Гидромеханический пакер (его варианты)

 

С целью повышения надежности герметизации кольцевого пространства скважины за счет увеличения коэффициента пакеровки, средняя часть манжеты связана с корпусом срезным элементом, а верхняя и нижняя части манжеты снабжены ограничителями хода поршня-толкателя, концентрично установленными на корпусе с возможностью одновременного взаимодействия с поршнем-толкателем и средней частью манжеты в крайнем положении поршня-толкателя. Торец нижней части манжеты, взаимодействующий со средней частью, выполнен с наружным скосом. В вариантном исполнении пакер снабжен связанным с верхней частью манжеты дополнительным поршнем-толкателем, образующим с корпусом камеру связанную с внутритрубным пространством, и имеющим меньшую рабочую площадь, чем поршень-толкатель нижней части манжеты. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

„.SU„„3553650 А 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Е 21 В 33/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А В ГОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

А0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 3725897/22-03 (22) 10.04.84 (46} 30.03.90. Бюл. V 12 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт буровой техники (72) В.И.Ванифатьев, 6.3,Цырин, А.А.Домальчук, А.К.Дудаладов и С.Н.Силуянов . (53) 622.245.4 (088.8)

-(56) Авторское свидетельство СССР

11 304345, кл. Е 21 В 33/12, 1969.

Патент США Y 3181614, кл. 166-122, опублик. 1962. (54) ГИДРОИЕХАНИЧЯСКИй ПАККР (ЕГО ВдРИАНтЫ) (5l) I. Гидромеханический пакер, включающий связанный с колонной труб корпус, концентрично установленный относительно него поршень-толкатель, образующий с корпусом камеру, связанную с внутритрубным пространством, секционную манжету, состоящую из средней части, выполненной в виде кольца с коническими торцами, имею щего в продольном сечении форму трапеции с меньшим основанием на его наружной поверхности, верхней части, имеющей конический торец под конический торец средней части и взаимодействующий с ним, и нижней части, одним торцом взаимодействующей со средней частью, а другим торцом связанной С поршнем-толкателем, о т л ич а ю щ и " c я тем, что, с целью повышения надежности герметизации кольцевого пространства скважины за счет увеличения коэффициента пакеровки, средняя часть манжеты связана с корпусом срезным элементом, а верхняя .и нижняя части манжеты снабжены or pawwveawww хода поршня-толкателя, концентрично установленными на корпусе с возможностью одновременного взаимодействия с поршнем-толкателем и средней частью манжеты в крайнем положении поршня-толкателя. г

2. Пакер по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что торец нижней части манжеты, взаимодействующий со средней частью, выполнен с наружным скосом.

3. Гидромеханический пакер, включающий связанный с колонной труб корпус, концентрично установленный относительно него поршень-толкатель, образующий с корпусом камеру, связанную с внутритрубным пространством, секционную манжету, состоящую из средней части, выполненной в виде кольца с коническими торцами, имеющими в продольном сечении форму трапеции с меньшим основанием на его наружной поверхности, верхней части, имеющей конический торец под конический торец средней. части и взаимодействующий с ним, и нижней части, одним торцом взаимодействующий со средней частью, а другим связанный с поршнем-толкателем, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности герметизации кольцевого пространства. скважины за счет увеличения коэффициента пакеровки, он снабжен связанным с верхней частью манжеты дополнительным поршнем-толкателем, образующим с корпусом камеру, связанную с внутритрубным простанством, и имеющим меньшую рабочую площадь, чем поршень-толкатель нижней части манжеты, при этом средняя часть манжеты жестко связана с корпусом, ко1553650 торый снабжен ограничителем хода поршня-толкателя нижней части манжеты.

4, Пакер по п.3, о т л и ч а юшийся тем, что торец нижней

Изобретение относится к области 10 крепления нефтяных и газовых скважин, а именно к устройствам для разобщения пластов.

Целью изобретения является повы шение надежности герметизации кольцевого пространства скважины эа счет увеличения коэффициента пакеровки.

На фиг. 1 показано устройство в, транспортном положении по I варианту; на фиг. 2 - устройство после соэда, ния в трубах давления по I варианту; ,, на фиг. 3 — устройство в пакерован, ном положении; на фиг. 4 — устройство в транспортном положении по Ы 25

: варианту; на фиг. 5 — устройство пос, ле повышения в трубах давления; на фиг. 6 - устройство в запакерованном положении.

