кроме того, герметизатором, и не требует дополнительной герметизации Подвижных соединений.

После окончания процесса деформирования оболочки спускные трубы 15 отсоединяют от пакера. Вследствие . этого нагрузка с полого поршня 4 снимается, и пакер готов к работе. После начала нагнетания теплоносителя наполнитель 8 может выгореть (стлеть) или разложиться, но это обстоятельство на работоспособность пакера, согласно его назначению, не отразится.

Этим также обусловлено и отсутствие особых требований к наполнителю 8, кроме указанных свойств, необходимых для равномерной передачи давления на внутреннюю стенку оболочки 1 в процессе ее деформирования.

Фиксация оболочки 1 относительно корпуса 2 может быть выполнена самостоятельно без посредства кольцевого упора 3. Последний может быть выполнен в виде поршня аналогично верхнему, и тогда при воздействии на наполнитель сближение поршней 3 и 4 может быть осуществлено, например, втулкой с правой и левой резьбами.

Извлекается пакер обычным путем, т.е. соединением с ним колонны спускных труб 15 и движением их вверх.

При этом уплотняющая оболочка 1 за счет малой толщины стенок легко деформируется путем подгиба гофры вниз с образованием складки, которая не мешает извлечению пакера. Это положение было проверено и подтвердилось ,на макете. При повторном спуске пакера оболочка 1 и наполнитель 8 меняются на новые.

Учитывая то обстоятельство, что пакеры, установленные над песочными фильтрами в пробкоибразующих скважинах, работают в основном в условиях ранвовесия ло давлению, т.е. давление под пакером равно давлению над пакером, поэтому запакерованная в обсадной колонне металлическая уплотнительная оболочка 1, лишившись наполнителя, полностью выполняет свое назначение. При кольматации фильтра давление под пакером может несколько подняться, а над пакером остаться прежним. Но в таких случаях, одновременно со значительной кольматацией фильтра, падает и дебит скважины. Поэтому такие скважины останавливают и проводят работы по очистке песочных фильтров.

Формула изобретения

1.Термостойкий пакер, содержащий полый корпус, установленный иа корпусе уплотнительный элемент в виде тонкостенной цилиндрической оболочки из пластичного термостойкого материала с кольцевой полостью, заполненной наполнителем, размещенный подвижно на корпусе, взаимодействующий с верхним концом уклонительного элемента и соединенный с колонной труб нажимной элемент в виде кольцевого поршня, отличающийся тем, что, с целью снижения усилия пакеровки и повышения надежности работы, нижний .конец кольцевого поршня размещен между корпусом и верхним концом уплотнительного элемента по скользящей посадке относительно внутренней его поверхности и корпуса, причем в качестве наполнителя в нем использована резина.

2.Пакер по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что нижний конец уплотнительного элемента закреплен неподвижно на корпусе пакера.

З.Пакер по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что в качестве пластического термостойкого материала уплотнительного элемента используют нержавеющую сталь.!

361303

Фиг.2

Составитель Л.Фарукшин

Техред А.Кравчук . Корректор С.Черни

Редактор А.Ворович

Заказ 6204/36 Тираж 533 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4