Гидромеханический пакер

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в нагнетательных скважинах. Цель - повышение надежности работы пакера при высоких перепадах давления между подпакерным и надпакерным пространствами скважины. Для этого корпус пакера 10 жестко соединен с верхним переводником 4 и образует со стволом 2 кольцевой осевой канал 24, с корпусом 10 также жестко связан верхний кольцевой поршень 11. В последнем и переводнике 4 выполнены радиальные каналы 25 и 26. Пакер имеет верхнюю рабочую камеру 18, которая изолирована от пространства под уплотнительным элементом 7 в его рабочем положении. Поршень 17 установлен на стволе 2 и соединен жестко с нижним цилиндром 16, размещенным на нижнем кольцевом поршне 6 с возможностью осевого перемещения относительно него. Поршень 6 связан жестко со стволом 2. При повышении давления закачиваемой жидкости в колонне труб 1 и подпакерном пространстве поршень 17 воспринимает перепад давления, направленный вверх, усилие от которого передается к обсадной колонне. Поршень 6 не испытывает усилия от перепада давления, а поршень 11 испытывает увеличенный перепад давления, направленный сверху вниз. Это приводит к повышению дополнительного усилия от перепада, способствуя надежности его установки в скважине. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (s)> 4 Е 21 В 33/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4254096/23-03 (22) 01.06.87 (46) 23.08.89. Бюл. 9 31 (71) Научно-производственное объединение по химизации технологических процессов в нефтяной промышленности

"Союзнефтепромхим" (72) В.А.Сафин, В.Я.Напалков, С.А.Шинкарев и В.М.Миндрюков (53) 622.245(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 359374, кл. Е 21 В 33/12, 1968.

Авторское свидетельство СССР

Р 571583, кл. Е 21 В 33/12, 1974.

„„SU„„1502808 A 1 (54) ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ПАКЕР (57) Изобретение относится к нефтедобывающей промьппленности и может быть использовано в нагнетательных

-кважинах. Цель — повьппение надежности работы пакера при высоких перепадах давления между подпакерным и надпакерным пространствами скважины. Для этого корпус пакера 10 жестко соединен с верхним переводником, 4 и образует со стволом 2 кольцевой осевой канал 24, с корпусом 10 также жестко связан верхний кольцевой поршень 11. В последнем и переводни1 . 028()8 з Г к» I в»ни л»»сны радиол» ные каналы 25 и 26. !! Iкер имеет верхнюю рзбочvNl камеру,18, которая изолирована от

»»р»1» тра яства иод уплотнительним элемент»>м 7 н ег» рабочем положении.

Поршень 17 установлен на стволе 2 и соединен жестко с нижним цилиндром

16, размещенным на нижнем кольцевом и» ршне 6 с возможностью осевого перемещения относительно него. Поршень

Ь связан жестко со стволом 2. При повышении давления закачиваемой жидкости в колонне труб 1 и подпакер)»О. » прГ»с тра нетве поршень 1 I нос при нимает»»ерепад давления, направленный вверх, усилие от которого передается к обсадной колонне. Поршень Ь не испытывает усилия от перепара давления, а поршень 11 испытывает увеличенный перепад давления, направленнь»й сверху вниз. Это приводит к повышению дополнительного усилия от перепада, способствуя надежности его установки в скважине.

1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к пакерам, используемым в нагнетательных скважинах.

Цель изобретения — повышение надежности работы иакера при высоких перепадах давления между подпакерным и надпакерным пространствами скважины.

Па чертеже представлен пакер в исходном положении.

Гидромеханический пакер содержит соединенный с колонной труб 1 польй ствол 2 с радиальными каналами 3 верхним 4 и нижним 5 переводниками и размещенным на нем нижним кольцевым поршнем 6, уплотнительньй элемент 7 с металлическими 8 и неметаллическими 9 защитными опорами, установленный концентрично на стволе

2 корпус 10 с верхним кольцевым поршнем 11, размещенный на корпусе 10 под уплотнительным элементом 7 узел фиксации пакера с конусом 12, шлипсами 13 и шчипсодержателем 14, узел гидропривода пакера, включающий верхний 15 и нижний 16 цилиндры, 45 подвижный относительно ствола 2 и корпуса 10 кольцевой поршень 17, соединенный жестко с верхним цилиндром 15, связанным с шлипсодержателем 14 и установленным подвижно на 5р верхнем кольцевом поршне 11, верхнюю рабочую камеру 18, сообщающуюся со скважиной, и нижнюю рабочую камеру 19, гидравлически связанную с полостью 20 с гвола 2 через его ра- 55 ди»»ль»»»»е кана Ibl 3, и узел управления посадкой пакера, размещеннь»й в стволе 2 иод узлом гидропривола и вк.»юГ»;»кшн»й»» д:»o 21 с шариком 22, установленное в нижнем переводнике

5 на срезном элементе 23. Корпус

10 пакера соединен жестко с верхним переводником 4 и образует со стволом 2 кольцевой осевой канал 24, верхний кольцевой поршень 11 соединен с корпусом 10 жестко, в верхнем переводнике 4 и верхнем кольцевом поршне 11 выполнены радиальные каналы 25 и 26 для сообщения верхней рабочей камеры 18 со скважиной через них и кольцевой осевой канал 24 между стволом 2 и корпусом 10, при этом верхняя рабочая камера 19 изо-. лирована в рабочем положении уплотнительного элемента 7 от подпакерного пространства скважины и гидравличе ки связана с надпакерным пространством скважины. Подвижный кольцевой поршень 17 узла гидропривода пакера установлен на стволе 2 и соединен жестко с нижним цилиндром

16, который установлен на нижнем кольцевом поршне 6 с возможностью осевого перемещения относительно него, причем нижний кольцевой поршень

6 связан со стволом 2 жестко. При этом в исходном положении нижний цилиндр 16 закреплен срезным штифтом 27 на упоре 28 нижнего переводника 5, а конус 12 узла фиксации установлен на кольцевом выступе 29 корпуса 10. Герметичность подвижных узлов соединений узла гидропривода пакера обеспечивается уплотнительными кольцами 30 и 31.