Устройство по первому варианту включает корпус 1 с радиальными отверстиями А, установленную на нем сек ционную манжету с верхней частью 2, средняя часть 3 которой закреплена на корпусе среэным штифтом ч, поршеньтолкатель 5 манжеты, защитную втул-! ку 6 (показана частично), перекрываю,щую радиальные отверстия A корпуса

1, упора 7, и ограничители 8 хода поршня-толкателя и средней части ман жеты. Поршень-толкатель 5 и упор 7 оборудованы элементами 9 торцовой защиты и связаны с нижней частью 10 манжеты.

Торец нижней части 10 манжеты, размещенный между поршнем-толкателем

5 манжеты и ее средней частью 3 и смежный с ней, выполнен с наружным скосом 11, а торец противоположного участка манжеты, смежный с ее сред50 неи частью, выполнен с внутренним скосом 12. Такое выполнение торцовых участков манжеты и закрепление ее средней части на корпусе обеспечивает поочередное наползание участков манжеты

55 друг на друга.

Устройство работает следующим образом. части манжеты, взаимодействующей со средней частью, выполнен с наружным скосом, После окончания процесса цементирования скважины защитная втулка 6, перемецаясь, открывает радиальные отверстия А. Срабатывание защитной втулки может быть осуцествлено, например, путем снятия давления s цементировочной головке. При наращивании избыточного давления в обсадной колонне жидкость, поступая через радиальные отверстия А корпуса перемещает поршень-толкатель 5, который перемещает взаимодействующие с ним манжеты и ограничитель 8 в строго заданное положение. При дальнейшем повышении давления поршень-толкатель 5 через ограничитель 8 взаимодействует со средней частью 3 секционной манжеты, срезая штифт 4 и перемещая среднюю часть манжеты до контакта с верхним ограничителем 8, Устройство по второму варианту состоит из корпуса 1 с радиальными отверстиями А и Б, установленной на нем секционной манжеты, сердняя часть 3 которой неподвижно закреплена íà корпусе, поршня-толкателя 5 с ограниченным ходом и большей рабочей площадью Р,, воспринимающей внутриколонное давление, дополнительного поршня-толкателя 13 с меньшей рабочей площадью Р, воспринимающей внутриколонное давление, защитных втулок

6 (показаны частично), перекрывающих радиальные отверстия А и Б корпуса

1. Поршни-толкатели 5 и 13 оборудованы элементами 9 торцовой защиты.

Корпус снабжен ограничителем хода основного поршня {не показан); ограничитель выполнен в виде разрезного кольца или другого известного элемента °

Устройство работает следующим образом.

После окончания процесса цементирования скважины защитные втулки 6, перемещаясь, открывают радиальные отверстия А и Б. Принцип срабатывания защитных втулок аналогичен принципу их срабатывания в первом варианте предлагаемого устройства, При

15536

5 наращивании избыточного давления в обсадной колонне жидкость, поступая через радиальные отверстия А и Б корпуса, действует на рабочие площади

F и F< поршней-толкателей 5 и 13

Так как площадь F > поршня-толкателя

5 больше площади F поршня-толкателя 13, то под действием избыточного давления в первую очередь перемещает- 19 ся поршень-ToawqTenb 5, который имеет ограниченный ход движения, что позволяет переместить взаимодействующие с ним секции манжеты в строго определенное положение. При дальней- 15

50 шем повышении давления в обсадной колонне поршень-толкатель 13 перемещает смежные с ним секции манжеты в положение, обеспечивающее перекрытие кольцевого пространства скважины.

Таким образом, предлагаемые варианты имеют сходство по технической сущности, т.е. по назначению, а также, принципу действия, который состоит в сочетании осевого сжатия секций манжеты с расположением их внахлестку пу" тем последовательного осевого смещения секций относительно средней части манжеты.

1553650

1553650

Составитель И.Кепке

Редактор M.Áàíäóðà Техред д.герд окова

Корректор С.Шевкун

Заказ 441 Тираж 472 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Н-35, Раувская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент"„ г. Ужгород, ул. Гагарина, 191