Пакер работает следующим образом.

Спускают пакер на колонне труб ,1 в скважину. В колонне труб 1 сбрасывают шарик 22 и нагнетают жидкость.

Жидкость под давлением поступает! 502808 в нижнюю р;» очун> камеру 19 через радиальные отверстия 3 в стволе 2 и ваздейгтвует Hÿ поршень 17 с цилиндром 15. Поршень 17 через цилиндр

15 воздействует на шлипсолержатель

14 и шлипсы 13. При этом нижний цилиндр 16 срезает штифт 27 и перемещается с поршнем 17 вверх. Шлипсы 13, перемещаясь по конусу 12, входят в зацепление со стенкой обсадной колонны и пакер закрепляется в скважине. После этого колонну труб 1 медленно опускают вниз.

Под действием усилия от веса колонны труб 1 уплотнительный элемент 7 раскрывает защитные опоры 8 и 9, расширяется до обсадной колонны и уплотняет пакер в скважине. При даль нейшем повышении давления в колонне труб 1 сревной элемент 23 разрушается и седло 21 с шариком 22 падает в хвостовик пакера (не показан).

При закачке жидкости давление в подпакернам пространстве скважины воздействует на верхний кольцевой поршень 11. В верхней рабочей камере 18 через каналы 25-26 поддерживается давление жидкости над пакером. За счет разности перепада давлений между подпакерным и надпакерным пространствами скважины верхний кольцевой поршень 11 воздействует через корпус 10 и верхний переводник 4 на ствол 2 пакера. При этом на уплотнительный элемент 7 пакера .прикладывается направленное вниз дополнительное усилие от воздействия перепада давления на площадь верхнего кольцевого поршня 11.

При повышении давления эакачиваемой жидкости в колонне труб 1 и подпакерном пространстве установленный на стволе 2 поршень 17 воспринимает перепад давления, направленный вверх. Усилие ат этого перепада давления от цилиндра 15 через шлипсодержатель 14 и шлипсы 13 передается к обсадной колонне.При этом усилие, действующее на уплотнительный элемент 7 снизу вверх, не меняется, так как шлипсы находятся в зацеплении с обсадной колонной. Формы их зубьев и угол наклона контактных поверхностей между шлипсами 13 шпипсодержателем 14 такие, что, чем больше усилие на шлипсы 13 снизу, тем больше они зацепляются с обсадной колонной. При этом прикрепленный к стволу ппжппй поршень 6 не иг— пытывает уси>сия т перепада да > ..>ения, так как давление на него сни5 зу и сверху одинаковое, равное дав.пению заканчиваемай жидкости. Прикрепленный к корпусу 10 верхний поршень 11 испытывает увеличенный перепал давления, направленный сверху вниз, так как в верхней рабочей камере 18 пад ним давление сохраняется постоянным. Это ривадит к повышению дополнительного усилия от перепада давления, способствуя повышению надежности ега установки в скважине.

После окончания закачки жидкости колонну труб 1 натягивают. При этом нагрузка на уплотнительный элемент

20 7 и защитные опары 8 и 9 снимается и ани принимают первоначальную форму. Корпус 10, воздействуя на конус 12 выступам 29, извлекает ега из-под шпипсов 13, которые отходят ат обсадной колонны. После этого пакер снимается с места и поднимается на поверхность.

Формула изобретения

1. Гидромеханический пакер, содержащий соединенный с колонной труб полый ствол с радиальными каналами, верхним и нижним переводниками и размещенным на нем нижним кольцевым

35 поршнем, уплотнительный элемент с защитными опорами над и под ним, установленный концентрична на стволе корпус с верхним кольцевым поршнем, 40 размещенный на корпусе под уплатнительным элементом узел фиксации пакера с конусом, шлипсами и шлипсодержателем, узел гидропривода пакера, включающий верхний и нижний цилинд45 ры, подвижный относительно ствола и корпуса кольцевой поршень, соединенный жестко с верхним цилиндром, связанным с шлипсодержателем и установленным подвижно на верхнем

50 кольцевом поршне, верхнюю рабочую камеру и нижнюю рабочую камеру, гидравлически связанную с полостью ствола через его радиальные каналы, и узел управления посадкой пакера, размещенный в стволе пад узлом гид55 рапривода, отличающийся тем, что, с целью павьш>ения надежности работы пакера при высоких перепадах давления между падпакерным

1502808

Составитель Л.Фарукшин

Редактор В.Бугренкова Техред Л.Олийнык КоРРектоР М.Самборская

Заказ 5062/44 Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ ГосударственноГо комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул . Гагарина, 101 и надпакерным пространствами скважины, корпус соединен жестко с верхним переводником и образует со стволом кольцевой осевой канал, верхний кольцевой поршень соединен с корпусом жестко, в верхнем переводнике и верхнем кольцевом поршне выполнены радиальные каналы, при этом верхняя рабочая камера изолирована от пространства под уплотнительным элементом и гидравлически связана с пространством над уплотнительным элементом в его рабочем положении.

2. Пакер по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что подвижный коль) цевой поршень установлен на стволе и соединен жестко с нижним цилиндром, который размещен на нижнем кольцевом поршне с воэможностью осевого перемещения относительно него, причем последний связан со стволом жестко.